De mate van vasculaire dysfunctie en bij te dragen fysiologische mechanismen kunnen bij patiënten met chronische nierziekte worden beoordeeld door het meten van de arteria brachialis flow-gemedieerde dilatatie, aorta-pulse wave velocity, en vasculaire endotheliale cel eiwit expressie.
Patiënten met chronische nierziekte (CKD) hebben significant verhoogd risico op hart-en vaatziekten (HVZ) in vergelijking met de algemene bevolking, en dit is slechts gedeeltelijk te verklaren door de traditionele CVD risicofactoren. Vasculaire disfunctie is een belangrijke niet-traditionele risicofactor, gekenmerkt door vasculaire endotheliale dysfunctie (meestal beoordeeld als verminderde endotheel-afhankelijke dilatatie [EDD]) en verstijving van de grote elastische arteriën. Terwijl verschillende technieken bestaan om EDD en grote elastische slagader stijfheid, beoordeelt de meest gebruikte zijn armslagader flow-gemedieerde dilatatie (MKZ BA) en aorta pulse wave velocity (aPWV), respectievelijk. Beide invasieve maatregelen van vasculaire dysfunctie onafhankelijke voorspellers van toekomstige cardiovasculaire gebeurtenissen bij patiënten met en zonder nierziekte. Patiënten met CKD tonen zowel een verminderde MKZ BA, en verhoogde aPWV. Hoewel de exacte mechanismen die vasculaire dysfunctie devesnoeit in CKD zijn onvolledig begrepen, verhoogde oxidatieve stress en een verdere verlaging van stikstofmonoxide (NO) biobeschikbaarheid dragen in belangrijke mate. Cellulaire veranderingen oxidatieve stress kan worden beoordeeld door het verzamelen van vasculaire endotheelcellen uit de antecubitale ader en het meten van eiwitexpressie van merkers van oxidatieve stress met immunofluorescentie. Wij bieden hier een bespreking van deze methoden om MKZ BA, aPWV, en vasculaire endotheliale cel eiwit expressie te meten.
Chronische nierziekte (CKD) is een belangrijk probleem voor de volksgezondheid dat epidemische proporties heeft bereikt, waaraan ongeveer 11,5% van de bevolking in de Verenigde Staten alleen 1. Het risico van cardiovasculaire dood of cardiovasculaire gebeurtenis bij patiënten met CKD aanzienlijk verhoogd vergeleken met de algemene bevolking 2-4. Hoewel patiënten met CKD vertonen een hoge prevalentie van traditionele cardiovasculaire risicofactoren, dit verklaart slechts een deel van hun verhoogde incidentie van hart-en vaatziekten (HVZ) 5. Vasculaire disfunctie is een belangrijke niet-traditionele cardiovasculaire risicofactor steeds meer erkenning op het gebied van nefrologie 6-9.
Hoewel veel veranderingen waarschijnlijk bijdragen tot de ontwikkeling van arteriële disfunctie onder de meest zorgwekkende zijn de ontwikkeling van vasculaire endotheliale dysfunctie, meestal beoordeeld als verminderde endotheel-afhankelijke dilatatie (EDD) en verstijving van de large elastische slagaders 10. Verschillende technieken bestaan om EDD en grote elastische slagader stijfheid te beoordelen, maar de meest gebruikte zijn armslagader flow-gemedieerde dilatatie MKZ BA en aorta pulse wave velocity (aPWV), respectievelijk. Een andere veel gebruikte techniek om EDD beoordelen meet onderarm doorbloeding farmacologische middelen zoals acetylcholine middels veneuze occlusie plethysmografie 11,12. Echter, deze methode vereist catheterisatie van de arteria brachialis, dat is meer invasief dan MKZ BA en kan worden gecontra-indiceerd bij patiënten met CKD. Een alternatieve techniek om arteriële stijfheid evalueren is aan de locale arteriële compliantie (het omgekeerde van stijfheid) van de halsslagader te meten, hoewel dit niet zo veel gebruikt of gevalideerd met klinische eindpunten aPWV 13.
Patiënten met CKD tonen zowel een gestoorde MKZ BA 14-16 en verhoogde aorta pulse wave velocity aPWV 13,17,18, zelfs voorafgaand aan dialyse nodig. Belangrijk vanuit een klinisch oogpunt, beide invasieve maatregelen van vasculaire dysfunctie onafhankelijke voorspellers van toekomstige cardiovasculaire gebeurtenissen en mortaliteit zowel bij patiënten met CKD 19-21, alsmede in andere populaties 22-26. Deze technieken kunnen worden toegepast voor het bestuderen van verschillende populaties risico op CVD, waaronder patiënten met CKD.
De exacte mechanismen waardoor arteriële disfunctie ontwikkelt in CKD zijn onvolledig begrepen; echter verminderde stikstofoxide (NO) biobeschikbaarheid is kritisch medewerker 27-30 en een gemeenschappelijk mechanisme van zowel verminderde EDD en verhoogde arteriële stijfheid 10,31. In CKD, is oxidatieve stress verhoogd en draagt bij aan de vermindering van NOx biologische beschikbaarheid 32-34. Oxidatieve stress wordt gedefinieerd als overmatige biobeschikbaarheid van reactive oxygen species (ROS) ten opzichte van de antioxidante verdedigingsmechanismen. Fysiologische stimuli, incLuding inflammatoire signalering promoten oxidant enzymsystemen produceren ROS, zoals superoxide anion (O 2 ● -) (bijvoorbeeld de oxidant enzym NADPH oxidase.) 35. De productie van superoxide leidt uiteindelijk tot minder biologische beschikbaarheid van stikstofoxide (NO).
Erosie biobeschikbaarheid kunnen op hun beurt bijdragen aan de ontwikkeling van CKD, zoals endotheliale dysfunctie is een onafhankelijke voorspeller van incident CKD 36. Dit is consistent met diergegevens aangeeft dat eNOS remming induceert hypertensie (systemische en glomerulaire), glomerulaire ischemie, glomerulosclerose en tubulo-interstitiële schade 37. Inderdaad, verminderde NO biobeschikbaarheid lijkt noodzakelijk voor de ontwikkeling en progressie van experimentele nierziekte die ziekte bij de mens nabootst, hetgeen duidt op een belangrijke rol voor het disfunctioneren van het endotheel in de menselijke CKD 38,39.
Markers van vasculaire oxidatieve stress kan worden beoordeeld in vascular endotheelcellen verzameld uit menselijke proefpersonen, met behulp van een techniek die oorspronkelijk ontwikkeld door Colombo et al.. 40 en gewijzigd Seals et al. 41-43. Met behulp van 2 steriele J-draden, worden de cellen verzameld uit de antecubitale ader, teruggewonnen, vaste, en later positief geïdentificeerd als endotheelcellen en voor de expressie van eiwitten van belang met behulp van immunofluorescentie geanalyseerd.
Wij bieden hier een bespreking van deze methodologie die gebruikt kan worden om a) maatregel MKZ BA; b) meten aPWV; c) meten vasculaire endotheliale cel eiwit expressie van markers van oxidatieve stress. De focus ligt op patiënten met CKD, niet die chronische dialyse.
Het verkrijgen van nauwkeurige resultaten voor MKZ BA en aPWV vereist het verwerven van ultrasound beelden van uitstekende kwaliteit en de druk golfvormen, respectievelijk. Centraal in dit passend en voortgezette opleiding en het gebruik van elke techniek door de exploitant 44. Bovendien is het essentieel om controle zo veel externe variabelen die de resultaten mogelijk kunnen beïnvloeden door normalisatie van de testsessie (bijv. eerdere 12 uur vasten, klimaatkamer, enz.) 4…
The authors have nothing to disclose.
De auteurs danken Nina Bispham voor haar technische bijstand. Dit werk werd ondersteund door de American Heart Association (12POST11920023), en de NIH (K23DK088833, K23DK087859).
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
J-wire | St. Jude | 404584 | 2 per collection |
Disposable shorts (MediShorts) | Quick Medical | 4507 | |
Non-invasive hemodynamic workstation (NIHem) | Cardiovascualr Engineering | N/A | Includes custom ruler. An alternate system is the Sphygmocor |
Ultrasound | G.E. | Model: Vivid7 Dimension | We use a G.E., but there are many companies and models |
Vascular software (Vascular Imager) | Medical Imaging Applications | N/A | |
R-wave trigger box | Medical Imaging Applications | N/A | custom made |
Rapid Cuff Inflation System | Hokanson | Model: Hokanson E20 | |
Forearm blood pressure cuff | Hokanson | N/A | custom cuff with 6.5 x 34 cm bladder |
HUVECs | Invitrogren | C-015-5C | |
Donkey serum | Jackson | 017-000-121 | |
Pap pen | Research Products International | 195505 | |
VE Cadherin | Abcam | ab33168 | |
AF568 | Life Technologies | A11011 | depends on specifications of microscpe |
AF488 | Life Technologies | A11034 | depends on specifications of microscpe |
Nitrotyrosine antibody | Abcam | ab7048 | |
NADPH oxidase antibody | Upstate | 07-001 | |
DAPI | Vector | H-1200 | |
Delicate task wipe (Kimwipe) | Fisher Scientific | 06-666-A | |
Plastic paraffin film (parafilm) | Fisher Scientific | 13-374-10 | |
Confocal microscope | Olympus | Model: FV1000 FCS/RICS | many options exist |