Évaluation échographique de l'endothélium-dépendante médiée par le flux vasodilatation de l'artère brachiale en recherche clinique
Summary
La dysfonction endothéliale est associée à de nombreux états pathologiques et est un facteur prédictif d'événements cardiovasculaires indésirables chez les humains. Vasodilatation médiée par le flux (FMD) est une méthode à ultrasons non-invasive d'évaluation de la fonction endothéliale. Les choix méthodologiques et l'expérience de l'opérateur peuvent affecter les résultats. Une approche systématique de la fièvre aphteuse dans les études humaines est abordée ici.
Abstract
L'endothélium vasculaire est une monocouche de cellules qui couvrent l'intérieur des vaisseaux sanguins et fournissent à la fois des rôles structurels et fonctionnels. L'endothélium joue le rôle de barrière, ce qui empêche l'adhérence et l'agrégation des leucocytes, ainsi que pour le contrôle de la perméabilité des composants du plasma. Fonctionnellement, l'endothélium affecte le tonus des vaisseaux.
La dysfonction endothéliale est un déséquilibre entre les espèces chimiques qui régulent le tonus des vaisseaux, thombroresistance, la prolifération cellulaire et la mitose. Elle est la première étape dans l'athérosclérose et est associée à la maladie coronarienne, la maladie artérielle périphérique, l'insuffisance cardiaque, l'hypertension, l'hyperlipidémie et.
La première manifestation de la dysfonction endothéliale impliquée perfusion directe de l'acétylcholine et l'angiographie coronaire quantitative. L'acétylcholine se lie aux récepteurs muscariniques sur la surface des cellules endotheliales, conduisant à une augmentation du calcium intracellulaire et l'augmentation nioxyde trique (NO). Chez les sujets présentant un endothélium intact, vasodilatation a été observée alors que les sujets atteints de lésions endothéliales connu vasoconstriction paradoxale.
Il existe une méthode non-invasive, in vivo pour mesurer la fonction endothéliale des artères périphériques utilisant haute résolution échographie en mode B. La fonction de l'endothélium des artères périphériques est étroitement liée à la fonction de l'artère coronaire. Cette technique mesure la variation de diamètre pour cent de l'artère humérale lors d'une période d'hyperémie réactive suivant une ischémie des membres.
Cette technique, connue sous le nom, la vasodilatation médiée par le flux endothélium-dépendante (FMD) a de la valeur dans le cadre de recherches cliniques. Cependant, un certain nombre de questions physiologiques et techniques peut affecter la précision des résultats et des lignes directrices appropriées pour la technique ont été publiés. Malgré les directives, la fièvre aphteuse reste fortement dépendante de l'opérateur et présente une courbe d'apprentissage abrupte.Cet article présente une méthode standardisée pour mesurer la fièvre aphteuse dans l'artère brachiale sur le bras supérieur et offre des suggestions pour réduire la variabilité intra-opérateur.
Introduction
L'endothélium vasculaire humain fournit des rôles structurels et fonctionnels dans le corps. Dans les coupes histologiques, l'endothélium semble petit, comprenant une mince couche de cellules 1-2 microns d'épaisseur assis au sommet d'une couche de cellules musculaires lisses (la presse) et une épaisse couche de tissu conjonctif (l'adventice). Pris dans leur ensemble, l'endothélium fournit une grande surface pour l'échange d'informations entre le sang et le tissu musculaire lisse vasculaire. Selon une estimation, une aire de section transversale de 700 m 2 et une masse de 1000-1500 g chez un homme de 70 kg, est comparable à la masse du foie 1. Un endothélium sain mécanique permet à la transduction du signal chimique à maintenir l'homéostasie du vaisseau sanguin. La dysfonction endothéliale est un déséquilibre de ces médiateurs et la première étape de la maladie vasculaire, présent avant la preuve histologique de l'athérosclérose. Une méthode non invasive, in vivo, pour la quantification de la fonction vasodilatatrice de l'hommeartère existe. Cette méthode, dépendante de l'endothélium, la vasodilatation médiée par le flux (FMD) est largement utilisé dans les essais cliniques.
L'endothélium joue le rôle d'un élément de structure du système vasculaire et fabrique des composants de la matrice extracellulaire telles que la fibronectine et les glycosaminoglycanes 2. Les changements à long terme dans la circulation sanguine et une lésion aiguë de l'artère peuvent conduire à des changements structurels. Fonctionnellement, les cellules endothéliales vasculaires participent à la régulation du tonus des vaisseaux, les processus inflammatoires, antithrombotique, et l'anticoagulation. Les cellules endothéliales affectent vasoconstriction par l'endothéline tandis que la vasodilatation est médiée par l'oxyde nitrique (NO), la prostacycline, et endothéliale facteur hyperpolarisant dérivé (EDHF) 3-6.
La dysfonction endothéliale est une perte de valeur de l'un de ces médiateurs et la première étape dans l'athérosclérose. Evidemment, comme un mécanisme de maladie, il est associé à un certain nombre de cliniquement importantsdes conditions telles que la maladie coronarienne, l'hypertension et le diabète sucré 11.7. Surtout, la dysfonction endothéliale peut être observée chez les personnes sans maladie cardiovasculaire diagnostiquée et est un facteur prédictif d'événements cardiovasculaires futurs 7,12,13. Une mesure de la dysfonction endothéliale, en combinaison avec le score de Framingham, peut fournir des informations pronostiques supplémentaires ci-dessus soit seule mesure 14.
Évaluation de la dysfonction endothéliale peut entraîner la perfusion directe d'un agent pharmacologique. Intercoronary perfusion d'acétylcholine, par exemple, associée à l'angiographie quantitative démontre une vasodilatation chez les sujets présentant un endothélium intact. Cependant, les personnes atteintes de l'endothélium expérience de dommages vasoconstriction paradoxale. 15 Dans les artères périphériques, la perfusion d'un agent pharmacologique de mesure de débit par jauge souche pléthysmographie est possible 16.
Agents qui influent directement sur l'endothélium et susciter un signal chimique sont appelés vasodilatateurs dépendant de l'endothélium. L'acétylcholine, par exemple, agit sur les récepteurs muscariniques sur des cellules endotheliales, ce qui conduit à une augmentation de la concentration de calcium intracellulaire, l'activation de l'oxyde nitrique synthétase et la vasodilatation. Agents qui affectent la vasodilatation sans la participation de l'endothélium sont appelés agents de l'endothélium indépendante. La nitroglycérine, par exemple, active guanyle cyclase soluble et de guanosine cyclique-3 ', – 5'-monophasphate (GMPc) qui médie une vasodilatation dans la paroi de la cuve à travers la régulation des protéines kinases concentrations intracellulaires de calcium 17.
Il s'agit d'une méthode non-invasive, in vivo pour quantifier la dysfonction endothéliale introduit par Celermajer et associés appelé "médiée par le flux, vasodilatation endothélium-dépendante» (FA) 18. En bref, les changements de flux sanguin artériel contrainte de cisaillement ouvert sensible ion channels dans l'endothélium. Le signal est tranduced via une cascade de second messager et active l'oxyde nitrique synthase endothéliale (eNOS), générant NO. Cette espèce diffuse à travers la membrane cellulaire des cellules musculaires lisses (SMC) voisins. Dans le SMC, le signal est transduit, en abaissant la concentration en calcium intracellulaire et affectant vasorelaxation 19. Le diamètre de la lumière de l'artère augmente, entraînant une augmentation du flux sanguin en accord avec l'équation de Hagen-Poiseullie. L'effet de la fièvre aphteuse peut être supprimé avec l'administration d'un inhibiteur de synthase de NO tels que mono-méthylarginine (L-NMMA) 20.
Le travail novateur de Celermajer et al. A permis l'utilisation de la haute résolution échographie en mode B pour évaluer la variation du diamètre de l'artère pendant l'hyperémie réactive qui suit l'ischémie. Dans cette technique, un sujet humain repose en position couchée et le diamètre de l'artère brachiale est mesurée dans un plan longitudinal. Un sang-Pressumanchette re est utilisé pour produire l'ischémie du membre. À la suite de la libération de la manchette de pression sanguine du diamètre de l'artère est mesuré à nouveau. Le changement rapide de la contrainte de cisaillement est le stimulus pour la vasodilatation NO médiation. Une simple équation décrit l'évolution du diamètre par rapport au diamètre de base (équation 1). Une discussion complète des paramètres de cette équation diamètre, hyperémie et de base, peut être trouvé dans le protocole et les résultats des sections.
<!–Equation 1: Percent FMD
%FMD = 
Dans plusieurs études, la fièvre aphteuse pour cent a été trouvé pour prédire des événements cardiovasculaires chez les patients présentant une maladie cardiovasculaire établie 21-24. Une corrélation entre brachial pour cent de l'artère de la fièvre aphteuse et la fièvre aphteuse artère coronaire a été créé par Anderson et al., Démonstrant un lien entre les mesures périphériques et les changements ischémiques cliniquement plus pertinents pour le coeur 25. FA ne démontre pas la vasodilatation maximale du navire. Afin d'évaluer cela, la fièvre aphteuse peut être suivie par l'endothélium-dépendante, de la vasodilatation induite par la nitroglycérine du même récipient.
Il ya des problèmes techniques affectant la mesure de pour cent de la fièvre aphteuse. Depuis l'introduction de la technique, plusieurs études ont montré une grande variabilité intra-sujet et inter-opérateur 26. Il a été démontré que des facteurs physiologiques, tels que la consommation de cigarettes, médicaments antihypertenseurs, heure du jour, à jeun et affectent pour cent de la fièvre aphteuse. De même, il a été démontré choix techniques telles que la position de la manchette par rapport au site de mesure et la durée de l'occlusion d'affecter la mesure 27,28. Des lignes directrices ont été publiées qui décrivent le consensus actuel et de permettre la normalisation de la technique entrelaboratoires 19,29.
Malgré l'évolution du consensus sur la technique, la vasodilatation médiée par le flux reste fortement dépendante de l'opérateur avec une longue courbe d'apprentissage. Corretti, par exemple, recommande l'échographiste complètes 100 scans sous la supervision d'un enquêteur expérimenté avant d'utiliser indépendamment. Pour maintenir un niveau d'expertise suffisant, il est recommandé chaque année les techniciens complètes 100 balayages. Pour les enquêteurs avec un petit échantillon de la population et des ressources limitées, la courbe d'apprentissage présente une barrière à l'entrée. Cet article vous montrera une méthode pour la vasodilatation de l'artère brachiale dans le bras médiée par le flux et offrir des suggestions techniques pour réduire la variabilité intra-opérateur.
Protocol
Representative Results
Discussion
La dysfonction endothéliale est un déséquilibre des médiateurs chimiques qui affectent le ton de la cuve et une étape précoce dans le développement de l'athérosclérose. Mesure de la réactivité d'une artère est une manière d'évaluer l'état de ces voies chimiques. Les deux méthodes directes et indirectes de l'évaluation de la réactivité existent pour les différents lits vasculaires, allant de perfusion directe d'un agoniste de l'endothélium dans la circulation coronaire non…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De vasculaires Physiologie intégrée et thérapeutique expérimentale (VIPERx) Laboratoire, ce travail a été soutenu par des fonds provenant du département de chirurgie de l'Université de Californie, San Francisco et la Californie du Nord Institut pour la recherche et l'éducation. Le projet décrit a été soutenu par Prix Nombre KL2RR024130 du National Center for Research Resources. Le contenu relève de la seule responsabilité des auteurs et ne représentent pas nécessairement les vues officielles du Centre national des ressources de recherche ou le National Institutes of Health.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Philips HD 11XE ultrasound | Philips Healthcare | ||
| 5-12 MHz linear array transducer | Philips Healthcare | L12-5 | |
| Ultrasound gel | Parker Laboratories | ||
| Vascular Research Tools v.5.0 | Medical Imaging Applications, LLC | ||
| MIA Gating module | Medical Imaging Applications, LLC | ||
| Desktop PC | Dell, Inc | ||
| Windows XP | Microsoft, Inc | ||
| 5 cm tourniquet blood pressure cuff | Hokanson | SC 5 | |
| Hand-held aneroid manometer | Welch Allyn | DS66 |
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