تقييم الموجات فوق الصوتية من غشائي التي تعتمد على تدفق بوساطة توسع الأوعية في الشريان العضدي في البحوث السريرية
Summary
ويرتبط ضعف بطانة مع العديد من الحالات المرضية وغير التنبؤي من الأحداث السلبية القلب والأوعية الدموية في البشر. توسع الأوعية تدفق بوساطة (FMD) هو طريقة الموجات فوق الصوتية غير الغازية لتقييم وظيفة بطانة الأوعية الدموية. الخيارات المنهجية والخبرة المشغل قد تؤثر على النتائج. ويناقش نهج منتظم لمرض الحمى القلاعية في الدراسات الإنسانية هنا.
Abstract
البطانة الوعائية هي أحادي الطبقة من الخلايا التي تغطي الأوعية الدموية الداخلية وتقديم الأدوار الهيكلية والوظيفية على حد سواء. تعمل البطانة كحاجز، ومنع التصاق الكريات البيض والتجميع، وكذلك السيطرة على نفاذية لمكونات البلازما. وظيفيا، البطانة تؤثر هجة السفينة.
الخلل الوظيفي البطاني هو اختلال التوازن بين الأنواع الكيميائية التي تنظم لهجة السفينة، thombroresistance، وانتشار الخلوي والانقسام. وهذه هي الخطوة الأولى في تصلب الشرايين ويرتبط مرض الشريان التاجي وأمراض الشرايين، وفشل القلب، ارتفاع ضغط الدم، والدهون.
أول مظاهرة من اختلال وظيفي البطانية تضمنت دعما مباشرا للأستيل كولين وتصوير الأوعية التاجية الكمي. أستيل بربط muscarinic المستقبلات على سطح الخلية البطانية، مما يؤدي إلى زيادة الكالسيوم داخل الخلايا وزيادة نيtric أكسيد (NO) الإنتاج. في المواضيع مع البطانة سليمة، لوحظ توسع الأوعية في حين شهدت الموضوعات مع الضرر البطانية تضيق الأوعية متناقض.
يوجد لذلك، في الجسم الحي طريقة غير الغازية لقياس وظيفة بطانة الأوعية الدموية في الشرايين الطرفية باستخدام عالية الدقة B-طريقة الموجات فوق الصوتية. وترتبط وظيفة البطانية من الشرايين الطرفية ارتباطا وثيقا وظيفة الشريان التاجي. هذه التقنية يقيس التغير في المئة في قطر الشريان العضدي خلال فترة احتقان رد الفعل بعد نقص التروية أطرافهم.
هذه التقنية، المعروفة تعتمد على البطانة، بوساطة تدفق توسع الأوعية (FMD) لها قيمة في إعدادات البحوث السريرية. ومع ذلك، يمكن لعدد من القضايا الفسيولوجية والفنية وقد تم نشر تؤثر على دقة النتائج والمبادئ التوجيهية المناسبة لهذه التقنية. على الرغم من المبادئ التوجيهية، لا تزال الحمى القلاعية بشكل كبير يعتمد على مشغل الشبكة ويقدم منحنى التعلم حاد.تقدم هذه المقالة طريقة موحدة لقياس مرض الحمى القلاعية في الشريان العضدي في الذراع وتقدم اقتراحات للحد من التباين داخل المشغل.
Introduction
توفر البطانة الوعائية الإنسان الأدوار الهيكلية والوظيفية داخل الجسم. في المقاطع النسيجية، تظهر البطانة الصغيرة، وتضم طبقة رقيقة من الخلايا 1-2 ميكرون سميكة يجلس فوق طبقة من خلايا العضلات الملساء (وسائل الإعلام) وطبقة سميكة من النسيج الضام (البرانية). ككل، البطانة توفر مساحة واسعة لتبادل المعلومات بين الدم والأنسجة العضلية الملساء الوعائية. وحسب أحد التقديرات، ومساحة المقطع العرضي من 700 م 2 وكتلة من 1،000-1،500 جرام في 70 كجم رجل، غير قابلة للمقارنة في الكتلة إلى الكبد 1. والبطانة صحية تسمح الميكانيكية لنقل الإشارة الكيماوية للحفاظ على التوازن في الأوعية الدموية. الخلل الوظيفي البطاني هو وجود خلل في هذه الوسطاء والخطوة الأولى في أمراض الأوعية الدموية والحاضر قبل الأدلة النسيجي من تصلب الشرايين. A، في الجسم الحي طريقة غير الغازية لقياس وظيفة توسيع الاوعيه الدمويه البشريةيوجد الشريان. ويستخدم على نطاق واسع هذه الطريقة، التي تعتمد على البطانة، بوساطة تدفق توسع الأوعية (FMD) في التجارب السريرية.
تعمل البطانة كمكون الهيكلي من الأوعية الدموية وتصنيع مكونات المصفوفة خارج الخلية مثل الجليكوزامينوجليكان وفبرونيكتين 2. تغيرات طويلة المدى في تدفق الدم والإصابة الحادة إلى الشريان قد يؤدي إلى تغيرات هيكلية. وظيفيا، وتشارك الخلايا البطانية الوعائية في تنظيم هجة السفينة، عمليات التهابات، antithrombosis، ومنع تخثر الدم. الخلايا البطانية تؤثر تضيق الأوعية من خلال endothelin بينما يتم بوساطة توسع الأوعية بواسطة أكسيد النيتريك (NO)، بروستاسيكلين، والبطانية المستمدة عامل hyperpolarizing (EDHF) 3-6.
الخلل الوظيفي البطاني هو وجود ضعف في أي من هذه الوسطاء والخطوة الأولى في تصلب الشرايين. ليس من المستغرب، كآلية من المرض، ويرتبط مع عدد من المهم سريرياظروف مثل مرض الشريان التاجي وارتفاع ضغط الدم ومرض السكري 7-11. الأهم من ذلك، اختلال وظيفي البطانية ويمكن ملاحظة لدى الأفراد دون تشخيص أمراض القلب والأوعية الدموية وغير التنبؤية للأحداث القلب والأوعية الدموية في المستقبل 7،12،13. واحد قدر من الخلل الوظيفي البطاني، بالاشتراك مع النتيجة فرامنغهام، يمكن أن توفر معلومات تشخيصية إضافية فوق إما وحده قياس 14.
تدابير الخلل البطاني قد تنطوي على ضخ مباشر من وكيل الدوائية. ضخ بين الشرايين التاجية للأستيل كولين، على سبيل المثال، جنبا إلى جنب مع تصوير الأوعية الكمي يوضح توسع الأوعية في المواضيع مع البطانة سليمة. ومع ذلك، والأفراد ذوي الخبرة تلف بطانة الأوعية الدموية تضيق الأوعية متناقض 15 في الشرايين الطرفية، والتسريب من وكيل الدوائية مع قياس تدفق بواسطة مقياس سلالة تخطيط التحجم ممكن 16.
وكيلويطلق ق التي تؤثر بشكل مباشر على البطانة وانتزاع إشارة كيميائية موسعات تعتمد على البطانة. أستيل كولين، على سبيل المثال، تعمل على مستقبلات المسكارينية على الخلايا البطانية، مما يؤدي إلى زيادة تركيز الكالسيوم داخل الخلايا، وتنشيط أكسيد النيتريك سينسيز وتوسع الأوعية. ويطلق على العوامل التي تؤثر على توسع الأوعية دون تدخل من البطانة وكلاء البطانة مستقلة. النتروجليسرين، على سبيل المثال، ينشط ذوبان محلقة guanyl ودوري غوانوزين-3 '، – 5'-monophasphate (المركب) الذي يتوسط توسع الأوعية في جدار الوعاء الدموي من خلال تحركات البروتينات تنظيم تركيزات الكالسيوم داخل الخلايا 17.
هناك، في الجسم الحي طريقة غير الغازية لقياس الخلايا البطانية التي أدخلها Celermajer والزميلة يسمى "بوساطة التدفق، والتي تعتمد على توسع الأوعية البطانة" (FMD) 18. لفترة وجيزة، والتغيرات في تدفق الدم في الشرايين مفتوحة إجهاد القص حساسة ايون تشانNELS في البطانة. وtranduced إشارة عبر تتالي رسول الثاني وينشط البطانية سينسيز أكسيد النيتريك (أنوش)، وتوليد NO. هذا النوع ينتشر عبر غشاء الخلية إلى خلايا العضلات الملساء المجاورة (SMC). ضمن SMC، وtransduced الإشارة، وخفض تركيز الكالسيوم داخل الخلايا وتؤثر على ارتخاء وعائي 19. قطر تجويف الشريان يزيد، مما يؤدي إلى زيادة تدفق الدم بما يتفق مع معادلة هاغن-Poiseullie. تأثير مرض الحمى القلاعية قد ألغيت مع الإدارة من سينسيز المانع NO مثل أحادية methylarginine (L-NMMA) 20.
وقد سمح Celermajer وآخرون في العمل الإبداعي استخدام عالية الدقة B-طريقة الموجات فوق الصوتية لتقييم التغيير في قطر الشريان خلال احتقان رد الفعل الذي يتبع نقص التروية. في هذه التقنية، مساند موضوع البشري ضعيف ويتم قياس قطر الشريان العضدي في طائرة الطولية. A-لض الدميستخدم صفعة إعادة لإنتاج نقص التروية في الأطراف. بعد إطلاق الكفة ضغط الدم يتم قياس قطر الشريان مرة أخرى. التغير السريع في إجهاد القص هو التحفيز للتوسع الأوعية NO بوساطة. تصف معادلة بسيطة التغيير في قطر نسبة إلى قطر الأساس (المعادلة 1). مناقشة كاملة من المعلمات من هذه المعادلة، واحتقان الأساس القطر، ويمكن العثور عليها في البروتوكول والنتائج أقسام.
<!–Equation 1: Percent FMD
%FMD = 
في دراسات متعددة، فقد وجد في المئة الحمى القلاعية للتنبؤ أحداث القلب والأوعية الدموية في المريض مع أمراض القلب والشرايين أنشئت 21-24. وأنشئ علاقة بين مرض الحمى القلاعية الشريان العضدي في المئة الشريان التاجي ومرض الحمى القلاعية من قبل أندرسون وآخرون، والشياطينtrating وجود صلة بين القياسات المحيطية والتغيرات الدماغية أكثر ذات الصلة سريريا إلى القلب 25. مرض الحمى القلاعية لا تدليل على توسع الأوعية الأقصى للسفينة. لتقييم هذا الحمى القلاعية يمكن أن تتبعها تعتمد على البطانة، بوساطة النتروجليسرين توسع الأوعية السفينة نفسها.
هناك قضايا فنية تؤثر على قياس مرض الحمى القلاعية في المئة. منذ إدخال هذه التقنية، أظهرت العديد من الدراسات وجود درجة عالية من داخل الموضوع وبين المشغل تقلب 26. فقد تبين أن العوامل الفسيولوجية مثل تدخين السجائر، الأدوية الخافضة للضغط، والوقت من اليوم، وحالة الصيام يؤثر مرض الحمى القلاعية في المئة. وبالمثل، وقد ثبت الخيارات التقنية مثل موقف صفعة نسبة إلى موقع القياس ومدة انسداد تؤثر على قياس 27،28. وقد نشرت المبادئ التوجيهية التي تصف التوافق الحالي والسماح للتوحيد بين تقنيةمختبرات 19،29.
رغم الإجماع على تقنية متطورة، بوساطة تدفق توسع الأوعية يزال يعتمد بشكل كبير المشغل مع منحنى التعلم الطويل. Corretti، على سبيل المثال، توصي مخطط الصدى كاملة 100 بالاشعة تحت إشراف ذوي الخبرة قبل محقق تعمل بشكل مستقل. للحفاظ على مستوى من الخبرة الكافية، فمن المستحسن فني كاملة 100 بالاشعة سنويا. للمحققين مع السكان عينة صغيرة ومحدودة الموارد، ويعرض منحنى التعلم عائقا أمام دخول. هذه المادة سوف يبرهن على وجود طريقة لبوساطة تدفق توسع الأوعية في الشريان العضدي في الذراع وتقديم اقتراحات فنية للحد من التباين داخل المشغل.
Protocol
Representative Results
Discussion
الخلل الوظيفي البطاني هو خلل في الوسائط الكيميائية التي تؤثر سفينة هجة وخطوة مبكرة في تطور تصلب الشرايين. قياس التفاعل من الشريان هو وسيلة لتقييم حالة هذه المسارات الكيميائية. كلتا الطريقتين المباشرة وغير المباشرة لتقييم التفاعل توجد لأسرة الأوعية الدموية المختلف?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
من علم وظائف الأوعية الدموية المتكاملة والعلاج التجريبي (VIPERx) مختبر، وأيد هذا العمل من جانب صناديق من قسم الجراحة في جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو ومعهد شمال كاليفورنيا للبحوث والتعليم. وأيد المشروع التي وصفها عدد جائزة KL2RR024130 من المركز الوطني للبحوث الموارد. المحتوى هو فقط من مسؤولية الكتاب ولا تمثل بالضرورة وجهة النظر الرسمية للمركز الوطني للبحوث الموارد أو المعاهد الوطنية للصحة.
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 |
Riferimenti
- Gerlach, E., Nees, S., Becker, B. F. The vascular endothelium: a survey of some newly evolving biochemical and physiological features. Basic Res Cardiol. 80, 459-474 (1985).
- Sato, T., Arai, K., Ishiharajima, S., Asano, G. Role of glycosaminoglycan and fibronectin in endothelial cell growth. Experimental and molecular pathology. 47, 202-210 (1987).
- Yanagisawa, M., et al. A novel potent vasoconstrictor peptide produced by vascular endothelial cells. Nature. 332, 411-415 (1988).
- Ignarro, L. J., Buga, G. M., Wood, K. S., Byrns, R. E., Chaudhuri, G. Endothelium-derived relaxing factor produced and released from artery and vein is nitric oxide. Proceedings of the National Academy of Sciences. 84, 9265-9269 (1987).
- Moncada, S., Higgs, E. A., Vane, J. R. Human arterial and venous tissues generate prostacyclin (prostaglandin x), a potent inhibitor of platelet aggregation. The Lancet. 309, 18-21 (1977).
- Ozkor, M. A., et al. Endothelium-derived hyperpolarizing factor determines resting and stimulated forearm vasodilator tone in health and in disease. Circulation. 123, 2244-2253 (2011).
- Suwaidi, J. A., et al. Long-Term Follow-Up of Patients With Mild Coronary Artery Disease and Endothelial Dysfunction. Circulation. 101, 948-954 (2000).
- Neunteufl, T., et al. Systemic endothelial dysfunction is related to the extent and severity of coronary artery disease. Atherosclerosis. 129, 111-118 (1997).
- Taddei, S., et al. Hypertension Causes Premature Aging of Endothelial Function in Humans. Hypertension. 29, 736-743 (1997).
- Perticone, F., et al. Prognostic Significance of Endothelial Dysfunction in Hypertensive Patients. Circulation. 104, 191-196 (2001).
- Williams, S. B., Cusco, J. A., Roddy, M. -. A., Johnstone, M. T., Creager, M. A. Impaired nitric oxide-mediated vasodilation in patients with non-insulin-dependent diabetes mellitus. Journal of the American College of Cardiology. 27, 567-574 (1996).
- Schindler, T. H., et al. Prognostic value of abnormal vasoreactivity of epicardial coronary arteries to sympathetic stimulation in patients with normal coronary angiograms. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 23, 495-501 (2003).
- Halcox, J. P., et al. Prognostic value of coronary vascular endothelial dysfunction. Circulation. 106, 653-658 (2002).
- Yeboah, J., et al. Predictive value of brachial flow-mediated dilation for incident cardiovascular events in a population-based study the multi-ethnic study of atherosclerosis. Circulation. 120, 502-509 (2009).
- Ludmer, P. L., et al. Paradoxical vasoconstriction induced by acetylcholine in atherosclerotic coronary arteries. New England Journal of Medicine. 315, 1046-1051 (1986).
- Higashi, Y., et al. Effect of the angiotensin-converting enzyme inhibitor imidapril on reactive hyperemia in patients with essential hypertension: relationship between treatment periods and resistance artery endothelial function. Journal of the American College of Cardiology. 37, 863-870 (2001).
- Linke, A., Erbs, S., Hambrecht, R. Exercise and the coronary circulation—alterations and adaptations in coronary artery disease. Progress in cardiovascular diseases. 48, 270-284 (2006).
- Celermajer, D. S., et al. Non-invasive detection of endothelial dysfunction in children and adults at risk of atherosclerosis. The Lancet. 340, 1111-1115 (1992).
- Thijssen, D. H. J., et al. Assessment of flow-mediated dilation in humans: a methodological and physiological guideline. American Journal of Physiology – Heart and Circulatory Physiology. 300, (2011).
- Doshi, S. N., et al. Flow-mediated dilatation following wrist and upper arm occlusion in humans: the contribution of nitric oxide. Clinical science. 101, 629-635 (2001).
- Brevetti, G., Silvestro, A., Schiano, V., Chiariello, M. Endothelial Dysfunction and Cardiovascular Risk Prediction in Peripheral Arterial Disease: Additive Value of Flow-Mediated Dilation to Ankle-Brachial Pressure Index. Circulation. 108, 2093-2098 (2003).
- Neunteufl, T., et al. Late prognostic value of flow-mediated dilation in the brachial artery of patients with chest pain. The American Journal of Cardiology. 86, 207-210 (2000).
- Gokce, N., et al. Predictive value of noninvasivelydetermined endothelial dysfunction for long-term cardiovascular events inpatients with peripheral vascular disease. Journal of the American College of Cardiology. 41, 1769-1775 (2003).
- Gokce, N., et al. Risk Stratification for Postoperative Cardiovascular Events via Noninvasive Assessment of Endothelial Function: A Prospective Study. Circulation. 105, 1567-1572 (2002).
- Anderson, T. J., et al. Close relation of endothelial function in the human coronary and peripheral circulations. Journal of the American College of Cardiology. 26, 1235-1241 (1995).
- De Roos, N. M., Bots, M. L., Schouten, E. G., Katan, M. B. Within-subject variability of flow-mediated vasodilation of the brachial artery in healthy men and women: implications for experimental studies. Ultrasound in medicin., & biology. 29, 401-406 (2003).
- Berry, K. L., Skyrme-Jones, R. A., Meredith, I. T. Occlusion cuff position is an important determinant of the time course and magnitude of human brachial artery flow-mediated dilation. Clinical science. 99, 261-267 (2000).
- Betik, A. C., Luckham, V. B., Hughson, R. L. Flow-mediated dilation in human brachial artery after different circulatory occlusion conditions. American journal of physiology. Heart and circulatory physiology. 286, 442-448 (2004).
- Corretti, M. C., et al. Guidelines for the ultrasound assessment of endothelial-dependent flow-mediated vasodilation of the brachial arteryA report of the International Brachial Artery Reactivity Task Force. Journal of the American College of Cardiology. 39 (1001), 257-265 (2002).
- Grenon, S. M., et al. n-3 Polyunsaturated fatty acids supplementation in peripheral artery disease: the OMEGA-PAD trial. Vascular medicine. 18, 263-274 (2013).
- Moens, A. L., Goovaerts, I., Claeys, M. J., Vrints, C. J. Flow-mediated vasodilation. Chest. 127, 2254-2263 (2005).
- Gnasso, A., et al. Association between wall shear stress and flow-mediated vasodilation in healthy men. Atherosclerosis. 156, 171-176 (2001).
- Verma, S., et al. Cross-sectional evaluation of brachial artery flow-mediated vasodilation and C-reactive protein in healthy individuals. European Heart Journal. 25, 1754-1760 (2004).
- Donald, A. E., et al. Methodological Approaches to Optimize Reproducibility and Power in Clinical Studies of Flow-Mediated Dilation. Journal of the American College of Cardiology. 51, 1959-1964 (2008).
- Witte, D. R., et al. Is the Association Between Flow-Mediated Dilation and Cardiovascular Risk Limited to Low-Risk Populations. Journal of the American College of Cardiology. 45, 1987-1993 (2005).
- Benjamin, E. J., et al. Clinical Correlates and Heritability of Flow-Mediated Dilation in the Community: The Framingham Heart Study. Circulation. 109, 613-619 (2004).
- Nosova, E. V., et al. Short-term Physical Inactivity Impairs Vascular Function. Journal of Surgical Research. 10, (2014).
- Axtell, A. L., Gomari, F. A., Cooke, J. P. Assessing Endothelial Vasodilator Function with the Endo-PAT. Journal of Visualized Experiments. , (2000).
- Greenland, P., et al. ACCF/AHA Guideline for Assessment of Cardiovascular Risk in Asymptomatic AdultsA Report of the American College of Cardiology Foundation/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines Developed in Collaboration With the American Society of Echocardiography, American Society of Nuclear Cardiology, Society of Atherosclerosis Imaging and Prevention, Society for Cardiovascular Angiography and Interventions, Society of Cardiovascular Computed Tomography, and Society for Cardiovascular Magnetic Resonance. Journal of the American College of Cardiology. 56, (2010).
- Inaba, Y., Chen, J. A., Bergmann, S. R. Prediction of future cardiovascular outcomes by flow-mediated vasodilatation of brachial artery: a meta-analysis. The international journal of cardiovascular imaging. 26, 631-640 (2010).
- Black, M. A., Cable, N. T., Thijssen, D. H. J., Green, D. J. Importance of Measuring the Time Course of Flow-Mediated Dilatation in Humans. Hypertension. 51, 203-210 (2008).
- Chironi, G., Craiem, D., Miranda-Lacet, J., Levenson, J., Simon, A. Impact of shear stimulus, risk factor burden and early atherosclerosis on the time-course of brachial artery flow-mediated vasodilation. Journal of Hypertension. 26, 508-515 (2008).
- Bots, M. L., Westerink, J., Rabelink, T. J., Pd Koning, E. J. Assessment of flow-mediated vasodilatation (FMD) of the brachial artery: effects of technical aspects of the FMD measurement on the FMD response. European Heart Journal. 26, 363-368 (2005).
- Hijmering, M. L., et al. Sympathetic activation markedly reduces endothelium-dependent, flow-mediated vasodilation. Journal of the American College of Cardiology. 39, 683-688 (2002).
