אולטראסאונד הערכה של האנדותל-Dependent זרימה בתיווך התרחבות של עורק הזרוע במחקר קליני

Summary

תפקוד לקוי של האנדותל קשור למצבי מחלה רבים והוא ניבוי של אירועי לב וכלי דם שליליים בבני אדם. הרחבת כלי דם בתיווך זרימה (FMD) היא שיטת אולטרסאונד לא פולשנית של הערכת תפקוד האנדותל. אפשרויות המתודולוגיות וניסיון מפעיל עשויות להשפיע על תוצאות. גישה שיטתית לFMD במחקרים בבני אדם נדונה כאן.

Abstract

האנדותל של כלי הדם הוא monolayer של תאים המכסים את הפנים של כלי דם ולספק את שני תפקידים מבניים ותפקודיים. האנדותל משמש כמחסום, מניעת הידבקות ליקוציט וצבירה, כמו גם חדירות שליטה לרכיבי פלזמה. מבחינה תפקודית, האנדותל משפיע על צליל כלי.

תפקוד לקוי של האנדותל הוא חוסר איזון בין המינים הכימיים המסדירים את טון כלי, thombroresistance, התרבות תאים ומיטוזה. זהו הצעד הראשון בהתפתחות טרשת עורקים והיא קשורה עם מחלת לב כלילית, מחלת עורקים היקפית, אי ספיקת לב, יתר לחץ דם, היפרליפידמיה ו.

ההפגנה הראשונה של חוסר תפקוד אנדותל מעורב עירוי ישיר של אצטילכולין וצנתור לב כמותי. אצטילכולין נקשר לרצפטורים מוסקריניים על פני תא אנדותל, שהוביל לעלייה של סידן תוך תאי והגדילו niייצור תחמוצת tric (NO). בנבדקים עם האנדותל שלם, הרחבת כלי דם נצפו בזמן שנבדקים עם נזק אנדותל חוו התכווצות כלי דם פרדוכסלית.

קיים שיטה לא פולשנית, in vivo למדידת תפקוד האנדותל בעורקים היקפיים באמצעות אולטרסאונד B-mode ברזולוציה גבוהה. התפקוד האנדותל של עורקים היקפיים קשור קשר הדוק לתפקוד של עורקים הכליליים. טכניקה זו מודדת את השינוי בקוטר אחוזים בעורק הזרוע בתקופה של hyperemia תגובתי הבאה איסכמיה האיבר.

טכניקה זו, הידועה בשם, הרחבת כלי דם בתיווך זרימת האנדותל תלוי (FMD) יש לו ערך בהגדרות מחקר קליניים. עם זאת, במספר נושאים הפיסיולוגיים וטכניים יכול להשפיע על הדיוק של התוצאות וההנחיות מתאימות לטכניקה שפורסם. למרות ההנחיות, FMD נשאר בכבדות תלוי במפעיל ומציג עקום למידה תלולה.מאמר זה מציג שיטה סטנדרטית למדידת FMD בעורק הזרוע בזרוע העליונה, ומציע הצעות להפחתת שונות התוך מפעיל.

Introduction

האנדותל של כלי הדם האנושי מספק תפקידים מבניים ותפקודיים בגוף. בסעיפים היסטולוגית, האנדותל מופיע קטן, הכולל שכבה דקה של תאי 1-2 מיקרון עבים יושבים על שכבה של תאי שריר חלק (התקשורת) ושכבה עבה של רקמת חיבור (adventitia). צילום בכללותו, האנדותל מספק שטח רחב לחילופי מידע בין הדם ורקמת שריר חלק בכלי הדם. על פי אחת הערכות, שטח חתך רוחב של 700 מ ² ומסה של 1,000-1,500 גרם בגבר 70 קילוגרם, דומה במסה אל הכבד ^1. האנדותל בריא מאפשר מכאני להעברת אותות כימיים כדי לשמור על הומאוסטזיס של כלי הדם. תפקוד לקוי של האנדותל הוא חוסר איזון של מתווכים אלה והצעד הראשון במחלת כלי דם, הווה לפני ראיות היסטולוגית של טרשת עורקים. שיטה לא פולשנית, in vivo לכימות פונקצית vasodilatory של אדםעורק קיים. שיטה,, הרחבת כלי דם בתיווך זרימה זו האנדותל תלוי (FMD) נעשתה שימוש נרחב בניסויים קליניים.

האנדותל מתפקד כמרכיב מבני של כלי הדם ומייצר רכיבים של המטריצה ​​תאית כגון glycosaminoglycans ופיברונקטין ^2. עוד שינויים לטווח בזרימת דם ופגיעה חדה את העורק עלולים להוביל לשינויים מבניים. מבחינה תפקודית, תאי האנדותל של כלי הדם להשתתף ברגולציה של טון כלי, תהליכים דלקתיים, antithrombosis, ונוגדי קרישה. תאי האנדותל משפיעים על התכווצות כלי דם באמצעות אנדותלין תוך התרחבות מתווכת על ידי תחמוצת חנקן (NO) prostacyclin, וגורם, אנדותל נגזר hyperpolarizing (EDHF) ^3-6.

תפקוד לקוי של האנדותל הוא ירידת ערך של כל אחד ממתווכים אלה והצעד הראשון בהתפתחות טרשת עורקים. באופן לא מפתיע, כמנגנון של מחלה, היא מזוהה עם מספר חשוב מבחינה קליניתמצבים כגון מחלת לב כלילית, יתר לחץ דם וסוכרת ^7-11. חשוב לציין, תפקוד לקוי של האנדותל יכול להיות שנצפה באנשים ללא מחלת לב וכלי דם שאובחנה והוא ניבוי של אירועי לב וכלי דם בעתיד ^7,12,13. אחד מדדים לתפקוד לקוי של האנדותל, בשילוב עם ציון Framingham, יכול לספק מידע פרוגנוסטי נוסף מעל או מידה לבד ^14.

מדדים של תפקוד לקוי של האנדותל עשויים להיות כרוכים בעירוי הישיר של סוכן תרופתי. עירוי Intercoronary של אצטילכולין, למשל, בשילוב עם אנגיוגרפיה כמותית מדגים התרחבות בנבדקים עם האנדותל שלם. עם זאת, אנשים עם התכווצות כלי דם פרדוקסלי ניסיון נזק אנדותל. ¹⁵ בעורקים היקפיים, עירוי של סוכן תרופתי עם מדידת הזרימה על ידי plethysmography מד המתח אפשרי ^16.

סוכןים שמשפיע ישירות על האנדותל ולעורר אות כימית מכונים מרחיבי כלי דם האנדותל תלוי. אצטילכולין, למשל, פועל על קולטני מוסקריניים על תאי האנדותל, שהוביל לעליית ריכוז סידן התוך תאי, הפעלה של synthase תחמוצת חנקן והתרחבות. סוכנים המשפיעים על הרחבת כלי דם, ללא מעורבות של האנדותל נקראים סוכני האנדותל עצמאי. ניטרוגליצרין, למשל, מפעיל cyclase המסיס guanyl וguanosine-3 מחזוריות ", – 5'-monophasphate (cGMP) אשר מתווך התרחבות בדפנות כלי הדם דרך קינאז חלבון ויסות ריכוזי סידן תאיים ^17.

יש שיטה לא פולשנית, in vivo לכימות תפקוד לקוי של האנדותל הוצג על ידי Celermajer ומקורביו בשם ", הרחבת כלי דם בתיווך זרימת האנדותל תלוי" (FMD) ^18. בקצרה, שינויים בעורקים מאמץ גזירה פתוחה זרימת דם רגיש יון chanנלס בהאנדותל. אות tranduced באמצעות מפל שני שליח ומפעילה synthase אנדותל תחמוצת החנקן (eNOS), יצירת NO. מין זה מפזר על פני קרום התא לתאים שכנים שריר חלק (SMC). בתוך SMC, האות transduced, הפחתת ריכוז סידן תוך תאי ומשפיע vasorelaxation ^19. הקוטר של לומן העורק מגביר, שמוביל לעלייה בזרימת דם עולה בקנה אחד עם משוואת האגן-Poiseullie. ההשפעה של FMD עשויה להתבטל עם ממשל של מעכב synthase NO כגון מונו methylarginine (L-NMMA) ^20.

העבודה החדשנית Celermajer et al. של אפשרה את השימוש באולטרסאונד B-mode ברזולוציה גבוהה על מנת להעריך את השינוי בקוטר עורק במהלך hyperemia התגובה כי בעקבות איסכמיה. בטכניקה זו, הסובייקט אנושי מוטל פרקדן והקוטר של עורק הזרוע נמדד במטוס אורך. -Pressu דםשרוול מחדש משמש לייצור איסכמיה בגפה. בעקבות שחרורו של השרוול למדידת לחץ דם בקוטר של העורק נמדד שוב. השינוי המהיר בלחץ גזירה הוא מנוף להרחבת כלי דם NO בתיווך. משוואה פשוטה מתארת ​​את השינוי בקוטר ביחס לקוטר הבסיס (משוואת 1). דיון מלא בפרמטרים של קוטר משוואה, hyperemia ובסיסי זו, ניתן למצוא בפרוטוקול ותוצאות סעיפים.

<!–

Equation 1: Percent FMD

%FMD =

–>

במחקרים רבים, אחוזים FMD כבר מצא לחזות אירועי לב וכלי דם בחולה עם מחלת לב וכלי דם שהוקמה ^21-24. מתאם בין FMD אחוזים עורק הזרוע ועורק כלילי FMD הוקם על ידי et אנדרסון אל., שדיםtrating קשר בין מדידות היקפי והשינויים איסכמיים יותר קליני הרלוונטיים ללב ^25. FMD לא להפגין ההתרחבות המרבית של כלי השיט. כדי להעריך את זה, FMD יכול להיות מלווה, הרחבת כלי דם בתיווך ניטרוגליצרין האנדותל תלוי של אותו כלי השיט.

ישנן בעיות טכניות שמשפיעות על המדידה של אחוזים FMD. מאז כניסתה של הטכניקה, מספר מחקרים הראו רמה גבוהה של ב- נושא ובין מפעיל השתנות ^26. הוכח כי גורמים פיסיולוגיים כגון עישון סיגריות, תרופות להורדת לחץ דם, שעה ביום, ומצב צום משפיעים FMD אחוזים. כמו כן, אפשרויות טכניות כגון המיקום של השרוול ביחס לאתר של מדידה ומשך החסימה הוכחו שתשפענה על המדידה ^27,28. פורסמו הנחיות המתארות את הקונצנזוס הנוכחי ולאפשר לסטנדרטיזציה של טכניקה ביןמעבדות ^19,29.

למרות הקונצנזוס מתפתח על טכניקה, הרחבת כלי דם בתיווך זרימה נשארת בכבדות תלוי במפעיל עם עקומה למידה ארוכה. Corretti, למשל, ממליץ בפיקוחו של חוקר מנוסה 100 sonographer סריקות מלאים לפני ההפעלה באופן עצמאי. כדי לשמור על רמת המומחיות נאותה, מומלץ 100 סריקות מלאה הטכנאי מדי שנה. לחוקרים עם אוכלוסיית מדגם קטנה ומשאבים מוגבלים, עקומת הלמידה מציגה חסם הכניסה. מאמר זה ידגים שיטה להרחבת כלי דם בתיווך זרימה של עורק הזרוע בזרוע העליונה ולהציע הצעות טכניות להפחתת שונות התוך מפעיל.

Protocol

ההליך הבא, שפותח כחלק ממחקר ביוזמת חוקר, נסקר ואושר על ידי אוניברסיטת קליפורניה, סן פרנסיסקו (UCSF) הוועדה למחקר אנושי (CHR) וכל המשתתפים נתנה הסכמה מדעת. .1 ציוד השתמש במערכת לכידת תמונ…

Representative Results

המשתנים העיקריים של התרחבות כלי דם בתיווך זרימה מוצגים בטבלה 1. משתנה תיאור אומר Velocity (סנטימטר / שנייה) המהירות הממוצעת בעורקי דם ב50% אמצע לומן במהלך מחזור ל…

Discussion

תפקוד לקוי של האנדותל הוא חוסר איזון במתווכים הכימיים המשפיעים על טון כלי וצעד הראשון בהתפתחות של טרשת עורקים. מדידת תגובתיות של עורק היא דרך להעריך את המצב של מסלולים הכימיים אלה. שני שיטות ישירות ועקיפות של הערכת תגובתיות קיימות למיטות וכלי דם השונות, הנעים בין עיר…

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