Method Article
Эндотелиальное/сосудистое старение и атерогенез являются ключевыми механизмами, способствующими развитию сердечно-сосудистых заболеваний. В настоящем протоколе описаны методы оценки артериальной жесткости, эндотелиальной дисфункции и атерогенеза у пациентов с сопутствующими факторами риска, которые имеют высокую ценность в области сердечно-сосудистых исследований.
Скорость пульсовой волны (СРПВ), опосредованная потоком дилатация (FMD) и толщина интима-медиа сонной артерии (CIMT) являются признанными методами, используемыми в научных и клинических условиях для оценки артериальной жесткости, функции эндотелия и субклинического атерогенеза. Эти измерения могут отражать сосудистые заболевания и атеросклеротическое прогрессирование, которые являются основными причинами неблагоприятных сердечно-сосудистых событий. Эти методы особенно ценны для определения сердечно-сосудистой дисфункции среди популяций с различными факторами риска, такими как сахарный диабет, гипертония и другие состояния, связанные с метаболической дисфункцией. Они обеспечивают неинвазивный и надежный источник информации, дополняющий клиническую практику. Раннее выявление, оценка риска и принятие терапевтических решений в отношении сердечно-сосудистых заболеваний могут быть достигнуты, что в конечном итоге способствует улучшению результатов лечения пациентов. Традиционные инструменты оценки сердечно-сосудистых заболеваний не выявляют, влияет ли метаболический синдром на ранние субклинические сердечно-сосудистые заболевания у пациентов с ожирением. Недавние исследования подчеркнули важность включения артериальной жесткости и эндотелиальной функции в комплексную оценку сердечно-сосудистой системы. Таким образом, целью настоящего исследования является описание методов, которые предоставляют информацию о раннем субклиническом старении сосудов, эндотелиальной дисфункции и атерогенных заболеваниях, что позволяет проводить васкулярно-целевую стратификацию риска среди популяций с ожирением и различными метаболическими профилями.
Ожирение является серьезной проблемой здравоохранения во всем мире из-за связанных с ним осложнений, таких как гипертония, дислипидемия, заболевания печени, атеросклероз, инсулинорезистентность и сахарный диабет 2 типа (СД2), а также повышенный риск сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ)1.
Совокупность этих состояний, известная как метаболический синдром (РС), является основной причиной патогенеза ССЗ, который является одной из ведущих причин смерти, на долю которой приходится до 30% всех смертей во всем мире. Люди с ожирением имеют более высокую потребность в кислороде и питательных веществах во всем организме из-за повышенной потребности в кровоснабжении, что приводит к значительным гемодинамическим изменениям. Эти изменения могут привести к снижению доступности оксида азота (NO), увеличению окислительного стресса и дисфункции эндотелия сосудов 3,4,5.
Атеросклеротические заболевания являются основными сердечно-сосудистыми заболеваниями и представляют собой основную причину смертности во всем мире. Это клиническое проявление множественных возможных факторов, включая генетические факторы и факторы окружающей среды6. Было показано, что люди с метаболическими нарушениями, такими как резистентность к инсулину или преддиабет, имеют значительно более высокую распространенность и частоту коронарного атеросклероза, чем здоровые люди. Кроме того, закупоренные кровеносные сосуды с высокой липидной бляшкой были обнаружены еще до появления клинических проявлений метаболической дисфункции 7,8,9,10.
Артериальная жесткость, эндотелиальная дисфункция и атерогенез были описаны как важные факторы развития сердечно-сосудистых заболеваний. Эти процессы связаны со старением сосудов и образованием атерогенных бляшек в критических сосудах, таких как коронарные, сонные артерии или артерии конечностей. Трансляционные исследования показали, что артериальная жесткость, эндотелиальная дисфункция и атерогенез связаны с распространенным повреждением сосудов, вызванным хроническим воспалением, снижением выработки NO и окислительным стрессом11,12.
Измерение скорости пульсовой волны сонной артерии бедренной артерии (cfСРПВ) представляет собой золотой стандарт для измерения артериальной жесткости. cfСРПВ можно измерить с помощью сонного тонометра одновременно с манжетой для ног для захвата формы волны артериального давления на сонной и бедренной артериях. Затем программное обеспечение может выполнить расчет скорости путем вычисления D/Δt, где D — расстояние прохождения между участками пульса сонной и бедренной артерии, а Δt — временная задержка от пикового R-волны ЭКГ до подножия соответствующей формы волны давления между сонной и бедренной осциллограммами. Повышенная жесткость центральных артерий, таких как аорта, вызывает более высокую скорость выброшенного импульса из левого желудочка через артерии, а также более быстрое возвращение отраженного давления с последующим повышением давления при выбросе левого желудочка, что потенциально снижает перфузию коронарных артерий. Таким образом, cfPWV может быть полезен в качестве маркера ишемической болезни сердца, инсульта и сердечно-сосудистых заболеваний13,14.
Аналогичным образом, анализ пульсовой волны (PWA) является неинвазивным сосудистым параметром, который оценивает характеристики центральной волны давления, где систолическое и диастолическое артериальное давление аорты являются основными переменными. Измеряя артериальную жесткость и эластичную податливость, PWA отражает артериальную растяжимость, которая тесно связана с сердечно-сосудистым риском. Этот метод позволяет измерять такие параметры, как индекс аугментации, который позволяет прогнозировать тяжесть сердечно-сосудистых заболеваний и заболеваний коронарных артерий. Индекс аугментации можно описать следующим образом: ранняя артериальная волна возникает после выброса левого желудочка, а последующая отраженная волна исходит с периферии. Скорость этих волн увеличивается в зависимости от артериальной жесткости, и если отраженная волна достигает центральной аорты рано, систолическое давление в аорте увеличивается. Это известно как увеличенное давление (AP), в то время как его процентное соотношение к пульсовому давлению известно как индекс увеличения. PWA может быть измерена с помощью метода аппланационной тонометрии, предполагающего небольшое сжатие плечевой артерии так, чтобы ее трансмуральное давление было равно нулю. На этом этапе можно измерить среднее артериальное давление. После масштабирования формы волны артериального давления анализируется систолическая часть формы сигнала AP, а также учитываются биометрические и демографические данные 15,16,17. В частности, метод аппланационной тонометрии (SphygmoCor) показал приемлемую повторяемость и значимую корреляцию с инвазивной катетеризацией аорты при определении СРПВ аорты, а также хорошее соответствие рекомендациям Общества артерий 18,19,20.
Другие сосудистые тесты, такие как проточно-опосредованная дилатация (FMD) и толщина интима-медиа сонной артерии (CIMT), представляют собой неинвазивные методы, выполняемые с помощью ультрасонографии с линейными датчиками. Эти процедуры оценки полезны для оценки здоровья сосудов, в частности, эндотелиальной дисфункции и субклинического атерогенеза соответственно. Оба показали прогностическую способность к сердечно-сосудистым событиям. Ящур обычно считается отражением эндотелий-зависимой артериальной функции, в первую очередь опосредованной оксидом азота. Он служит суррогатным маркером здоровья сосудов и был использован неинвазивно для сравнения групп субъектов и оценки влияния вмешательств на людей21.
Целью настоящего исследования является описание использования методов, позволяющих определить маркеры, отражающие раннее субклиническое старение сосудов, эндотелиальную дисфункцию и атерогенные заболевания. Такая информация позволяет стратифицировать риск среди групп населения с ожирением и различными метаболическими профилями. Эти методы могут быть полезны для определения сердечно-сосудистых повреждений и прогноза, а также для оценки сосудистых и атерогенных реакций на фармакологические и нефармакологические вмешательства, особенно среди популяций с метаболическими факторами риска.
Комитет по этике институциональных исследований Национального медицинского центра «20 de Noviembre» ISSSTE утвердил этот протокол (ID No 386.2013). Всем включенным в исследование пациентам было предоставлено письменное информированное согласие. Подробная информация об оборудовании и программном обеспечении, использованном в данном исследовании, приведена в Таблице материалов.
Критерии включения/исключения пациента:
Пациенты были старше 18 лет с диагнозом морбидное ожирение (индекс массы тела [ИМТ] >40 кг/м² или ИМТ >35 кг/м² с заболеваниями, связанными с ожирением, такими как сахарный диабет, гипертония или обструктивное апноэ сна/гипопноэ) и кандидатами на бариатрическую хирургию. Пациенты были исключены, если они применяли терапию для снижения веса в течение 6 месяцев до включения в исследование, имели значительные воспалительные заболевания, тяжелые заболевания почек и/или печени, активное злокачественное новообразование, беременность или признаки сердечно-сосудистых заболеваний (либо сообщали о себе, либо у них диагностировали ишемическую болезнь сердца, ишемическую болезнь сердца, структурные аномалии миокарда, кардиологические вмешательства или они проходили лечение по любому из этих состояний).
1. Оценка кардиометаболического профиля
ПРИМЕЧАНИЕ: Выборка исследования, использованная для этого эксперимента, включала 21 пациента с метаболически здоровым ожирением (MHO) и 25 метаболически нездоровых пациентов с ожирением (MUO), определяемых по отсутствию или наличию метаболического синдрома, соответственно. Участники были в возрасте от 43 ± 9 лет, с ИМТ 45 ± 7,8 кг/м², 78% из них были женщинами. Наиболее распространенными сопутствующими заболеваниями были сахарный диабет 2 типа, системная артериальная гипертензия и/или дислипидемия. Выборка должна была соответствовать возрасту.
2. Сосудистое старение (артериальная ригидность)
ПРИМЕЧАНИЕ: Сосудистое старение можно оценить с точки зрения жесткости аорты, которая определяется пульсовым давлением в центральной аорте и скоростью пульсовой волны сонной артерии и бедренной артерии (cfPWV). В настоящее время cfPWV является золотым стандартом для определения артериальной жесткости13.
3. Эндотелиальная дисфункция (проточно-опосредованная дилатация [FMD])
ПРИМЕЧАНИЕ: Тест опосредованной потоком дилатации (FMD) - это неинвазивный метод оценки здоровья сосудов; Он особенно полезен для оценки функции эндотелия и был описан как полезный инструмент для прогнозирования будущих сердечно-сосудистых событий. Она проводится с помощью ультразвукового исследования с линейным датчиком.
4. Субклинический атерогенез (толщина интима-медиа сонной артерии [CIMT])
ПРИМЕЧАНИЕ: Пациенты должны быть размещены в удобном положении лежа на спине, при этом голова должна быть повернута, чтобы обнажить яремную вену и сонную артерию; Свернутое полотенце или подушка под шеей можно использовать, чтобы лучше обнажить сонную артерию.
Субъекты были классифицированы как MHO и MUO на основе их кардиометаболических профилей. В группе MUO наблюдалась более высокая распространенность хронических заболеваний, таких как системная артериальная гипертензия, сахарный диабет 2 типа (СД2) и дислипидемия. Аналогичным образом, фенотип MUO показал повышенные уровни глюкозы и HbA1c, а также различия в триглицеридах и общем холестерине (Таблица 1).
Затем оценивали сосудистое старение, отражающее артериальную жесткость и эндотелиальную дисфункцию, определяемую по параметрам гемодинамики аорты, ящуру и оксиду азота (NO) соответственно. Кроме того, субклинический атеросклероз оценивали с помощью измерения CIMT (табл. 2).
В группе MUO наблюдались более низкие значения ящура (4,87% ± 1,80% против 7,32% ± 2,90%, p = 0,001; Таблица 2) и NO плазмы (154,3 мкМ/л ± 6,15 мкМ/л против 170,6 мкМ/л ± 4,97 мкМ/л, p = 0,04; Таблица 2 и Рисунок 5) по сравнению с группой МЗО. Тем не менее, не было обнаружено статистических различий в параметрах гемодинамики аорты и CIMT.
Рисунок 1: Схематическое изображение оценки скорости пульсовой волны сонной артерии и бедренной артерии. На этом рисунке показана методология оценки скорости каротидно-бедренной пульсовой волны (СРПВ), ключевой показатель артериальной жесткости и здоровья сердечно-сосудистой системы. Сонная сонная артерия и определение бедренного пульса представлены как неотъемлемые этапы в системе измерения артериальной СРПВ. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Рисунок 2: Формы волн пульса сонной и бедренной артерии, определенные для оценки скорости пульсовой волны сонной артерии и бедра. Показано время (ось x) и амплитуда формы волны (ось y). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Рисунок 3: Проточно-опосредованная дилатация (FMD). Оценка диаметра плечевой артерии (А) до или (В) после окклюзии артерии для определения функции эндотелия путем расчета дилатации. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Рисунок 4: УЗИ сонной артерии для определения толщины интима-медиа (CIMT). Важно сделать три измерения с переднего, бокового и заднего углов. Определение CIMT проводится с обеих сторон шеи пациента. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Рисунок 5: Функциональные тесты эндотелия. Сравнение опосредованной потоком дилатации (FMD, слева) и оксида азота в плазме (NO, справа) у пациентов с MHO и MUO. Метаболический синдром значительно снижает биодоступность NO; Таким образом, артерии этих пациентов имеют сниженную способность расширяться после нагрузки во время теста на ящур. *p < 0,05. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Метаболически здоровое ожирение (MHO) | Метаболически нездоровое ожирение (MUO) | Значение P | |
n = 21 | n = 25 | ||
Возраст | 43,3 ± 7,63 | 46,7 ± 7,75 | 0.0695 |
Мужской пол | 5 (23.8) | 9 (36) | 0.5223 |
Системная артериальная гипертензия | 7 (33.3) | 19 (76) | 0.0067* |
Сахарный диабет 2 типа | 1 (4.8) | 17 (68) | <0,0001* |
Дислипидемия | 3 (14.3) | 16 (64) | 0.0009* |
ИМТ | 46.27 ± 4.86 | 47.61 ± 6.90 | 0.2288 |
Глюкоза | 90.59 ± 2.46 | 100,4 ± 3,38 | 0.0273* |
HbA1c | 5.514 ± 0.10 | 6,186 ± 0,19 | 0.0053* |
Инсулин | 26.68 ± 3.6 | 46.64 ± 9.57 | 0.2723 |
Триглицеридов | 109,5 ± 7,82 | 197,1 ± 37,15 | 0.0005* |
HDLc | 49,86 ±5,38 | 40 ± 1.72 | 0.1163 |
ЛПНП | 115,9 ± 7,095 | 115,3 ± 8,23 | 0.7131 |
Общий холестерин | 186,7 ± 6,47 | 167,7 ± 11,84 | 0.0392* |
Категориальные переменные сравнивались с помощью точного теста Фишера; в то время как количественные переменные сравнивались с помощью 2-way, независимого U-манна-Уитни или T-критерия, в соответствии с оценкой нормальности. Статистическую значимость рассматривали при p<0,05. Сокращения: ИМТ; Индекс массы тела, HbA1c, гликированный гемоглобин A1c |
Таблица 1: Исходные характеристики пациентов. В таблице сравниваются исходные характеристики пациентов с MUO (метаболически нездоровое ожирение) и MHO (метаболически здоровое ожирение).
Метаболически здоровое ожирение (MHO) | Метаболически нездоровое ожирение (MUO) | p | |
n = 21 | n = 25 | ||
Систолическое давление в аорте (мм рт.ст.) | 121,1 ± 3,77 | 119,7 ± 2,93 | 0.9608 |
Диастолическое давление в аорте (мм рт.ст.) | 79,9 ± 2,56 | 75.96 ± 1.79 | 0.515 |
AIX (%) | 26 ± 3.16 | 30.08 ± 2.19 | 0.2823 |
Скорость пульсовой волны (м/с) | 6,089 ± 0,32 | 6,854 ± 0,26 | 0.3154 |
Ящур (%) & | 7.32 ± 2.90 | 4.87 ± 1.80 | 0.0011* |
CIMT (мм) | 0,69 ± 0,02 | 0,704 ± 0,03 | 0.933 |
Оксид азота (мкМ/л) | 170,6 ± 4,97 | 154,3 ±6,15 | 0.0443* |
Количественные переменные сравнивали с помощью 2-факторного, независимого U-манна-Уитни или Т-критерия в соответствии с оценкой нормы. Статистическую значимость рассматривали при p<0,05. Сокращения: AIX – индекс аугментации; FMD – проточно-опосредованная дилатация; CIMT – толщина Cartid intima-media. (&) Из-за ограниченного физического пространства в нашей лаборатории, показанные данные ящура были получены в сидячем положении, что может изменить значение ящура, поскольку измерение ящура рекомендуется проводить в положении лежа на спине. |
Таблица 2: Оценка сердечно-сосудистого риска. В таблице сравниваются факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний у пациентов с MUO (метаболически нездоровое ожирение) и MHO (метаболически здоровое ожирение).
Забота о здоровье сосудов, а также понимание и управление риском сердечно-сосудистых заболеваний имеют важное значение для профилактики, раннего вмешательства и снижения глобального бремени сердечно-сосудистых заболеваний. В связи с этим совместное использование методов оценки эластичности и податливости артериальной стенки (включая гемодинамические параметры аорты, cfPWV для артериальной жесткости и индекс аугментации), продукции эндотелиального оксида азота и атеросклероза обеспечивает более полную оценку. Эти методы очень полезны для трансляционных исследований, определения характеристик факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний и оценки сердечно-сосудистых заболеваний в клинических испытаниях, тем самым улучшая наше понимание здоровья сосудов и прогрессирования сердечно-сосудистыхзаболеваний и заболеваний коронарных артерий.
Например, опосредованная потоком дилатация (FMD) была использована для лучшего понимания эндотелиальных и сосудистых последствий, вызванных COVID-19, для характеристики эндотелиальной дисфункции при нарушениях иммунной системы, таких как системная красная волчанка, и для изучения того, способствует ли повреждение эндотелия гипертонии и сердечно-сосудистому риску при гиперурикемии 32,33,34.
Кроме того, в других исследованиях изучалось влияние изменений образа жизни, таких как физические упражнения и изменения в питании, на артериальную жесткость, функцию эндотелия и CIMT. Используя эти инструменты, исследователи могут объективно измерить эффективность вмешательств и отслеживать изменения в состоянии артериального здоровьяс течением времени.
В настоящем исследовании сравнивались маркеры, отражающие старение сосудов в популяциях с кардиометаболическим риском. Интересно, что в группе с более высоким кардиометаболическим риском наблюдалось значительное нарушение функции эндотелия, что определялось уровнями ящура и NO, в то время как разницы в прогрессировании атеросклероза по данным CIMT не наблюдалось.
Здесь результаты исследования ящура согласуются с результатами других исследований 36,37, подтверждая влияние метаболического риска на реакцию на расширение сосудов. Отсутствие связи между ящуром и ЦИМТ может быть связано с временным лагом между эндотелиальной дисфункцией и последующим развитием сосудистых поражений. Кроме того, эндотелиальная дисфункция, вероятно, связана с воспалительными реакциями, в то время как морфологические изменения в структуре сосудов могут быть связаны с внеклеточнымремоделированием. Это говорит о том, что люди с метаболическим синдромом могут проявлять различные реакции на терапию, направленную на сосудистую функцию, в то время как на прогрессирование атеросклероза могут влиять другие факторы. Это подчеркивает важность использования нескольких биомаркеров для всесторонней оценки общего состояния сосудов.
Некоторые проблемы могут возникнуть во время измерений артериальной жесткости, ящура и CIMT, если оборудование не соответствует требованиям или окружающая среда не подходит. Для валидации рекомендуется оценить межнаблюдательную и внутринаблюдательную вариабельность. Кроме того, некоторые ограничения этих методов включают: (1) полученные результаты могут применяться к конкретным сосудистым функциям и анатомическим областям, таким образом, не отражая общее состояние сосудов; (2) точность измерений может зависеть от оператора, а результаты могут варьироваться в пределах одного и того же человека с течением времени из-за таких факторов, как состояние гидратации, положение тела и недавние приемы пищи; (3) Хотя тесты могут указывать на наличие артериальной жесткости, эндотелиальной дисфункции или ускоренного атерогенеза, они могут не дать представления об основных причинах. Кроме того, здоровье сосудов является динамичным и может меняться с течением времени, и измерения могут не отражать полный профиль риска сердечно-сосудистых заболеваний человека. Продолжающиеся исследования улучшают наше понимание этих измерений, а усовершенствования в методах измерения и интерпретации все еще развиваются.
В заключение следует отметить, что гемодинамические параметры аорты, ящур и CIMT представляют собой полезные, неинвазивные диагностические инструменты для оценки сердечно-сосудистого здоровья и заболеваний.
Авторам нечего раскрывать.
Авторы благодарят за поддержку Институциональную программу Е015.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Device for measuring arterial wave reflection and Pulse Wave Analysis | ATCOR | SphygmoCor | Analyzer of pulse wave for central pressure. It contains a brachial cuff and a femoral cuff |
Microplate reader for absorbance, Sunrise | Tecan | 30190079 | Detection Mode: Absorbance; Wavelength Range: 340 nm - 750 nm; Filter Wavelength: 405 nm, 450 nm, 492 nm, 620 nm; Plate Format 96 well plates |
Nitric oxide assay kit | Abcam | ab65328 | Nitric Oxide Assay Kit, Colorimetric, Abcam Cat. ab65328 for 96-well plates |
Portatil ultrasound to measure FMD | Sonolife | MED 36-13 | Ultrasonography linear transducer |
Software for FMD WirelessUSG | SonoStarMed Technologies | WirelessUSG v. 3.6.52 | Software used to measure artery diameter for FMD |
Software used to calculate vascular parameters from Waveform Analysis | ATCOR | SphygmoCor XCEL | Software used to integrate patient profile, waveform analysis, calculation of PWA, PWV and other vascular parameters |
Sphygmomanometer | Homecare | ANEROIDE 1000 | 100% cotton self-adjustable bracelet with hook, Adult artery indicator cuff. |
Ultrasound to measure CIMT | Philips | EPIQ7L12-3 Broadband Linear Array Transducer | Linear transducer (Broadband Linear Array Transducer) |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены