Endotel a smykové napětí. Jan Malík 3. Interní klinika VFN a 1. LF UK Praha

Transkript

1 Endotel a smykové napětí Jan Malík 3. Interní klinika VFN a 1. LF UK Praha

2 Cévní stěna

3 Endotel

4 Rizikové faktory Endoteliální dysfunkce Fatty streaks, rozšíření intimy Aterosklerotické pláty Nestabilní pláty, ruptura plátu

5 Funkce a dysfunkce endotelu Fyziol. funkce Vazodilatace Antitrombotická Protizánětlivá Antioxidační Endotel. dysfunkce Vazokonstrikce Protrombotická Prozánětlivá Prooxidační

6 Koagulace při EDF Endoteliální dysfunkce: Pokles t-pa Vzestup PAI-1, von Willebrand factor trombogenní prostředí v tepnách nestabilní plát

7 oxid dusnatý ZÁNĚT při EDF: cytoadhezivní molekuly (ICAM,VCAM, E-selektin) Důsledek: Adherence monocytů, průnik přes endotel Zvýšení permeability endotelu se zvýšením průniku oxldl částic

8

9 Vazomotorika Konstrikce: angiotenzin II endotelin-1 tromboxan A2 PG H2 Dilatace: oxid dusnatý (NO) bradykinin EDHF (endotheliumderived hyperpolarizing factor)

10 NO-syntáza (NOS): NO oxid dusnatý Konstitutivní NOS Stálá produkce udržující kalibr tepen Při zablokování vazokonstrikce L-Name (N(G)-nitro L-arginine methyl ester) L-NMMA (N(G)-monomethyl L-arginine ADMA (asymetrický dimetylarginin) Inducibilní NOS: Receptorově stimulovaná (acetylcholin, bradykinin, substance-p, adenosin ) Při zvýšení průtoku (smykové napětí)

11 Detekce proudění krve

12 Aktivace inducibilní NOS zvýšením průtoku SSRI = shear-stress responsive elements: Cytoskeleton, intercell. junkce(gap), kaveoly

13 Detekce tlaku s kolmým vektorem

14 Jaký je smysl změn průsvitu tepen? Lokální regulace průtoku: Konstrikce: úspora energie/srdečního výdeje, zabránění krvácení Dilatace: svalová práce, zánět Systémové vlivy: Kontrola krevního tlaku, srdečního výdeje

15 Průtok tepnou (Q) Q = PP /PVR.viskozita PVR: periferní vaskulární rezistence (tonus rezistenčních arteriol-kalibr, délka tepny) PP: perfúzní tlak (systémový arteriální tlak centrální žilní tlak)

16 Porovnání celkového průsvitu jednotlivých cév

17

18

19 Viskozita Krev není newtonská kapalina 35-55%obj. tvoří erytrocyty (=hematokrit)

20 Viskozita krve

21 Viskozimetry Kapilární Rotační

22 Wall shear stress (WSS) Smykové napětí WSS = rychlost x viskozita krve průměr

23 Pulzatilní krevní tlak Shear stress vektor

24 WSS-REGULACE PRŮSVITU CÉV Zákon o zachování normálního WSS Endotel NO Vazodilatace WSS průtoku Lokální autoregulační mechanismus průsvitu cévy směrem k normalizaci WSS dyn/cm 2 WSS

25 Některé oblasti tepen však nejsou schopny reakce na změnu WSS místa, kde nejčastěji dochází k rozvoji atero plátů

26 Kde nejčastěji vznikají aterosklerotické pláty? i.v. Evansova modř zevní stěny bifurkací + oblouky polygonální endotelie

27 Nízký, oscilující WSS =lokální rizikový faktor aterosklerózy Atero v oblouku tepny

28 WSS a ateroskleróza Ultrasonografie s barevným doppler.mapováním Flow reversal v bifurkaci karotidy za incip. atero plátem

29 Model: Tok v bifurkaci Proudění laminární vs turbulentní

30

31 Bifurkace mladých jedinců Bifurkace starších jedinců Thomas 2005

32 Spirálovitá/helikální kontrakce Spirálovitý/helikální proud v tepnách

33

34 Ejekce krve z LK do Ao Časná systola Midsystola Pozdní systola

35 ENDOTELIÁLNÍ DYSFUNKCE - Kvantifikace in vivo

36 Kvantifikace funkce endotelu Stanovení molekul produkovaných endotelem v periferní krvi: ICAM-1, VCAM, vwf Funkční (zobrazovací) metody

37 Funkční metody (1) Endotel-dependentní podnět (ischemie, acetylcholin...) Odpověď: změna průsvitu tepny změna průtoku tepnou Kvantitativní koronarografie před a po i.c. aplikaci acetylcholinu, koronární rezerva

38 Funkční metody (2) Flow-mediated dilatation (FMD): přechodné zvýšení průtoku tepnou vede k dilataci tepny USG zobrazení a. brachialis Hodnoceni: procento dilatace klid ischemie hyperemie dilatace čas Celermajer 1992

39 Vyšetření FMD v naší laboratoři

40 FMD standardní podmínky lačnění 12 h., nekouření 2h., ne káva, čaj Absence interkurentního onemocnění min.klid na lůžku před vyšetřením Žádné pravidelné léky, vitaminy Klidná místnost s regulovanou teplotou C Opak. vyš.: stejná dení doba, fáze cyklu..

41 HodnotyFMDu15zdravychjedincupri FMD in 15 healthy males repeatability 2vysetrenich (2 ex.) (%) Subject number Ex 1 MERENI1 MERENI2 Ex.2

42 Peak blood flow Vrcholový průtok pažní tepnou po vypuštění tlakové manžety (ml/min) Vyšetření současně s FMD

43 Dialyzační cévní zkrat =model vysokoprůtokového oběhu

44 Chirurgické založení zkratu Perif. cévní resistence Průtok WSS Lumen tepny Perif. cévní resistence

45 Normální průtok a. brachialis: ml/min Obvyklý průtok dobře fungujícím zkratem: na předloktí ml/min na paži ml/min = 10-25% normálního CO

46 Metodika výpočtu smykové rychlosti WSR = 4 * v / d v rychlost toku d průměr cévy

47 Dlouhodobá adaptace přívodné tepny: výsledky (1) 5,4 5,2 p < 0,001 p = 0,28 5,0 4,8 4,6 4,4 4,2 4,0 3,8 3,6 P 3,4 3,2 Baseline Rok 1 Rok 2 Průměr Průměr ± SEM Průměr ± SD

48 Dlouhodobá adaptace přívodné tepny: výsledky (2) p < 0,001 p < 0,05 ) W Průměr Průměr ± SEM Průměr ± SD Baseline Rok 1 Rok 2

49