Rigidita velkých tepen Ondřej Petrák 3.interní klinika VFN
Fyziologické funkce tepen 1. Vedení krve (conduit function) - umožňuje zásobení cílových tkání a orgánů krví - účinnost dobrého vedení odráží střední krevní tlak, jehož hodnota je v průběhu celého tepenného systému až po začátek rezistenčního tepenného řečiště konstantní 2. Nárazníková funkce (cushion function) - umožňuje přeměnu pulzního toku krve z levé komory srdeční v kontinuální - fyzikálně se jedná o přeměnu kinetické energie krevního proudu v potencionální, danou napětím cévní stěny - typická pro velké centrální tepny elastického typu
Fyziologické funkce tepen
Vedení krve
Vedení krve
Vedení krve K poruše vedení krve dochází při zúžení či uzávěru průsvitu tepny a výsledkem je hypoperfúze cílové tkáně. Tyto změny jsou typické pro aterosklerózu, kde v důsledku stenózy tepny aterosklerotickým plátem dochází k ischemii nebo infarzaci cílové tkáně.
Nárazníková funkce Charakteristická pro velké tepny elastického typu Ascendentní aorta Oblouk aorty Descendentní aorta Abdominální aorta Společná pánevní tepna
Nárazníková funkce Intermitentní srdeční výdej Kontinuální periferní tok
Stárnutí elastických tepen Barvení HE Barvení na kolagen (saturnová červeň) Barvení na elastin (Orcein) Qiu, H. et al. Circulation 2007;116:669-676
Arterioskleróza Stárnutí Remodelace tuniky medie velkých tepen Ztráta elasticity Vzestup rigidity systolického tlaku v centrálním řečišti afterloadu LK
Arterioskleróza Arteriální hypertenze Remodelace tuniky medie velkých tepen Ztráta elasticity Vzestup rigidity systolického tlaku v centrálním řečišti afterloadu LK
Atero x Arterioskleróza V současném písemnictví se arterioskleróza neodlišuje od aterosklerózy, nicméně právě proces arteriosklerózy je typický pro arteriální hypertenzi a fyziologicky provází stárnutí, zatímco ateroskleróza má řadu komplexních příčin, kde hypertenze je pouze jeden z patogenetických faktorů. Ateroskleróza Arterioskleróza Anatomická lokalizace Fokálně Difúzně v elastických tepnách Cévní lokalizace Intima Médie Cévní efekt Spíše konstrikce Spíše dilatace Následek Distálně: ischémie Proximálně: zvýšené dotížení LK
Mechanické vlivy na tepny Tenzní stres - síla způsobená tlakovou vlnou a působící kolmo na cévní stěnu - je přímo úměrný krevnímu tlaku, poloměru cévy a nepřímo úměrná tloušťce cévní stěny (Laplaceův zákon) - vysoký TS ovlivňuje médii artérie a je odpovědný za hypertrofii cévní stěny, ale i myokardu Střižní stres - síla způsobená proudovou vlnou a působící podél cév - přímo úměrný rychlosti proudící krve a její viskozitě a nepřímo úměrný poloměru cévy - ovlivňuje hlavně intimu a působí jako stimul pro produkci vazodilatačních substancí cévní stěnou, především NO
Mechanické vlivy na tepny Safar & O'Rourke 2006
Mechanické vlivy na tepny Schéma působení nízkého střižního stresu na laterální straně bifurkace. Šíření krevního proudu v cévě má parabolický tvar, v centru cévy se šíří rychleji než po stranách. V místě větvení dochází na laterální straně tepny k abnormálně nízkému působení střižního stresu, což jsou predilekční místa aterosklerózy.
Remodelace tepen Komplexní proces zahrnující tvorbu extracelulární matrix především produkci kolagenních vláken, zejména kolagenu typu I, III, IV a fibronektinu, což vede k desintegraci elastinových vláken, původně rovnoběžně uspořádaných a k depozici vápníkových solí. Dojde sice k zesílení médie, ale zároveň k rozšíření cévy a jejímu prodloužení. Aorta se tedy stává vinutou. Navíc změna v poměru elastin-kolagen vede k snížení cévní poddajnosti a zvýšení rigidity.
Remodelace tepen Intengan, H. D. et al. Hypertension 2001;38:581-587
Pulzní (tlaková) vlna Činností levé komory je generována primární (dopředná) tlaková vlna, která se šíří podél velkých tepen do periferie, kde se odráží a navrací zpět jako sekundární (odražená) tlaková vlna. Jako místo odrazu se předpokládá počátek rezistenčního řečiště, kde dochází k největšímu větvení tepen. + Vlastnosti primární tlakové vlny jsou závislé na funkci levé komory a následně na vlastnostech centrálních elastických tepen, zatímco sekundární vlna je dána především rychlostí šíření tlakové vlny a místem odrazu =
Pulzní (tlaková) vlna Změny důsledkem remodelace Vzestup afterloadu LK Pokles perfúze koronárních tepen během diastoly Systola Diastola
Pulzní (tlaková) vlna RAFEY M Cleveland Clinic Journal of Medicine 2009;76:657-662
Pulzní (tlaková) vlna
Možnosti měření rigidity cévní Obtížné: stěny rigidita je různá v různých tepnách ve stejné tepně různá při různém tlaku Přímé: Invazivně: vztah tlaku a změny průměru Nepřímé: photopletysmogafie aplanační tonometr
Možnosti měření rigidity cévní stěny
SphygmoCor (AtCor Medical, USA) princip metody Komprese tepny mezi senzorem a okolní strukturou: intraarteriální tlak Závisí od: viskoelastických vlastností stěny - svalový tonus a struktura ( elastin / kolagen ) viskozity krve wave dispersion wave reflection
- zlatý standard ve vyšetřování aortální rigidity (karotidofemorální) - sfygmometrické měření Co měříme? Pulse Wave Velocity rychlost šíření pulzní vlny - čím vyšší je PWV, tím větší je rigidita - parametr závislý jak na struktuře, tak na funkci cévní stěny - hlavní funkční determinantou je aktuální krevní tlak, neboť vysoký tlak více rozpíná cévní stěnu a vede k zvýšení rigidity.
PWV
Co měříme? Pulse Wave Analysis analýza pulzní vlny Záznam ukazuje navýšení systolického tlaku důsledkem časného návratu odražené vlny. Rozdíl tlaků mezi odraženou (sekundární) vlnou a dopřednou (primární) vlnou se označuje jako augmentační tlak. Poměr augmentačního tlaku k pulznímu tlaku se označuje jako augmentační index (AI).
Co měříme? Pulse Wave Analysis analýza pulzní vlny Jak tlaková vlna postupuje krevním řečištěm, dochází ke změnám pulzního tlaku, zatímco střední tlak zůstává neměnný. Zvětšuje se amplituda pulzního tlaku, převážně zvyšováním systolického krevního tlaku. Tento jev se nazývá amplifikace krevního tlaku a bývá vyjádřen u mladých jedinců.
PWA
Faktory ovlivňující rigiditu cévní Fyziologické faktory stěny Prostředí Choroby Věk Pohlaví Výška TK Hormonální stav Genetické faktory Výživa Kouření Fyzická aktivita Hypertenze Dyslipidémie DM Marfan sy GH nedostatek
Významné studie na centrální PWV Autor N Věk Délka Populace Blacher, 1999 241 51 6 terminální onemocnění ledvin Laurent, 2001 1980 50 9,3 esenciální hypertenze Meaume, 2001 141 87 2,5 starší populace Shoji, 2001 265 55 5,3 terminální onemocnění ledvin Cruickshank, 2002 397 60 10 diabetes mellitus Boutouyrie, 2002 1045 51 5,7 esenciální hypertenze Laurent, 2003 1715 51 7,9 esenciální hypertenze Pannier, 2005 305 53 5,8 terminální onemocnění ledvin Shokawa, 2005 492 64 10 etnická minorita Sutton Tyrrell, 2005 2488 73 4,6 starší populace Mattace-Raso, 2006 2835 72 4 starší populace Willum-Hansen, 2006 1678 55 9,4 obecná populace Choi, 2007 497 58 2,6 pacienti s bolestí na hrudi Zoungas, 2007 207 55 3,6 terminální onemocnění ledvin Terai, 2008 676 62 4,8 esenciální hypertenze Anderson, 2009 174 60 19,6 obecná populace Wang, 2010 1272 52 15 obecná populace Mitchell, 2010 2232 63 7,8 obecná populace
Přežití Celková úmrtnost u hypertoniků N=1980 Laurent S. et al. Hypertension, 2001 1.00 Low PWV tertile 0.90 Medium PWV tertile 0.80 Kaplan-Meier P<0.0001 High PWV tertile 0.70 0 5 10 15 20 Follow-up (roky)
Conduit Artery Function Evaluation
PWV a kardiovaskulární příhody: Framingham Heart Study Mitchell et al., Circulation 2010
PWV u diabetiků Cruickshank, K. et al. Circulation 2002;106:2085-2090
Jak léčíme aortální rigiditu? Léková skupina Generický název léku PWV AI Diuretika Hydrochlorothiazid Indapamid Beta blokátory Bisoprolol N Atenolol / Metoprolol N Blokátory kalciového kanálu Amlodipin Lacidipin, Nipedipin Verapamil N Alfa blokátory Doxazosin ACE inhibitory Perindopril Ramipril AT1 blokátory Losartan Valsartan Antagonisté aldosteronu Spironolakton Eplerenon Statiny Simvastatin Atorvastatin / N Vazodilatační léky Nitráty Sildenafil PPAR γ ligandy Rosiglitazon Volně zpracováno dle Mahmud 2007; Safar & O'Rourke 2006
Výsledky našich prací
m/s 14 12 10 8 6 4 2 0 Aortální rigidita u primárního hyperaldosteronismu p<0,001 m p<0,001 p<0,001 9,8±2,5 7,5±1 5,9±0,7 EH PH PA NT kontroly m = multivariační analýza Štrauch B et al. -Increased arterial wall stiffness in primary aldosteronism in comparison with essential hypertension. Am J Hypertens. 2006 Sep;19(9):909-14.
m/s Efekt léčby u primárního hyperaldosteronismu 14 12 p=0,007 n.s. 10 8 9,8 7,9 9,3 8,9 before 6 after 4 2 0 adrenalectomy spironolactone Štrauch B et al. - Adrenalectomy improves arterial stiffness in primary aldosteronism. Am J Hypertens. 2006 Sep;19(9):909-14.
Aortální rigidita u feochromocytomu 12 12 11 11 Pulse wave velocity (m.s -1 ) 10 9 8 7 6 10 9 8 7 6 5 5 4 Before After 4 Petrak O et al. - Factors influencing arterial stiffness in pheochromocytoma and effect of adrenalectomy. Hypertens Res. 2010 May;33(5):454-9.
Děkuji za pozornost