Жесткость артерий возникает в результате биологического старения и атеросклероза . Воспаление играет важную роль в развитии атеросклероза и, следовательно, является основным фактором жесткости крупных артерий. [1] Повышенная жесткость артерий связана с повышенным риском сердечно-сосудистых событий, таких как инфаркт миокарда и инсульт , две основные причины смерти в развитом мире. Всемирная организация здравоохранения прогнозирует , что в 2010 году, сердечно - сосудистые заболевания также будет ведущей причиной смерти в развивающихся странах и представляет собой серьезную глобальную проблему здравоохранения. [ необходима цитата ]
Артериальная жесткость | |
---|---|
Биологическая система | артерии |
Считается, что несколько дегенеративных изменений, которые происходят с возрастом в стенках крупных эластичных артерий , способствуют увеличению жесткости с течением времени, включая механическое истирание пластинчатых эластиновых структур внутри стенки из-за повторяющихся циклов механического воздействия; изменение вида и увеличение содержания белков артериального коллагена , частично как компенсаторный механизм против потери артериального эластина и частично из-за фиброза ; и сшивание соседних коллагеновых волокон конечными продуктами продвинутого гликирования (AGE). [2]
Задний план
Когда сердце сокращается, оно генерирует импульс или энергетическую волну, которая проходит через систему кровообращения. Скорость распространения этой пульсовой волны ( скорость пульсовой волны [3] (PWV)) связана с жесткостью артерий. Другие термины, которые используются для описания механических свойств артерий, включают эластичность или обратную (обратную) эластичность, эластичность. Взаимосвязь между жесткостью артерий и скоростью пульсовой волны была впервые предсказана Томасом Янгом в его Croonian Lecture 1808 [4], но обычно описывается уравнением Моенса – Кортевега [5] или уравнением Брамвелла – Хилла. [6] Типичные значения СПВ в аорте колеблются от примерно 5 м / с до> 15 м / с.
Измерение аортальной СПВ обеспечивает одно из самых убедительных доказательств прогностической значимости жесткости крупных артерий. Было показано, что увеличение СПВ в аорте предсказывает сердечно-сосудистую, а в некоторых случаях и все причины, смертность у лиц с терминальной стадией заболевания почек , [7] гипертонией [8], сахарным диабетом [9] и в общей популяции. [10] [11] Однако в настоящее время роль измерения СПВ как общего клинического инструмента еще предстоит установить. На рынке представлены устройства для измерения параметров артериальной жесткости (индекса аугментации, скорости пульсовой волны). К ним относятся Complior, CVProfilor, PeriScope, Hanbyul Meditech, Mobil-O-Graph NG, BP Plus (Pulsecor), PulsePen, BPLab Vasotens, Arteriograph, Vascular Explorer и SphygmoCor. [12]
Патофизиологические последствия повышенной жесткости артерий
Первичные места повреждения органа-мишени после увеличения артериальной жесткости - это сердце, мозг (инсульт, гиперинтенсивность белого вещества (WMH)) и почки (возрастная потеря функции почек). Механизмы, связывающие жесткость артерий с повреждением органов-мишеней, разнообразны. [ необходима цитата ]
Во-первых, жесткие артерии нарушают действие артерий Виндкесселя . [13] Эффект Виндкесселя сдерживает пульсирующий выброс крови из сердца, превращая его в более устойчивый, равномерный отток. Эта функция зависит от эластичности артерий, а укрепленным артериям требуется большее количество силы, чтобы позволить им приспособиться к объему крови, выбрасываемой из сердца (ударный объем). Это повышенное требование силы равно увеличению пульсового давления. [13] Повышение пульсового давления может привести к усиленному повреждению кровеносных сосудов в органах-мишенях, таких как мозг или почки. [14] [15] Этот эффект может быть преувеличен, если увеличение артериальной жесткости приводит к уменьшению отражения волн и большему распространению пульсирующего давления в микроциркуляцию. [14]
Увеличение артериальной жесткости также увеличивает нагрузку на сердце, поскольку оно должно выполнять больше работы для поддержания ударного объема . Со временем эта повышенная рабочая нагрузка вызывает гипертрофию левого желудочка и ремоделирование левого желудочка , что может привести к сердечной недостаточности . [16] Повышенная рабочая нагрузка также может быть связана с более высокой частотой сердечных сокращений, пропорционально большей продолжительностью систолы и сравнительным сокращением продолжительности диастолы. [17] Это уменьшает количество времени, доступное для перфузии сердечной ткани, что в основном происходит во время диастолы. [13] Таким образом, гипертрофическое сердце, которое требует большего количества кислорода, может иметь ограниченный запас кислорода и питательных веществ. [ необходима цитата ]
Жесткость артерий также может влиять на время, когда отражения пульсовой волны возвращаются к сердцу. По мере того, как пульсовая волна проходит через кровообращение, она отражается в тех местах, где изменяются свойства передачи артериального дерева (то есть в местах несоответствия импеданса). Эти отраженные волны распространяются назад к сердцу. Скорость распространения (например, СПВ [18] ) увеличивается в более жестких артериях, и, следовательно, отраженные волны достигают сердца раньше в систолу. Это увеличивает нагрузку на сердце в систолу. [19]
Смотрите также
- Джон Р. Кокрофт , известный исследователь в этой области
- Скорость пульсовой волны
- Комплаенс (физиология)
Заметки
- ^ Mozos я, Malainer С, Horbańczuk Дж, Gug С, Д Стоян, Лука КТ, Атанасов А.Г.. Воспалительные маркеры жесткости артерий при сердечно-сосудистых заболеваниях . Фронт Иммунол. 31 августа 2017 г .; 8: 1058. DOI: 10.3389 / fimmu.2017.01058 .
- Перейти ↑ Dietz, J (2007). «Артериальная жесткость и внеклеточный матрикс». Атеросклероз, крупные артерии и сердечно-сосудистый риск . Adv. Кардиол . Успехи кардиологии. 44 . С. 76–95. DOI : 10.1159 / 000096722 . ISBN 978-3-8055-8176-9. PMID 17075200 .
- ^ Набил, премьер-министр; Киран, В. Радж; Джозеф, Джаярадж; Abhidev, VV; Шивапракасам, Моханасанкар (2020). «Локальная скорость пульсовой волны: теория, методы, достижения и клиническое применение» . Обзоры IEEE в области биомедицинской инженерии . 13 : 74–112. DOI : 10,1109 / RBME.2019.2931587 . ISSN 1937-3333 . PMID 31369386 . S2CID 199381680 .
- ^ Янг (1809). «О функциях сердца и артерий: хорватская лекция». Philos Trans R Soc . 99 : 1–31. DOI : 10.1098 / rstl.1809.0001 . JSTOR 109672 . S2CID 110648919 .
- ^ Николс WW, О'Рурк MF. Сосудистый импеданс. В: Поток крови в артериях McDonald's: теоретические, экспериментальные и клинические принципы. 4-е изд. Лондон, Великобритания: Эдвард Арнольд; 1998: 54–97, 243–283, 347–395.
- ^ Брамвелл Дж. К., Хилл А. В. (1922). «Скорость пульсовой волны у человека» . Труды Королевского общества Лондона B . 93 (652): 298–306. Bibcode : 1922RSPSB..93..298C . DOI : 10,1098 / rspb.1922.0022 . JSTOR 81045 .
- ^ Blacher J, Guerin AP, Pannier B, Marchais SJ, Safar ME, London GM (май 1999). «Влияние жесткости аорты на выживаемость при терминальной стадии почечной недостаточности» . Тираж . 99 (18): 2434–9. DOI : 10.1161 / 01.cir.99.18.2434 . PMID 10318666 .
- ^ Laurent S, Boutouyrie P, Asmar R, Gautier I, Laloux B, Guize L, Ducimetiere P, Benetos A (май 2001 г.). «Жесткость аорты является независимым предиктором общей смертности и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний у пациентов с гипертонией». Гипертония . 37 (5): 1236–41. CiteSeerX 10.1.1.583.3137 . DOI : 10.1161 / 01.hyp.37.5.1236 . PMID 11358934 . S2CID 8417352 .
- ^ Cruickshank K, Riste L, Anderson SG, Wright JS, Dunn G, Gosling RG (октябрь 2002 г.). "Скорость пульсовой волны в аорте и ее связь со смертностью при диабете и непереносимости глюкозы: интегрированный показатель сосудистой функции?" . Тираж . 106 (16): 2085–90. DOI : 10.1161 / 01.cir.0000033824.02722.f7 . PMID 12379578 .
- ^ Mattace-Raso FU, van der Cammen TJ, Hofman A, van Popele NM, Bos ML, Schalekamp MA, Asmar R, Reneman RS, Hoeks AP, Breteler MM, Witteman JC (февраль 2006 г.). «Артериальная жесткость и риск ишемической болезни сердца и инсульта: Роттердамское исследование» . Тираж . 113 (5): 657–63. DOI : 10.1161 / CIRCULATIONAHA.105.555235 . PMID 16461838 .
- ^ Виллум-Хансен Т., Стэссен Дж. А., Торп-Педерсен С., Расмуссен С., Тийс Л., Ибсен Х., Джеппесен Дж. (Февраль 2006 г.). «Прогностическое значение скорости распространения пульсовой волны в аорте как показателя артериальной жесткости в общей популяции» . Тираж . 113 (5): 664–70. DOI : 10.1161 / CIRCULATIONAHA.105.579342 . PMID 16461839 .
- ^ Аволио А, Бутлин М, Уолш А (2009). «Измерение артериального давления и анализ пульсовой волны - их роль в улучшении оценки сердечно-сосудистой системы». Physiol Meas . 31 (1): R1 – R47. DOI : 10,1088 / 0967-3334 / 31/1 / r01 . PMID 19940350 . Также отмечены более новые инструменты измерения скорости пульсовой волны, такие как устройство iHeart Internal Age, устройство на кончике пальца, которое измеряет скорость пульсовой волны в аорте и жесткость артерии посредством пульса на пальце.
- ^ а б в Николаас Вестерхоф; Николаос Стергиопулос; Марк И. М. Ноубл (2 сентября 2010 г.). Снимки гемодинамики: помощь для клинических исследований и последипломного образования . Springer Science & Business Media. С. 181–. ISBN 978-1-4419-6363-5.
- ^ а б Митчелл, Гэри Ф. (2015). «Артериальная жесткость». Текущее мнение в нефрологии и гипертонии . 24 (1): 1–7. DOI : 10.1097 / MNH.0000000000000092 . ISSN 1062-4821 . PMID 25470012 . S2CID 23321317 .
- ^ Fernandez-Fresnedo, G .; Rodrigo, E .; де Франсиско, ALM; де Кастро, СС; Castaneda, O .; Ариас, М. (2006). «Роль пульсового давления на сердечно-сосудистый риск у пациентов с хронической болезнью почек» . Журнал Американского общества нефрологов . 17 (12_suppl_3): S246 – S249. DOI : 10,1681 / ASN.2006080921 . ISSN 1046-6673 . PMID 17130269 .
- ^ Cheng, S .; Васан, RS (2011). «Достижения в эпидемиологии сердечной недостаточности и ремоделирования левого желудочка» . Тираж . 124 (20): e516 – e519. DOI : 10.1161 / CIRCULATIONAHA.111.070235 . ISSN 0009-7322 . PMC 3621875 . PMID 22083151 .
- ^ Велтон, ИП; Blankstein, R .; Аль-Маллах, MH; Лима, JAC; Bluemke, DA; Hundley, WG; Polak, JF; Блюменталь, RS; Насир, К .; Блаха, MJ (2013). «Связь частоты сердечных сокращений в состоянии покоя с жесткостью сонных и аортальных артерий: мультиэтническое исследование атеросклероза» . Гипертония . 62 (3): 477–484. DOI : 10.1161 / HYPERTENSIONAHA.113.01605 . ISSN 0194-911X . PMC 3838105 . PMID 23836802 .
- ^ Набил, премьер-министр; Киран, В. Радж; Джозеф, Джаярадж; Abhidev, VV; Шивапракасам, Моханасанкар (2020). «Локальная скорость пульсовой волны: теория, методы, достижения и клиническое применение» . Обзоры IEEE в области биомедицинской инженерии . 13 : 74–112. DOI : 10,1109 / RBME.2019.2931587 . ISSN 1937-3333 . PMID 31369386 . S2CID 199381680 .
- ^ Уилмер В. Николс; Майкл Ф. О'Рурк (25 февраля 2005 г.). McDonald's Blood Flow in Arteries 5Ed: Теоретические, экспериментальные и клинические принципы . Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-0-340-80941-9.