Endotel i endotelna funkcija
Iako je nekad smatran jednostavnom barijerom između krvi i stijenke krvne žile, danas se zna da je endotel dinamičan organ koji oblaže čitav vaskularni sustav. Endotel je svojom strukturom jednostavan, ali raspodjelom gotovo sveprisutan organ, prosječne težine otprilike jednan kilogram. Ukupan broj od 1 do 6 x 1013 endotelnih stanica, u sloju debljine 0.5 do 1 µm, prekriva unutarnje stijenke svih cirkulacijskih šupljina površine od 4000 do 7000 m2 . Riječ je o heterogenoj epitelnoj strukturi visoke biološke dinamike i raznovrsnih metaboličkih aktivnosti s posebno naglašenim sposobnostima prilagodbe (1,2). Stanice endotela imaju niz važnih funkcija koje uključuju prepoznavanje i prilagodbu na humoralne, mehaničke i hemodinamičke promjene. Najznačajnije su njegove funkcije: kontrola vaskularnoga tonusa, inhibicija agregacije trombocita, modulacija migracije leukocita, regulacija proliferacije glatkih mišićnih stanica i moduliranje propusnosti vaskularne stijenke (3,4). Endotel djeluje kao moćna enzimatska barijera, uspješno regulira tonus i proliferacijski status arterijske mišićnice, kontrolira izlučivanje citokina te stvaranje i ekspresiju adhezijskih molekula. U endotelnim se stanicama sintetiziraju čimbenici rasta i agregacijsko-koagulacijskoga puta, nastaju receptori za lipoproteine i inzulin, održavaju se aktivnosti lipoproteinske lipaze i angiotenzin-konvertaze, metaboliziraju noradrenalin i serotonin te stvaraju produkti arahidonske kiseline. Svojim autokrinim, parakrinim i endokrinim lučenjem, one djeluju na niz staničnih linija – trombocite, leukocite i glatke mišićne stanice, ali i na druga, različito udaljena tkiva (1, 5-8).
Regulacija vaskularnoga tonusa
Endotel krvnih žila ima kritičnu ulogu u održavanju vaskularnoga tonusa te su promjene vaskularnoga protoka u složenome međudjelovanju s endotelom. Sposobnost izazivanja vazodilatacije u odgovoru na naglu promjenu protoka (žilni stres) jedno je od glavnih svojstava prikladne funkcije endotela. Krv u lumenu krvne žile djeluje na stijenku dvjema ortogonalnim silama. Tangencijalno usmjerena sila na jedinicu površine stijenke, primarno povezana s protokom, frikcijska je sila poznata kao sila smicanja (eng. shear stress). Druga sila je izravna sila istezanja koja na stijenku djeluje okomito i izravno, te odgovara krvnome tlaku. Na tangencijalnu deformaciju pod smicajnim utjecajem, endotelne strukture reagiraju gotovo trenutačnim promjenama u stanič- nim membranama, reorganizacijom unutarnje strukture i programiranim usmjeravanjem niza biokemijskih procesa. Ta međusobno povezana zbivanja dio su jedinstvene i nespecifične reakcije kojom započinje niz akutnih i kroničnih adaptacijskih odgovora endotela na izravne podražaje. Endotelne stanice tako iskazuju sposobnost pretvaranja mehaničkih sila u biološke reakcije – rastezanje žilne stijenke bilježe mehanoreceptori koji onda potiču niz pojedinačnih događaja. Oni uključuju mehanizme poput dugotrajnih varijacija genske regulacije s pratećim restrukturiranjem žilne stijenke, ali i brze reakcije predstavljene naglom promjenom žilnoga tonusa (2, 9-12). Važnost te funkcije endotela vidi se u činjenici da se izraz “endotelna funkcija” koristi kako bi se opisala sposobnost endotela da otpušta vazoaktivne tvari i na taj način regulira krvni protok. U proteklih trideset godina otkriveni su brojni endotelni čimbenici relaksacije (eng. endothelium-derived relaxing factors, EDRF), kojih se većina otpušta u odgovoru na povećanu koncentraciju unutarstaničnoga kalcija. Najvažniji EDRF-ovi jesu du- šikov oksid (NO), prostaciklin (PGI2 ) i endotelni hiperpolarizirajući čimbenik (eng. endothelial-derived hyperpolarization factors, EDHF). NO je prvi definirani EDRF za koji je dokazano da opušta vaskularni glatki mišić (13-16). Sintetizira ga endotelna NO sintetaza (eNOS) iz L-arginina. NO se stvara i otpušta iz endotelnih stanica u odgovoru na žilni stres (eng. shear stress) i djelovanje različitih spojeva kao što su ovi: acetilkolin, bradikinin, trombin, ADP itd. Otpuštanje NO-a vodi do relaksacije vaskularnih glatkih mišićnih stanica (13, 17-24). Osim vazodilatornih svojstava, NO sprječava adheziju i agregaciju trombocita, kao i adheziju i migraciju leukocita u arterijsku stijenku te inhibira proliferaciju vaskularnih glatkih mišićnih stanica – svih ključnih događaja u razvoju ateroskleroze (25-28). Prostaciklin je drugi bitan EDRF koji se djelomično otpušta u odgovoru na žilni stres (17, 29). Sintetizira ga enzim ciklooksigenaza-1 (COX-1) iz arahidonske kiseline, a djeluje tako da povisuje koncentraciju cAMP-a u glatkim mišićnim stanicama i u trombocitima (30). Za razliku od NO-a, PGI2 ne pridonosi održavanju bazalnoga vaskularnog tonusa velikih provodnih krvnih žila, nego se otpušta na poticaj različitih agonista (23, 31). Također, ima važnu ulogu kao inhibitor djelovanja trombocita. Endotelni hiperpolarizirajući čimbenici (EDHF) jesu molekule koje dovode do hiperpolarizacije glatkih mišićnih stanica krvnih žila. Njihova je uloga regulacija vaskularne reaktivnosti, koju definiramo kao endotel-ovisan odgovor, u stanjima kada postoji kombinirana inhibicija djelovanja NO-a i PGI2 . EDHF predstavljaju kompenzatorni mehanizam endotel-ovisne vazodilatacije u stanjima kad je smanjena biodostupnost NO-a. Brojne studije definirale su nekoliko molekula ili posrednika koji djeluju kao EDHF u različitim vrstama i tkivima (32): K+ (33), metaboliti citokroma P450 (kao što je EETs, eng. epoxyeicosatertranoic acids) (34-36), produkti lipooksigenaze (37), sam NO (38), slobodni radikali kisika (H2O2) (39), ciklični adenozin monofosfat (cAMP) (40), natriuretski peptid tip C (41) itd. Nadalje, endotelne stanice jesu mjesto proizvodnje i važnih endotelnih čimbenika kontrakcije (eng. endothelial-derived constricting factors, EDCF), od kojih su najmoćniji endotelin-1 (ET-1) i tromboksan (TXA2). Nekoliko godina nakon otkrića NO-a, otkriven je vazokonstriktorni peptid kojega proizvodi vaskularni endotel i koji djeluje kao fiziološka protuteža djelovanju NO-a, endotelin-1 (ET-1) (42-44). Nekoliko čimbenika utječe na proizvodnju i otpuštanje ET-1, među kojima su ovi: žilni stres, angiotenzin II, trombin, adrenalin, oksidirani lipoproteini male gustoće i upalni citokini (45- 51). U ljudi, ET-1 povisuje krvni tlak i dovodi do vaskularne i miokardijalne hipertrofije, što su važni rizični čimbenici kardiovaskularnoga morbiditeta i mortaliteta (52,53). Drugi je važan EDCF tromboksan (TXA2) kojega sintetiziraju COX-1 i tromboksan sintetaza u metabolizmu arahidonske kiseline. Ravnoteža između proizvodnje PGI2 i TXA2 sudjeluje u održavanju homeostaze u zdravim krvnim žilama. Povećana proizvodnja TXA2 dovodi do vazokonstrikcije i agregacije trombocita povećavajući rizik od kardiovaskularnih incidenata (54,55). Prikazana složenost sustava vazoaktivnih tvari žilne stijenke, usprkos mnogobrojnim otvorenim pitanjima, ističe njihovu neupitnu ulogu u održavanju fiziološ- ke ravnoteže i funkcije krvnih žila.Endotelna disfunkcija
Endotelna disfunkcija (ED) danas je općeprihvaćeni termin koji opisuje stanje oštećenoga endotela, odnosno njegove poremećene funkcije. Takav poremećaj endotela obuhvaća niz patofizioloških stanja, u rasponu od početne lokalizirane mehaničke ozljede žilne intime (ED u užem smislu) do neprimjerene, perzistentne, globalne endotelne aktivacije važne za razvoj brojnih klinički manifestnih patoloških stanja (2). Osnovu nastanka endotelne disfunkcije čini neprimjerena aktivacija endotela – nespecifična ekspresija endotelnih aktivacijskih antigena koja nastaje pod utjecajem različith štetnih podražaja, te razvoj i koordinirana regresija svih pojedinačnih svojstava i sastavnica disfunkcionalnoga endotela (56). Dok je fenotip neaktivirane, “mirne” endotelne stanice antikoagulantni, protuupalni i vazodilatacijski, ED je promjena koju karakterizira proupalni, protrombotski i vazokonstrikcijski fenotip (57-59). Kako je sposobnost otpu- štanja vazoaktivnih tvari i reguliranje krvnoga protoka ključna osobina zdravoga endotela, tako je neadekvatna raspoloživost NO-a jedno od glavnih obilježja ED-a koja ujedno predstavlja vodeći mehanizam pojedinačnih endotelnih svojstava što ih objedinjuje sindrom ED. Nesrazmjer raspoloživosti NO-a i aktivnosti vazokonstrikcijskih čimbenika, temelj je sklonosti vazokonstrikciji u ED-u, a može biti uzrokovan nedostatkom NO-supstrata, L-arginina i/ili manjkom enzimskoga kofaktora tetrahidrobiopterina s pratećom nekompetentnošću endotelne sintaze dušikovoga oksida (eNOS). U posljednje vrijeme postaje jasno da su promjene u NO-posredovanim procesima dijelom ovisne i o genetskim razlikama u ekspresiji aktivnosti eNOS-a (60), posttranslacijskim modifikacijama enzima, a posebno se važnom čini uloga blokiranja NO-a kemijskim reakcijama s endogenim inhibitorima prije njegovoga učinka na ciljne molekule, u čemu vodeću ulogu vjerojatno imaju slobodni radikali kisika (61). Osim oštećenja endotel-ovisne vazodilatacije krvnih žila, patofiziološke posljedice razvoja ED-a su ove: 1) abnormalna vaskularna reaktivnost i spazam krvnih žila, koja je u razvijenom ED-u izražena kao paradoksalna vazokonstrikcija na acetilkolin, a navodi se i argininski paradoks koji izostankom očekivane vazodilatacije i hipotenzije, nakon infuzije L-arginina, izravno upućuje na endotelnu nesposobnost produkcije NO-a, 2) povećana propusnost endotela za makromolekule, kao npr. lipoproteine, koja nastaje zbog redistribucije proteinskih molekula u mikrofilamentima s posljedič- nom kontrakcijom i deformiranjem endotelnih stanica, prekidom bliskih staničnih kontakata i nastankom patoloških pukotina, 3) povećana ekspresija kemotaktičkih i adhezijskih molekula (ICAM-1, VCAM-1, E-selektin), 4) novačenje i akumulacija monocita/makrofaga u intimi krvnih žila, 5) poremećaj u regulaciji rasta i preživljavanja vaskularnih stanica – smanjena regeneracija endotelnih stanica i povećana proliferacija i migracija glatkih mišićnih stanica, 6) poremećaj hemostatske ravnoteže obilježene ekspresijom prokoagulacijskih molekula, stvaranjem trombina, agregacijom i adhezijom trombocita i odlaganja fibrina (62-64). Patofiziološki faktori koji dovode do nastanka ED-a i koji su posebno važni rizični čimbenici za nastanak, razvoj i progresiju kardiovaskularnih bolesti su ovi: 1) aktivacija citokina u upalnim procesima, 2) slobodni radikali kisika (ROS) i/ili oksidativni stres te glikozilacija metabolita koji su prisutni u dijabetesu i procesu starenja, 3) pušenje i hipertenzija, 4) kronična hiperhomocisteinemija i/ili hiperkolesterolemija i 5) povišena koncentracija plazmatskih oksidiranih lipoproteina male gustoće i njihova akumulacija u stijenku krvne žile, kao i infekcije bakterijama, virusima ili drugim patogenima (62-64, 65-69).Endotelna disfunkcija i kardiovaskularne bolesti
ED je prisutan znatno prije pojave opstruktivnih aterosklerotskih lezija i u provodnim i u otporničkim krvnim žilama (70), a može biti prisutan čak i u djece s obiteljskom povijesti kardiovaskularnih bolesti (68). ED će biti izraženiji što je veća izloženost različitim kardiovaskularnim rizičnim čimbenicima (71). Također, ED je bitan prognostički pokazatelj budućih kardiovaskularnih incidenata u pacijenata oboljelih od kardiovaskularnih bolesti (72). Pokazano je da administracija L-arginina i povećanje biološke dostupnosti NO-a poboljšava endotelnu funkciju u pacijenata s povećanim rizikom od razvoja kardiovaskularnih bolesti (73). Antihipertenzivi ili statini koji se koriste u terapiji kardiovaskularnih bolesti imaju povoljan učinak na endotelnu funkciju upravo kroz smanjenje razine oksidativnoga stresa i akumulacije lipida (74).Endotelna disfunkcija i hipertenzija
Jedna je od glavnih značajki ED-a, prisutna u razvoju i progresiji hipertenzije, poremećaj u proizvodnji ili djelovanju glavnoga endotelnog vazodilatatora NO-a pra- ćenoga dominacijom vazokonstriktora kao što je ET-1 (75). Takva narušena ravnoteža između vazodilatatora i vazokonstriktora u endotelnim stanicama dovodi do povišenja krvnoga tlaka. Iako se još sa sigurnošću ne zna je li ED uzrok ili posljedica povišenoga krvnog tlaka, dokazano je da je ED jedan od esencijalnih čimbenika u hipertenziji (76). Kao potvrda tome, humane studije su pokazale da je u hipertenzivnih pacijenata znatno pogor- šan vazodilatatorni odgovor otporničkih krvnih žila na acetilkolin, ali ne i na natrijev nitroprusid – dokazujući oštećenje funkcije endotela (77). Također, u pacijenata s povišenim krvnim tlakom i rizikom od razvoja kardiovaskularnih incidenata, oštećena je protokom uzrokovana dilatacija provodnih krvnih žila (78). Terapija ACE inhibitorima dovodi do poboljšanja endotelne funkcije smanjenjem oksidativnoga stresa i povećanjem biodostupnosti NO-a (79,80).Endotelna disfunkcija i dijabetes
Jedna od glavnih komplikacija koja se javlja u oboljelih od dijabetesa tipa I i tipa II jest mikrovaskularni i makrovaskularni ED (81). Štoviše, ED može postojati i u zdravih pojedinaca koji u obiteljskoj povijesti bolesti imaju dijabetes (82). U pacijenata koji boluju od dijabetesa povećan je oksidativni stres i oksidacija LDL-a uslijed hiperglikemije što rezultira smanjenom biodostupnosti NO-a (83,84). Smanjenje oksidativnoga stresa i povećanje biodostupnosti NO-a prisutno je u pacijenata koji u svojoj terapiji koriste ACE inhibitore (85).Endotelna disfunkcija i upalne bolesti
Pacijenti oboljeli od upalnih bolesti kao što su reumatoidni artritis, Bechetova bolest i upalne bolesti crijeva imaju povećan rizik za razvoj kardiovaskularnih bolesti (86-89). U reumatoidnome artritisu, ozbiljnost i jačina upale utječu na pojavu ED-a (90). Procjena aterosklerotskih promjena u karotidnoj arteriji prihvaćena je kao dobar prognostički čimbenik u pacijenata oboljelih od upalnih bolesti i kao takav se koristi za procjenu kardiovaskularnoga rizika u oboljelih (91-93). Studije su pokazale kako korištenje antiupalnih lijekova može poboljšati endotelnu funkciju u otporničkim i provodnim krvnim žilama i na taj su način potvrdile ulogu upalnoga procesa u razvoju kardiovaskularnih bolesti u pacijenata primarno oboljelih od sistemskih upalnih bolesti (94-96)Dakle, endotelna disfunkcija razvija se djelovanjem različitih kardiovaskularnih rizičnih čimbenika, a njena temeljna odrednica jest reverzibilnost. Uklanjanje rizičnih čimbenika, uzimanje odgovarajuće terapije i promjena stila življenja može dovesti do značajnoga poboljšanja endotelne funkcije i time smanjenja rizika pojave kardiovaskularnih incidenata. Ovisno o vrsti, dužini trajanja i intenzitetu nokse, endotelni poremećaji mogu biti ishodišni, podržavajući ili progresijski činitelji u većemu broju metaboličkih i kardiovaskularnih bolesti. Kako je nedvojbeno dokazano da se radi o generaliziranoj vaskulopatiji, pojedini testovi endotelne funkcije iskazuju jednak značaj, bez obzira na to jesu li izvedeni na razini koronarnih ili perifernih arterija (56). Procjena endotelne funkcije važan je predskazivač budućih kardiovaskularnih incidenata u pacijenata oboljelih od kardiovaskularnih bolesti, kao i izvrstan pokazatelj uspješnosti provođenja određene terapije u postupku liječenja istih bolesti. Procjena endotelne funkcije najčešće podrazumijeva mjerenje dilatacije krvnih žila u odgovoru na zadani stimulus sa smanjenom vazodilatacijom kao pokazateljem poremećene funkcije endotela. Ipak, smanjena vazodilatacija krvne žile u odgovoru na zadani stimulus može biti rezultat oštećenoga signalnog puta između endotelnih stanica i vaskularnih glatkih mišićnih stanica ili nemogućnosti primjerenoga odgovora glatkoga mišićja krvne žile i nastanka vazodilatacije. Kako bi se razlikovala disfunkcija endotela od disfunkcije vaskularnoga glatkog mišićja, uobičajeno je odrediti endotel-ovisnu i endotel-neovisnu dilataciju krvne žile. Različite se tehnike koriste za procjenu endotelne funkcije u različitim vrstama krvnih žila. U ovom pregledu spomenut ćemo najvažnije i najčešće korištene metode.
Metode za procjenu mikrovaskularne endotelne funkcije
Mjerenje protoka metodom laser Dopplera
Najčešće korištena metoda za procjenu endotelne funkcije u mikrocirkulaciji jest mjerenje protoka laser Dopplerom (eng. Laser Doppler Flowmetry, LDF). Metoda radi na principu procjene protoka u mikrocirkulacijskoj vaskulaturi kože putem laserske zrake koja se reflektira od eritrocita u mikrocirkulaciji te se na temelju promjene valne duljine nakon odbijanja (Dopplerov efekt) računalnim programima određuje veličina protoka, a iskazuje se u arbitrarnim jedinicama (eng. perfusion units, PU) i prikazuje u obliku krivulje. Ta je metoda posljednjih godina dobila svoje nove i različite aplikacije, od mjerenja protoka jednom laserskom sondom, primjenom ili bez primjene iontoforeze ili mikrodijalize, do mogućnosti prikaza mikrocirkulacijskoga protoka čitave podlaktice. Kako bi se odredila funkcija endotela, LDF-om se mjeri protok u odgovoru na različite stimuluse. Postokluzivna reaktivna hiperemija u mikrocirkulaciji kože, iznad bazalnih vrijednosti, odnosi se na povećan protok koji se javlja kao odgovor na otpuštanje kratkotrajne okluzije arterijskog protoka. Četiri su važna čimbenika uključena u mehanizam nastanka postokluzivne hiperemije: vazodilatatorni metaboliti ishemije, endotelni vazodilatatori, odgovor glatkoga mišićja krvne žile i senzorički živci. Biodostupnost NO-a u mikrocirkulaciji može se mjeriti putem iontoforeze. Iontoforeza koristi električnu struju male jačine za unos pozitivno i negativno nabijenih vazoaktivnih agenata u otporničke žile mikrocirkulacije kože. Dva najčešće korištena agenta koji se iontoforezom unose u kožu jesu acetilkolin i natrijev nitroprusid. Za vrijeme unošenje agenata u kožu, pomoću kojih se mjeri endotel-ovisna ili endotel-neovisna vazodilatacija, LDF-om se mjeri protok u koži podlaktice. Najvažnije su prednosti metode LDF-a: 1) neinvazivna je i ne izaziva neugodu u ispitanika i 2) osjetljiva je za detekciju i kvantifikaciju relativnih promjena protoka u mikrocirkulaciji kože na zadani stimulus (vaskularna okluzija, promjene temperature, farmakološki agenti itd.) (97). Slika 1. prikazuje primjer mjerenja protoka metodom laser Dopplera gdje se kao stimulus koristi okluzija protoka praćena postokluzivnom reaktivnom hiperemijom.
,Venska okluzivna pletizmografija
Metoda mjerenja protoka i procjene endotelne funkcije mikrocirkulacije koja se temelji na zaustavljanju povratka venske krvi iz podlaktice uz održan arterijski priljev krvi u podlakticu, što dovodi do linearnoga povećanja krvnoga protoka u određenom vremenu, koji je proporcionalan arterijskome pritoku krvi. Okluzija venske cirkulacije podlaktice postiže se napuhivanjem manžete iznad vrijednosti dijastoličkoga tlaka, dok se drugom manžetom isključuje protok krvi kroz šaku kako bi se smanjile promjene protoka krvi ovisne o temperaturi. Promjene protoka bilježe se promjenom električnoga otpora u pletizmografu postavljenom oko najširega dijela podlaktice. Tom se metodom mogu mjeriti promjene protoka i endotelne funkcije u mikrocirkulaciji podlaktice tijekom infuzije različitih vazoaktivnih agenata kao što su acetilkolin, bradikinin, indometacin itd (98).
Određivanje vaskularne reaktivnosti u izoliranim krvnim žilama
Invazivna metoda koja se temelji na uzimanju biopsije određene vrste humanoga (npr. subkutano ili visceralno masno tkivo) ili tkiva eksperimentalne životinje (npr. mozak ili mišić) iz kojeg se izoliraju otporničke krvne žile i u laboratoriju postavljaju na posebne elektrode ure- đaja koji u in vitro uvjetima oponaša uvjete u intaktnome organizmu i simulira protok kroz izoliranu krvnu žilu. Endotel-ovisna ili endotel-neovisna dilatacija izolirane krvne žile, izazvana promjenom protoka ili dodavanja različitih vazoaktivnih agenata, može se bilježiti uz pomoć mikroskopa, kamere i monitora (Slika 2.) (99)
Metode procjene makrovaskularne endotelne funkcije
Ultrazvučni test protokom posredovane dilatacije perifernih arterija (eng. Flow Mediated Dilation, FMD)
FMD je tehnika koja se temelji na izazivanju vazodilatacije uslijed povećanja protoka krvi kroz arteriju – povećan protok izaziva žilni stres endotela s posljedičnom stimulacijom endotelnih stanica na povećano otpuštanje NO-a (100). Kao što je već bilo naglašeno, smanjena vazodilatacija koja se javlja zbog povećanoga žilnog stresa predstavlja poremećaj biodostupnosti NO-a i prisutnost endotelne disfunkcije (101). Žilni stres se izaziva okluzijom protoka manžetom postavljenom na podlakticu, a promjer brahijalne arterije se mjeri visokorezolucijskim ultrazvučnim aparatom. Promjer krvne žile se mjeri tijekom bazalnih uvjeta, tijekom pet minuta žilne okluzije i tri minute reaktivne hiperemije (Slika 3.). FMD se izražava kao maksimalni postotak dilatacije tijekom reaktivne hiperemije u odnosu na bazični promjer krvne žile. Za određivanje endotel-neovisne dilatacije krvne žile, ispitanicima se sublingvalno aplicira natrijev nitroprusid te se bilježi najveća promjena promjera krvne žile tijekom pet minuta od aplikacije lijeka. FMD se obično mjeri na brahijalnoj arteriji, iako se može određivati i na radijalnoj ili femoralnoj arteriji (70,98,102-105).
Određivanje elastičnosti krvnih žila (eng. arterial stiffness)
Prilikom svakoga otkucaja srca šalje se tlačni val kroz vaskulaturu, a popustljiva arterijska stijenka služi kako bi se ublažile oscilacije tlaka i na taj se način omogu- ćio miran protok krvi do svih tkiva. Tlačni val reflektira se natrag k srcu kada dosegne grananje krvnih žila u vaskulaturi. U zdravih pojedinaca taj reflektirani tlačni val stiže do srca za vrijeme dijastole kako bi pomogao punjenje koronarnih krvnih žila. Ipak, u pojedinaca sa smanjenom elastičnosti arterija tlačni val se vraća k srcu znatno brže i stiže do srca za vrijeme sistole. Time se povećava afterload kojega srce mora svladati kako bi se otvorili aortalni polumjesečasti zalisci. Kao posljedica takvih promjena dolazi do nastanka komplikacija smanjene elastičnosti krvnih žila kao što su ove: angina i/ ili infarkt miokarda ili hipertrofija lijevoga ventrikula koja može rezultirati zatajenjem srca (105). Smanjenje elastičnosti stijenke krvne žile može se dogoditi uslijed smanjene proizvodnje NO-a u endotelnim stanicama, gubitka tonusa glatkoga mišićja krvne žile, degeneracije vlakana elastina i povećanoga odlaganja kolagena u stijenku krvne žile (107). Kao posljedica, elastičnost krvnih žila ovisna je o funkcionalnim i strukturalnim promjenama u vaskulaturi. Za procjenu elastičnosti perifernih krvnih žila koriste se brojne neinvazivne metode. Najčešće su korištene analiza pulsnoga vala (eng. pulse wave analysis, PWA) i određivanje brzine pulsnoga vala (eng. pulse wave velocity, PWV) zbog njihove reproducibilnosti i lakoće izvođenja (108). Pokazano je kako su ti testovi povezani s koronarnom mikrovaskularnom endotelnom funkcijom (109). PWA se temelji na bilježenju valova krvnoga tlaka radijalne arterije pomoću odgovarajućega pretvarača stavljenoga na mjesto gdje su pulsni valovi najjači. Kako bi se izmjerila PWV, arterijski pulsni valovi simultano se bilježe na dvije arterije, najčešće karotidnoj i radijalnoj. Određuje se udaljenost između dva mjesta na kojima se bilježe pulsni valovi te se izra- čunava vrijeme potrebno da pulsni val dođe od jedne do druge točke mjerenja. Što je PWV veća, veća je refleksija pulsnoga vala natrag k srcu što ukazuje na smanjenu elastičnost krvnih žila (110).
Određivanje debljine intima-medie karotidne arterije (eng. carotid intima-media thickness, cIMT)
Ovom metodom procjenjuje se debljina medije vaskularne stijenke karotidne arterije koja je prihvaćeni predskazivač kardijalnih incidenata u pacijenata koji imaju rani stadij ateroskleroze, kao i dobar prognostički čimbenik za razvoj restenoze u pacijenata koji su bili na perkutanoj koronarnoj intervenciji (111, 112). Studije su pokazale da su promjene cIMT-a posljedica smanjenja biodostupnosti NO-a kao i povišenja razine ET-1, koji s vremenom rezultiraju povećanom proizvodnjom upalnih citokina, slobodnih radikala, adhezijskih molekula i faktora zgrušavanja koji vode do proliferacije glatkoga mišićja stijenke krvne žile (113,114). cIMT se uobičajeno određuje na zajedničkoj karotidnoj arteriji, unutarnjoj karotidnoj arteriji i točkama bifurkacije (115), a svaka točka mjerenja ima slična svojstva za procjenu budućih kardiovaskularnih incidenata (116).
Određivanje vaskularne reaktivnosti u izoliranim aortalnim prstenovima
Ova se metoda provodi u sustavu tkivnih kupelji za izolirane organe (eng. Tissue Organ Bath System) omogu- ćujući proučavanje (pato)fizioloških odgovora izoliranih organa (krvne žile, mišić, segmenti crijeva, maternica itd.) na razne podražaje (aktivne tvari, lijekovi, električ- ni podražaji). Tkivo koje se promatra razapeto je između dna tkivne kupelji i pretvarača sile, koji odgovor organa (kontrakcija ili dilatacija) na podražaj prepoznaje i mjeri kao silu. Signal koji stvara pretvarač sile (eng. transducer) dalje se pojačava pojačivačem sile (eng. amplifier) te preko prijemnika pretvara iz analognoga u digitalni signal koji se očitava na zaslonu računala. Tkivne kupelji oponašaju sastav (elektroliti, kisik) i temperaturu (37 ºC) intaktnoga organizma te time omogućuju opstanak ciljanoga organa za vrijeme trajanja pokusa (i do više sati). Metoda je našla svoju primjenu u znanstveno-istraživač- kome radu, posebice u proučavanju funkcije krvožilnoga sustava, a vrlo često se kao modeli koriste eksperimentalne životinje. Primjenjuje se u proučavanju većih krvnih žila, primjerice aorte štakora (Slika 4.). Kombiniranjem različitih vazoaktivnih tvari (KCl, noradrenalin i acetilkolin) i blokatora specifičnih enzima, moguće je proučavati funkciju endotela i glatkih mišićnih stanica te razne vazodilatacijske i vazokonstriktorske mehanizme. Taj sustav karakterizira jednostavna i brza primjena, a osim primjene u znanstvenoistraživačkome radu, danas ima bitnu ulogu i u završnim fazama pretkliničkih ispitivanja novih farmakoloških pripravaka (117).
Procjena endotelne funkcije u pacijenata s rizikom od kardiovaskularnih bolesti važna je kako bi se otkrile vaskularne abnormalnosti te kako bi se pratio tijek intervencija i postupaka liječenja koji bi mogli poboljšati endotelnu funkciju i na taj način smanjiti rizik od kardiovaskularnih bolesti i incidenata. Endotel ima ključnu ulogu u vaskularnoj biologiji i zbog toga u budućnosti treba uzeti u obzir procjenu endotelne funkcije kao univerzalnu metodu za procjenu kardiovaskularnoga rizika te primarnu i sekundarnu prevenciju kardiovaskularnih incidenata.
ZAHVALA
Rad je izrađen u okviru projekta “Health Impulse” IPA prekogranične suradnje Mađarska – Hrvatska.
Bilginer Y, Ozaltin F, Basaran C, Duzova A, Besbas N, Topaloglu R i sur. 2008. EEvaluation of intima media thickness of the common and internal carotid arteries with inflammatory markers in familial Mediterranean fever as possible predictors for atherosclerosis. Rheumatol Int. , 28:: p. 1211-–6. , authors.
Corretti MC, Anderson TJ, Benjamin EJ, Celermajer D, Charbonneau F, Creager MA i sur. 2002. Guidelines for the ultrasound assessment of endothelial-dependent flow-mediated vasodilation of the brachial artery: a report of the International Brachial Artery Reactivity Task Force. J Am Coll Cardiol. , 39:: p. 257-–65. , authors.