Эндотелиальная скорость сдвига и сосудистая жесткость на локальном и регионарном уровнях у пациентов на разных стадиях атерогенеза

Введение. Эндотелиоцит подвергается ряду биомеханических воздействий со стороны потока крови и средней оболочки сосуда. Доказанными являются кооперативные эффекты сосудистой жесткости и эндотелиального напряжения сдвига на структуру и функцию эндотелия. Однако, взаимосвязи напряжения сдвига и артериальной жесткости остаются недостаточно изученными. Цель исследования заключалась в оценке взаимосвязи эндотелиальной скорости сдвига, локальной и регионарной сосудистой жесткости у пациентов, находящихся на различных стадиях развития атеросклероза. Материал и методы исследования. В исследование включены 60 пациентов, 33 мужчины и 27 женщин. Средний возраст пациентов составлял 54,8±11,7 лет. Регионарную артериальную жесткость оценивали методом определения скорости распространения пульсовой волны по артериям эластического и мышечного типов. В качестве показателей локальной жесткости сонных артерий оценивали растяжимость, модуль эластичности Петерсона, модуль эластичности Юнга, индекс жесткости β, деформацию общей сонной артерии. Определяли эндотелиальную скорость сдвига на участке сонной артерии. Результаты исследования. Средние значения каротидной эндотелиальной скорости сдвига составляли 433±127 с^-1. Снижение эндотелиальной скорости сдвига в сонных артериях ассоциировалось с увеличением модуля эластичности Петерсона (г = -0,289; p = 0,025) и индекса жесткости в (г = -0,280; p = 0,037), а кроме того - с уменьшением растяжимости сосудистой стенки (г = 0,288; p = 0,026) и ее деформации (г = 0,296; p = 0,024). При оценке взаимосвязей эндотелиальной скорости сдвига с регионарной сосудистой жесткостью установлены слабые статистически достоверные отрицательные корреляционные связи скорости сдвига с СПВкф (r = -0,367; p = 0,014). Выводы. У пациентов, представляющих все стадии развития атеросклероза, снижение эндотелиальной скорости сдвига на участке сонной артерии ассоциировалось с увеличением модуля эластичности Петерсона, индекса жесткости β, уменьшением растяжимости и деформации сонной артерии, а также с увеличением аортальной жесткости.

скорость сдвига, сосудистая жесткость, атеросклероз, скорость распространения пульсовой волны, shear rate, vascular stiffness, atherosclerosis, pulse wave velocity

1. Антонова Л.В., Севостьянова В.В., Сейфалиан А.М. и др. Сравнительное тестирование in vitro биодеградируемых сосудистых имплантов для оценки перспективы использования в тканевой инженерии // Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2015. № 4. С. 34-41.

2. Генкель В.В., Салашенко А.О., Алексеева О.А. и др. Показатели эндотелиальной скорости сдвига у больных с атеросклеротическим поражением артерий каротидного бассейна // Атеросклероз и дислипидемии. 2016. № 2. С. 58-65.

3. Anssari-Benam A., Korakianitis T. Atherosclerotic plaques: is endothelial shear stress the only factor? // Med Hypotheses. 2013. Vol. 81. № 2. P. 235-239.

4. Bonetti P.O., Lerman L.O., Lerman A. Endothelial dysfunction - a marker of atherosclerotic risk // Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2003. № 23. P. 168-175.

5. Brown A.J., Teng Z., Evans P.C. et al. Role of biomechanical forces in the natural history of coronary atherosclerosis // Nat Rev Cardiol. 2016. Vol. 13. № 4. P 210-220.

6. Chatzizisis Y.S., Coskun A.U., Jonas M. et al. Role of endothelial shear stress in the natural history of coronary atherosclerosis and vascular remodeling: molecular, cellular, and vascular behavior // J Am Coll Cardiol. 2007. Vol. 26. № 49(25). P. 2379-2393.

7. Duivenvoorden R., Vanbavel E., de Groot E. et al. Endothelial Shear Stress A Critical Determinant of Arterial Remodeling and Arterial Stiffness in Humans-A Carotid 3.0-T MRI Study // Circ Cardiovasc Imaging. 2010. Vol. 3. № 5. P. 578-585.

8. Gijsen F, van der Giessen A., van der Steen A. et al. Shear stress and advanced atherosclerosis in human coronary arteries // J Biomech. 2013. Vol. 18. № 46(2). P. 240-247.

9. Glagov S., Weisenberg E., Zarins C.K. et al. Compensatory enlargement of human atherosclerotic coronary arteries // N Engl J Med. 1987. Vol. 316. P. 1371-1375.

10. Harrison D.G., Widder J., Grumbach I. et al. Endothelial mechanotransduction, nitric oxide and vascular inflammation // J Intern Med. 2006. Vol. 259. P. 351-363.

11. He F., Hua L., Gao L. A Computational Model for Biomechanical Effects of Arterial Compliance Mismatch // Applied Bionics and Biomechanics. 2015. Vol. 2015. Article ID 213236. 6 p. (doi 10.1155/2015/213236).

12. Kohn J.C., Zhou D.W., Bordeleau F. et al. Cooperative effects of matrix stiffness andfluid shear stress on endothelial cell behavior // Biophys J. 2015. Vol. 3. № 108(3). P. 471-478.

13. Laurent S., Cockcroft J., Van Bortel L. et al. European Network for Non-invasive Investigation of Large Arteries. Expert consensus document on arterial stiffness: methodological issues and clinical applications // Eur Heart J. 2006. Vol. 27. № 21. P. 2588-2605.

14. Lehoux S., Tedgui A. Signal transduction of mechanical stresses in the vascular wall // Hypertension. 1998. № 32. P. 338-345.

15. Li Y.S., Haga J.H., Chien S. Molecular basis of the effects of shear stress on vascular endothelial cells // J Biomech. 2005. № 38. P. 1949-1971.

16. Li S., Kim M., Shyy J.Y. Fluid shear stress activation of focal adhesion kinase. Linking to mitogen-activated protein kinases // J. Biol. Chem. 1997. Vol. 272. P. 30455-30462.

17. Rajzer M.W., Klocek M., Wojciechowska W. Relationship between, blood viscosity, shear stress and arterial stiffness in patients with arterial hypertension // Artery Research. 2007. Vol. 1, № 2, P. 65.

18. Schafer M., Kheyfets V.O., Schroeder J.D. et al. Main pulmonary arterial wall shear stress correlates with invasive hemodynamics and stiffness in pulmonary hypertension // Pulmonary Circulation. 2016. Vol. 6. № 1. P. 37-45.

19. Widlansky M.E., Gokce N., Keaney J.F. et al. The clinical implications of endothelial dysfunction // J Am Coll Cardiol. 2003. № 42. P. 1149-1160.

20. Widlansky M.E. Shear stress and flow-mediated dilation: all shear responses are not created equally // Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2009. № 296. P. 31-32.