OBRANA DOKTORSKE DISERTACIJE

1. OBRANA DOKTORSKE DISERTACIJE UTJECAJ KRONIČNE HEMODIJALIZE NA FUNKCIONALNE I MORFOLOŠKE POKAZATELJE ATEROSKLEROZE KOD UREMIČARA Vedran Kovačić Klinika za unutarnje bolesti Medicinskog fakulteta Sveučilišta u Splitu Mentor: prof.dr.sc. Dragan Ljutić Split, svibanj 2009.

2. Ateroskleroza = lezija velikih i srednjih arterija zbog intimalnog nakupljanja plakova sastavljenih od kolesterola, drugih lipida i makrofaga • Posljedica je postupno suženje žilnog lumena ateroskerotskim plakom • Lezija plaka dovodi do tromboze 3 stupnja • Zadebljanje intime (Intimal thickening) • Masne pruge • Fibrozni plak - iriverzibilno

3. PATOFIZIOLOGIJA: hipoteza odgovora na žilnu ozljedu: fizikalna ili kemijska truma, hiperlipidemija, hipertenzija, pušenja, dijabetes • Glavna lezija je aterosklerotski plak (aterom): nakupina lipida i veziva u intimi i mediji velikih i srednjih arterija Ateroskleoza počinje ozljedom ili upalom endotelnih stanica

4. ENDOTELNA DISFUNKCIJA Povećana propusnost endotela za lipoproteine: medijatori su NO, PDGF, AG-II, endotelin Povećanje leukocitnih adhezijskih molekula (L-selektin, integrini etc) Povećanje endotelnih ial adhezijskih molekula (E-selektin, P-selektin, ICAM-1, VCAM-1) nakupljanje leukocitau arterijki zid potpomognuto s oxLDL, MCP-1, IL-8, PDGF, M-CSF. Ross, NEJM; 1999

5. Kronično terminalno bubrežno zatajenje • PATOFIZIOLOGIJA: otrovanje uremičkim toksinima, vodom i elektrolitima. • Hipervolemija, hiperkalijemija, hiperfosfatemija, malnutricija, arterijska hipertenzija, metabolička acidoza, intolerancija glukoze, pad imuniteta sa sklonošću novotvorinama i infekcijama • bubrežna osteodistrofija • srčanožilne bolesti i ateroskleroza • hematološki poremećaji • poremećaji središnjeg i perifernoga • živčanoga sustava • poremećaji gastrointestinalnog sustava • kožni poremećaji Obrador GT,Postgrad Med 2002 Feb;111(2):115-22

6. Fizikalna načela hemodijalize • Difuzija:uremičkitoksini iz krvi iz područja veće koncentracije (krv) prelaze u područje manje koncentracije (dijalizna tekućina, odnosno dijalizat) • Ultrafiltracija:voda se pomiče iz krvi u dijalizat zbog negativnog hidrostatskog ili transmembranskog tlaka • Konvekcija:toksini se kreću zajedno s protokom vode

7. ATEROSKLEROZA I UREMIJA • Godine 1974. Linder i suradnici zapažaju iznimno visoki postotak srčanožilih zbivanja kod bolesnika na hemodijalizi (Seattle, SAD) • Tada se uvodi pojam akcelerantne ateroskleroze kod kronične bubrežne bolesti Lindner A, Charra B, Sherrard DJ, Scriber BM. Accelerated atherosclerosis in prolonged hemodialysis. New Engl J Med 1974; 290: 697-701.

8. ATEROSKLEROZA I UREMIJA • Aterosklerotska srčanožilna bolest najčešći je uzrok smrtnosti kod bolesnika koji se liječe kroničnom dijalizom (40-50%) • Kod bolesnika na dijalizi vjerojatnost kardiovaskularne smrti je 50% nakon 10 godina • kardiovaskularna smrt je 150 puta veća nego u općoj populaciji United States Renal Data System 1999. Annual Data Report. Part VI. Causes of death in ESRD. Am J Kidney Dis 1999;34:S87-94

9. ATEROSKLEROZA I UREMIJA • učestalost aterosklerotske srčanožilne bolesti kod uremičara teško je objasniti samo s višom prevalencijom tradicionalnih čimbenika rizika

10. TRADICIONALNI starija dob > 55g. za muškarce, i 65 g.za žene muški spol hipertenzija visok LDL kolesterol nizak HDL kolesterol šećerna bolest pušenje tjelesna neaktivnost menopauza Kardiovaskularna bolest u anamnezi Hipertrofija lijeve klijetke NETRADICIONALNI albuminurija povišen homocistein Poremećaji lipiproteina anemija Poremećaj metabolizma Ca/P hipervolesmija oksidacijski stres upala malnutricija povećana trombogenost povećana disfunkcija endotela Kardiovaskularni čimbenici rizika kod bubrežne bolesti

11. PATOGENEZA ATEROSKLEROZE KOD KRONIČNOG BUBREŽNOG ZATAJENJA I DIJALIZE • Hipertenzija • Advanced glycation end-products (AGEs) • Lipoproteini i apolipoproteiniApo AI i II su smanjene, a Apo C III povišene • Povišeni trigliceridi, LDL i oksidacijski stres • Hiperhomocisteinemija • Poremećaj metabolizma glukozeintolerancija glukoze (postreceptorski bloka u djelovanju inzulina) • Paratiroidni hormon (PTH) • Žilne kalcifikacije

12. Dušikov oksid (nitric oxide -NO) • Sintetizira se iz L-arginina u endotelnim stanicama uz pomoć NOS • U uremičara NO sinteza je smanjena jer je L-arginin sintetaza manje aktivna • Nakuplja se ADMA (asymmetric dimethyl-L-arginine): endogeni kompeticijski inhibitor NOS Vallance P, Leone A, Calver A, Collier J, Moncada S. Accumulation of an endogenous inhibitor of nitric oxide synthesis in chronic renal failure. Lancet 1992;339:572-5

13. UPALA I ATEROSKLEROZA U UREMIJI • CRPi IL-6 - biljezi sustavne upale kod uremičkih bolesnika • dokazi o povezanosti navedenih citokina s ateroklerozom, srčanožilnim kompilkacijama i smrtnošću u uremičkih bolesnka • malnutrition, inflammationand atherosclerosis (MIA syndrome): veza između malnutricije, povišene koncentracije CRP i ateroskleroze

14. METODE NEINVAZIVE PROCJENE RANE ATEROSKLEROZE

15. Intima-medija zadebljanje zajedničke karotidne arterijeengl. intima-media thickness (IMT) • Ultrazvučni prikaz distalnog dijela zajedničke karotidne arterije i mjerenje njenog IMT

17. Carotid artery intima-media thickness

18. Endotelna disfunkcija kao funkcionalni biljeg rane ateroskleroze • cirkulirajući biljezi (regulacijske bjelančevine endotelnog podrijetla) i mikroalbuminurija • Neinvazivna funkcionalna ispitivanja - visokorezolucijski UZ - promjene arterijskog promjera (engl.flow-mediated dilatation, FMD) • Dilatacijski odgovor nadlaktične arterije na reaktivnu hiperemiju

19. The genesis of FMD, in response to different changes in shear stress Moens, A. L. et al. Chest 2005;127:2254-2263

20. Brachial artery flow-mediated dilation

21. NEINVAZIVNA PROCJENA ATEROSKLEROZE KOD BOLESNKA KOJI SE LIJEČE KRONIČNOM HEMODIJALIZOM

22. Benedetto FA, Mallamaci F, Tripepi G, Zoccali C. Prognostic value of ultrasonographic measurement of carotid intima media thickness in dialysis patients. J Am Soc Nephrol 12: 2458–2464, 2001. Cox proportional hazards survival curves for cardiovascular mortality in the study cohort. Patients were divided in relationship to the tertiles of intima-media thickness. I tertile, 0.95 mm; II tertile0.95; III tertile, 1.10 mm).

23. IMT i HEMODIJALIZA Cijeli niz studija koje su pokazale da je karotidni IMT povezan s: • dobi, spolom, duljinom liječenja dijalizom, uzrocima zatajenja bubrega, nutricijskim parametrima, umnoškom kalcija i fosfora, LDL-kolesterolom, CRP, IL-6, krvnim tlakom, pušenjem i lipidnim parametrima, postojanjem šećerne bolesti, iPTH (engl. intact parathyroid hormone), hipertrofijom lijeve klijetke (LVH) te lipoproteinom (a), asimetričnim dimetilargininom (ADMA), serumskim troponinom (cTnI), β2 mikroglobulinom (β2M), feritinom, koncentracijom staničnih adhezijskih molekula (VCAM-1 i ICAM-1), količinom visceralnog masnog tkiva, oksidativnim stresom -tzv. AOPP (engl. advanced oxidation protein products), Chlamydia pneumoniae IgA protutijelima

24. Kraniak i sur. Factors involved in vascular calcification and atherosclerosis in maintenance haemodialysis patients. Nephrology Dialysis Transplantation 2007 22(2):515-521 • Correlation between intima–media thickness of the common carotid artery (CCA-IMT) and coronary artery calcification score (CACS) in the entire study population (R = 0.43, P < 0.0002

25. Baradaran, Nasri. CLOSE RELATIONSHIP OF CAROTID INTIMAE-MEDIATHICKNESS WITH LEFT VENTRICULAR HYPERTROPHY AND EJECTION FRACTION IN END-STAGE RENAL DISEASE PATIENTS UNDERGOING HEMODIALYSIS TREATMENT Pak J Med Sci 2004;20:371-6 • 61 patients undergoing regular hemodialysis treatment (50 non DM i 11 DM)

26. Papagianni i sur. Carotid atherosclerosis is associated with inflammation, malnutrition and intercellular adhesion molecule-1 in patients on continuous ambulatory peritoneal dialysis. Nephrol Dial Transplant (2004) 19: 1258-1263

27. Zoccali i sur. Asymmetric Dimethylarginine, C-Reactive Protein, and Carotid Intima-Media Thickness in End-Stage Renal Disease. Am Soc Nephrol 13:490-496, 2002

28. Kato i sur. Chlamydial infection and progression of carotid atherosclerosis in patients on regular haemodialysis. Nephrology Dialysis Transplantation 2004 19(10):2539-2546 • During 4 years, carotid artery IMT increased significantlyfrom 0.62±0.13 to 0.73±0.12 mm • IMTprogression was significantly and positively correlated withage, CRP; IL-6 • IMT increases were more prominent in patients positivefor IgA antibodies • . positive relation between age and carotid artery IMT progression

29. BUBREŽNO ZATAJENJE I ENDOTELNA DISFUNKCIJA (ED) • Značajni stupanj ED dokazan je kod bolesnika koji se liječe hemodijalizom • Nakupljanje endogenih inhibitora NO sintetaze (NOS), poput ADMA ili pak povećana inaktivacija NO kisikovim radikalima (ROS)

30. HEMODIJALIZA I ED • tijekom postupka hemodijalize dolazi do povećane • proizvodnje NO (odstranjenje inhibitora NOS) • “postupak hemodijalize poboljšava o endotelu ovisnu • vazodilalataciju” (Cross i sur.) • tijekom postupka hemodijalize dolazi do aktivacije leukocita i trombocita, te oksidacije lipida tijekom izvantjelesnog protoka krvi (bioinkopatibilni dijalizatori)

31. Cross i sur. Dialysis improves endothelial function in humans. Nephrol Dial Transplant (2001) 16: 1823-1829 Short-term reduction of circulating inhibitors of endothelial function by haemodialysis is associated with increased flow-mediated dilatation

32. Kosch i sur. Dialysis filter type determines the acute effect of haemodialysis on endothelial function and oxidative stress. Nephrol Dial Transplant (2003) 18: 1370-1375 • Relative flow-mediated vasodilatation (FMD) of the brachial artery in 12 patients before and after haemodialysis with a polysulphone and a cuprophane membrane dialyser

33. Miyazaki i sur. Vitamin E–Coated DialyzerHemodialysis Impairs Endothelial Function via Oxidative Stress : Effects ofVitamin E–Coated DialyzerCirculation 2000;101;1002-1006 Plasma levels of oxLDL were inversely correlated with magnitudes of flow-mediated vasodilation

34. PROBLEMATIKA ISTRAŽIVANJA • većina istraživača smatra kako je uremički bolesnik do dolaska na dijalizu već razvio određen klinički stupanj ateroskleroze (poglavito zbog dugog trajanja kronične bubrežne bolesti), te kako dijaliza sama po sebi nema utjecaja na stupanj ili progresiju ateroskleroze • UTJECAJ SAMOG POSTUPKA HEMODIJALIZE NA RANE BILJEGE ATEROSKLEROZE GOTOVO JE POTPUNO ZANEMAREN !

35. PROBLEMATIKA ISTRAŽIVANJA • Ne zna se kako doza dijalize (Kt/V) djeluje na karotidni IMT • Utjecaj postupka hemodijalize na funkciju endotela promatran je do sada samo kvalitativno kroz svijetlo akutnih promjena neposredno nakon postupka hemodijalize,

36. PROBLEMATIKA ISTRAŽIVANJA • nije istraživan ni utjecaj ultrafiltracije i heparinizacije u dijalizi na karotidni IMT i brahijalni FMD • Također ni drugi važni aspekti liječenja takvih bolesnika, poput upotrebe epoetina i lijekova koji djeluju na srčanožilni sustav nisu istraživani u odnosu na na karotidni IMT i brahijalni FMD

37. PROBLEMATIKA ISTRAŽIVANJA • utjecaj SAA (serumskog A amiloida), serumskog ceruloplazmina, serumske koncentracije ACE i pokazatelja oksidacijkog stresa na aterosklerotske pokazatelje do sada, također, nisu proučavani u bolesnika na hemodijalizi

38. HIPOTEZA • Postoji povezanost između hemodijalize: • morfoloških pokazatelja ateroskleroze (karotidnog IMT) • funkcionalnog stanja endotela mjerenog kao brahijalni FMD • progresije ateroskleroze izražene kao promjena karotidnog IMT • Karotidni IMT i brahijalni FMD u bolesnika na kroničnoj hemodijalizi su međusobno povezani • Količina epoetina u liječenju bubrežne anemije je povezana s karotidnim IMT, progresijom IMT te brahijalnim FMD, neovisno o razini hemoglobina • Karotidni IMT i brahijalni FMD su manji u onih ispitanika koji uzimaju ACEI ili ARB, blokatore kalcijskih kanala i statine • Serumske koncentracije SAA, ceruloplazmina, ACE, te produkti lipidne peroksidacijesu povezani s karotidnim IMT, promjenom IMT i brahijalnim FMD

39. ISTRAŽIVANJE • CILJ: povezanost IMT/FMD s kliničkim aspektima kronične hemodijalize • Prospektivno/presječno istraživanje • Uzorci krvi na početku istraživanja i to prije srednje tjedne HD • ostalo iz dostupne baze podataka za razdoblje unatrag tri mjeseca od početka istraživanja.

40. Ultrasonografska mjerenja određivana prije druge tjedne hemodijalize Mjerenje IMT: obje zajedničke karotidne arterije u svom distalnom segmentu 0.5, 1 i 2 cm ispod bifurkacije na mjestima bez vidljivih plakova. Izračunata je srednja vrijednost svih 6 mjerenja (IMTaver), a također je zabilježen i maksimalni IMT (IMTmax). Dodatna vrijednost karotidnog IMT određena je 15 mjeseci nakon prvog mjerenja.

41. Zajednička karotidna arterija (I) s bulbusom (O) Za IMT je smatrana udaljenost između ehogenih crta ruba lumen-intima i ruba medija-adventicija, i mjerena je u fazi dijastole. Dijastola se određivala prema EKG na ekranu.

42. Mjerenja brahijalnog FMD • vizualizirana u B modu nekoliko cm proksimalno od lakatne jame, a kod najboljeg položaja sonde dobivena slika je uvećana i izoštrena • odredio se promjer arterije sukladan s R valom na EKG-u • Promjer arterije izračunat je kao srednja vrijednost tijekom 4 srčana ciklusa. Potom se bez pomicanja sonde naglo napuhala manšeta tlakomjera oko 100 mmHg iznad sistoličkog tlaka i tako ostavila 5 minuta, potom se nakon 1., 2., 3. i 4. minute ponovno odredio promjer arterije na isti način kao i u mirovanju

43. IspitaniciU istraživanje su uključeni svi bolesnici Centra za dijalizu KBC Split koji se liječe kroničnom hemodijalizom U istraživanje su ušli svi oni bolesnici Centra za dijalizu KB Split koji su ispunjavali slijedeće kriterije: • liječe se kroničnom hemodijalizom dulje od dvije godine. • dijaliziraju se 3 puta tjedno. • imaju nativnu AV fistulu kao krvožilni pristup za hemodijalizu. • stabilni su bolesnici koji dobro podnose postupak hemodijalize i ne zahtijevaju posebne intervencije osoblja tijekom dijalize Iz istraživanja su isključeni oni bolesnici koji: • nemaju nativnu AV fistulu kao krvožilni pristup, kao i oni bolesnici s funkcionalnim ili nefunkcionalnim AV fistulama na obje ruke. • su imali manifestnu srčanožilnu bolest (srčani infarkt, moždani udar, srčano zatajenje, bolesti perifernih arterija). • imaju stanje koje može dovesti do upalnog odgovora, poput malignoma, akutne ili kronične infekcije (npr. hepatitis), hospitalizacije zbog akutne bolesti ili operacije (u razdoblju od 2 mjeseca prije početka istraživanja do kraja istraživanja). • uzimaju citostatike, kortikosteroide, imunosupresive, antihistaminike. • tijekom istraživanja su transfudirani.

44. Ispitanici • Nakon početnog probira, ukupno je u istraživanje ušlo 52 bolesnika, • 19 žena (36,5%), te 33 muškarca (63,5%) • srednje dobi 60,8815,49 godina (raspon 30 do 85 godina) • Na kroničnoj hemodijalizi 5,653,29 godina (raspon 2 do 15 godina) • Tijekom 15-mjesečnog praćenja iz istraživanja je isključeno 10 ispitanika, od toga 4 zbog smrtnog ishoda, 4 je tijekom praćenja transplantirano, 1 zbog zatajenja AV fistule i implantacije centralnog venskog katetera

45. Statistika • podaci prikazani kao aritmetička sredina ± standardna devijacija. Normalnost raspodjele - Shapiro-Willkovim W test. • Za testiranje razlika u IMT i FMD između dvaju skupina ispitanika (spol, lijekovi za blokadu angiotenzina, šećerna bolest) - Studentov t test za neovisne uzorke. • Za određivanje povezanosti među varijablama - test značajnosti Pearsonovog koeficijenta korelacije uz prikaz podataka jednadžbom i grafom linearne regresije • One varijable koje su univarijatnom modelu pokažu značajnu povezanost s IMT i/ili FMD, - model višestruke (multiple) regresije (ulazni model) • Vrijednost p < 0.05 smatrat će se statistički značajnom.

46. REZULTATI

47. Histogrami distribucije varijabli IMTaver i delta_IMT delta_IMT IMTaver

48. Kretanje vrijednosti brahijalnog FMD tijekom 4 minute praćenja nakon otpuštanja manšete tlakomjera kod svih ispitanika ANOVA F=34,99 p<0,001

49. Razlika između početne i zadnje srednje vrijednosti intima-medija debljine; p<0,001 1,030,17 mm 0,930,17 mm Prikazani su aritmetička sredina, standardne devijacije, te minimumi i maksimumi.

50. Povezanost između dobi i srednje vrijednosti početnog karotidnog IMT (IMTaver), r=0,595, p<0,001 y=0,006x+0,536