Pobierz bezpłatnie artykuł w formie PDF

Rafał Rudko, Tadeusz Przewłocki, Anna Kabłak-Ziembicka,
Wiesława Tracz
PRACA ORYGINALNA
Klinika Chorób Serca i Naczyń Instytutu Kardiologii Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie
Sztywność tętnic u chorych na cukrzycę typu 2
Arterial stiffness in type 2 diabetes mellitus patients
Abstract
Background. Pulse wave which is reflected from arterial
branches and high-resistance arterioles arrive at ascending aorta and augment its pressure amplitude. It’s velocity
reflects arterial stiffness and determines the point of central pressure amplitude augmentation. Augmentation index (AIx) is a measurement that quantifies central blood
pressure amplification and thus enables assessment of
arterial tree stiffness. Type 2 diabetic patients have increased arterial stiffness. The study aimed to investigate
the effect of glycemic control on AIx in type 2 diabetes
mellitus patients.
Material and methods. A total of 52 subjects with type 2
diabetes mellitus (31 men and 21 women) aged 62 ±
± 10.2 years, were enrolled into the study. Central blood
pressure waveforms were obtained invasively from ascending aorta during diagnostic cardiac catheterization
due to suspicion of coronary artery disease. Glycemic
control was estimated on the basis of the level of glycated
Wstęp
Wzrost sztywności naczyń tętniczych jest naturalnym
procesem starzenia się układu krwionośnego. U osoby
młodej fala tętna powstająca podczas wyrzutu krwi z lewej
komory do aorty wstępującej przemieszcza się wzdłuż naczyń tętniczych, dopóki nie dotrze do rozgałęzień tętniczych i tętniczek oporowych. Wtedy następuje jej odbicie
i stosunkowo wolne przemieszczenie się w stronę serca,
co powoduje wzmocnienie ciśnienia w aorcie wstępującej
w okresie rozkurczu. Ma to korzystny wpływ, ponieważ
zwiększa się ciśnienie perfuzji naczyń wieńcowych. Nato-
Adres do korespondencji: lek. Rafał Rudko
Klinika Chorób Serca i Naczyń IK CMUJ
ul. Prądnicka 80, 31–202 Kraków
tel. +48 (12) 614 33 79, faks +48 (12) 423 43 76
e-mail: [email protected]
Diabetologia Doświadczalna i Kliniczna 2005, 5, 5, 386–389
Copyright © 2005 Via Medica, ISSN 1643–3165
386
hemoglobin (HbA1c). Augmentation index was calculated
according to the formula AIx = (±) DP/PP ¥ 100%, where
DP is the difference between late and early systolic pressure peak, PP is the difference between systolic and diastolic pressure. AIx takes positive values when early
systolic pressure peak is smaller than late one, and
negative values when early systolic pressure peak
exceeds the late one. Statistical analysis of correlation
between AIx and HbA1c was performed.
Results. In type 2 diabetes mellitus patients correlation
between AIx (mean 8.94% ± 19.45%) and HbA1c (mean
7.06% ± 1.41%) was statistically significant (p = 0.002,
r = 0.41).
Conclusions. These preliminary data suggest that extent of glycemic control in type 2 diabetic patients affects
arterial stiffness.
key words: diabetes, arterial stiffness, glycemic
control
miast zwiększenie sztywności naczyń tętniczych u osoby
starszej powoduje szybsze przemieszczanie się odbitej fali
tętna i wzmocnienie ciśnienia w aorcie wstępującej we
wcześniejszej fazie, czyli w okresie skurczu lewej komory.
W efekcie dochodzi do dodatkowego, niekorzystnego obciążenia lewej komory i do jej przerostu.
Zaburzenia struktury i funkcji naczyń krwionośnych
u chorych na cukrzycę typu 2 stanowią główną przyczynę
zwiększonej zachorowalności i śmiertelności wśród tych
pacjentów [1–4]. Wykazano, że upośledzenie elastyczności naczyń tętniczych odgrywa istotną rolę w rozwoju powikłań związanych z makroangiopatią cukrzycową [5, 6].
Stwierdzono także, że chorzy na cukrzycę typu 2 charakteryzują się istotnie zwiększoną sztywnością naczyń tętniczych [7, 8].
Celem pracy była ocena zależności między stopniem
kontroli glikemii a sztywnością naczyń tętniczych wyrażoną
w postaci wskaźnika wzmocnienia fali ciśnienia u chorych
na cukrzycę typu 2.
www.ddk.viamedica.pl
Rafał Rudko i wsp. Sztywność tętnic a cukrzyca typu 2
Tabela 1. Charakterystyka badanej grupy
Table 1. Patients characteristics
Materiał i metody
Badaniem objęto 52 chorych na cukrzycę typu 2 (31
mężczyzn i 21 kobiet) w wieku 46–78 lat (śr. 62 ± 10,2
roku) przyjętych do szpitala z powodu podejrzenia choroby niedokrwiennej serca. U wszystkich pacjentów oceniano stopień kontroli glikemii na podstawie pomiaru stężenia hemoglobiny glikowanej (HbA1c). W tym celu pobierano 5 ml krwi żylnej na czczo. Badanie wykonywano
metodą chromatografii wysokociśnieniowej aparatem Variant firmy Bio-Rad. U wszystkich chorych przeprowadzono badanie angiograficznie tętnic wieńcowych za pomocą
koroskopu (Quantcor, Siemens) przez nakłucie tętnicy
udowej metodą Seldingera. Sztywność naczyń tętniczych
oceniano, wykorzystując wskaźnik wzmocnienia (AIx, augmentation index), który obliczano na podstawie wykresów fali ciśnienia tętniczego rejestrowanych metodą inwazyjną. Wykresy ciśnień z aorty wstępującej uzyskano
podczas inwazyjnych badań diagnostycznych za pomocą
cewnika diagnostycznego pig-tail, umieszczonego około
3 cm powyżej zastawki aortalnej. Zapisy rejestrowano na
papierze milimetrowym przy użyciu aparatu Cathcor firmy Siemens, przy przesuwie papieru 25 mm/s. Wskaźnik
wzmocnienia obliczono ze wzoru:
AIx = (±) DP/PP × 100%
gdzie DP oznaczało różnicę między późnym a wczesnym
szczytem ciśnienia fali tętna, a PP — różnicę między ciśnieniem skurczowym a rozkurczowym.
Wskaźnik wzmocnienia przyjmuje wartości dodatnie,
gdy wczesny szczyt ciśnienia fali tętna jest mniejszy niż
szczyt późny, a wartości ujemne, gdy wczesny szczyt
ciśnienia fali tętna przewyższa szczyt późny (ryc. 1).
Badano korelację między wartością AIx a stężeniem
HbA1c. Do analizy tej zależności użyto testu korelacji
Spearmana dla zmiennych parametrycznych oraz testu
jednoczynnikowego ANOVA. Obliczenia statystyczne
n
Wiek (lata)
52
62 ± 10,2 (48–86)
Mężczyźni
43 (83%)
Dyslipidemia
47 (90%)
Nadciśnienie tętnicze
41 (79%)
Choroba wieńcowa
48 (92%)
Otyłość (BMI ≥ 30 kg/m2)
9 (17%)
Palenie tytoniu
15 (28%)
wykonano za pomocą programu Statistica 5.0 PL. Za
istotną statystycznie uznano wartość p < 0,05.
Wyniki
Charakterystykę badanej grupy przedstawiono w tabeli 1. U większości chorych stwierdzono nadciśnienie
tętnicze, zaburzenia gospodarki lipidowej oraz istotne
zmiany miażdżycowe w tętnicach wieńcowych. Czas trwania cukrzycy wynosił od 6 miesięcy do 13 lat (śr. 6,6 ±
± 3,8 roku). Wśród badanych 10 pacjentów leczono za
pomocą diety, 28 zażywało leki doustne, 9 stosowało
insulinę, a 5 zarówno leki doustne, jak i insulinę. Średnie
wartości HbA1c wynosiły 7,06 ± 1,41% (zakres: 5,1–10%).
Stężenie HbA1c większe lub równe 6,5% stwierdzono u 24
badanych, a powyżej 6,5% u 28 chorych. Średnie wartości AIx wyniosły 8,94 ± 19,45% (zakres: –35,22–38,65%).
U badanych pacjentów stwierdzono istotną statystycznie korelację między AIx a stężeniem HbA1c (p = 0,002;
r = 0,41; ryc. 2). Średnia wartość AIx zwiększała się proporcjonalnie do stężenia HbA1c i różniła się w sposób istotny statystycznie w poszczególnych grupach (p = 0,0095;
ryc. 3). Analizując możliwości wpływu różnych czynni-
Rycina 1. Zasada obliczania wskaźnika wzmocnienia ciśnienia w aorcie wstępującej. P1 — wczesny szczyt ciśnienia fali tętna;
P2 — późny szczyt ciśnienia fali tętna; DP — różnica pomiędzy P2 a P1; PP — różnica pomiędzy maksymalnym ciśnieniem skurczowym
a ciśnieniem rozkurczowym; (+) — wartość dodatnia, gdy P1 < P2; (–) — wartość ujemna, gdy P1 > P2
Figure 1. Calculation of augmentation index in ascending aorta
www.ddk.viamedica.pl
387
Diabetologia Doświadczalna i Kliniczna rok 2005, tom 5, nr 5
Rycina 2. Wykres korelacji między wskaźnikiem wzmocnienia (AIx) a stężeniem hemoglobiny glikowanej (HbA1c)
Figure 2. Correlation between augmentation index (AIx) and the level of glycated hemoglobin (HbA1c)
Rycina 3. Rozkład wartości wskaźnika wzmocnienia (AIx) w zależności od stopnia kontroli glikemii
Figure 3. Distribution of augmentation index (AIx) depending on the degree of glycemic control
ków na sztywność naczyń, stwierdzono znamienną korelację (p < 0,001; r = 0,511) między AIx a wiekiem. Natomiast nie wykazano istotnej zależności między AIx a stężeniami insuliny i glukozy na czczo (p = 0,12 i p = 0,23).
Dyskusja
Chociaż miażdżyca naczyń tętniczych pozostaje
główną przyczyną zwiększonej zachorowalności i śmiertelności z przyczyn sercowo-naczyniowych, arterioskleroza (czyli usztywnienie naczyń tętniczych) również niekorzystnie wpływa na układ krążenia.
Zmiany strukturalne naczyń tętniczych powodują
utratę ich właściwości elastycznych, przez co odbite fale
tętna zwiększają ciśnienie w aorcie w okresie skurczu
388
zamiast w czasie rozkurczu. W wyniku tego dochodzi
do wzrostu ciśnienia skurczowego, co powoduje zwiększenie obciążenia lewej komory oraz upośledzenie przepływu wieńcowego w rozkurczu.
Niekorzystne zmiany w budowie tętnic (prowadzące
do ich usztywnienia) zwiększają się wraz z wiekiem.
W ścianie naczyń dochodzi wtedy do stopniowego gromadzenia się komórek mięśni gładkich i otaczającej je
tkanki łącznej oraz degradacji elastyny oraz zwiększenia
ilości włókien kolagenowych. Podobnie u osób chorych
na nadciśnienie tętnicze obserwuje się pogrubienie
i usztywnienie naczyń tętniczych w wyniku proliferacji
komórek śródbłonka oraz mięśni gładkich, a także gromadzenia białek w przestrzeni zewnątrzkomórkowej.
U chorych na cukrzycę typu 2 stwierdzono, że czynniki ryzyka chorób układu krążenia, takie jak wiek, hiper-
www.ddk.viamedica.pl
Rafał Rudko i wsp. Sztywność tętnic a cukrzyca typu 2
cholesterolemia, nadciśnienie skurczowe i palenie tytoniu, korelują ze stopniem upośledzenia właściwości elastycznych naczyń tętniczych [9]. Do czynników nasilających to zjawisko należą występujące w cukrzycy podwyższone stężenie insuliny oraz zwiększona glikemia na
czczo [10].
Stężenie HbA1c odzwierciedla stopień kontroli glikemii w ciągu ostatnich 2–3 miesięcy. Wyniki niniejszego
badania sugerują, że stopień wyrównania glikemii już
w tak krótkim czasie może wpływać na sztywność naczyń tętniczych.
Wysoki poziom glikemii może zwiększać nieenzymatyczną glikację białek (w tym kolagenu) i modyfikować
właściwości elastyczne naczyń tętniczych u chorych na
cukrzycę typu 2 [11]. W piśmiennictwie istnieją dowody
wskazujące, że sztywność naczyń może zmieniać się
w krótkim okresie — na przykład po podaniu insuliny
[12]. Sugerowałoby to, że aktualne stężenie glukozy
i jego zmiany mogą bezpośrednio wpływać na hemodynamiczne obciążenie układu sercowo-naczyniowego.
Z kolei Fukui i wsp. [8] nie potwierdzili istotnej zależności
między stężeniem HbA1c a wartością centralnego ciśnienia tętniczego, zaś Schram i wsp. [12] wykazali zależność między sztywnością naczyń a stężeniem końcowych produktów glikacji — nie dotyczyło to jednak
HbA1c. Te rozbieżne dane wskazują, że problem ten jest
bardziej złożony i wymaga dalszych badań.
Wnioski
Wstępne wyniki badania sugerują, że sztywność naczyń tętniczych koreluje ze stopniem kontroli glikemii
i z wiekiem chorych na cukrzycę typu 2.
Streszczenie
Wstęp. Fala tętna odbita od rozgałęzień tętniczych i tętniczek oporowych wraca do aorty wstępującej i wzmacnia jej
amplitudę tętna. Szybkość, z jaką się ona przemieszcza,
zależy od sztywności naczyń tętniczych i decyduje o fazie,
w której następuje wzmocnienie amplitudy tętna w aorcie.
Wskaźnik wzmocnienia (AIx) jest parametrem stosowanym
do obliczenia tego wzmocnienia oraz oceny sztywności naczyń tętniczych. U chorych na cukrzycę typu 2 dochodzi do
wzrostu sztywności naczyń. Celem tego badania było ustalenie wpływu kontroli glikemii na AIx u chorych na cukrzycę
typu 2.
Materiał i metody. Do badania włączono 52 chorych na
cukrzycę typu 2 (31 mężczyzn i 21 kobiet) w wieku 62 ±
± 10,2 roku. Wykresy tętna z aorty wstępującej uzyskano
podczas inwazyjnych badań diagnostycznych wykonanych
z powodu podejrzenia choroby niedokrwiennej serca. Stopień kontroli glikemii określono na podstawie stężenia hemoglobiny glikowanej (HbA1c), natomiast AIx obliczono za
pomocą wzoru: AIx = (±) DP/PP × 100%, gdzie DP oznaczało różnicę między późnym a wczesnym szczytem ciśnienia fali tętna, a PP — różnicę między ciśnieniem skurczowym a rozkurczowym. Wskaźnik wzmocnienia przyjmuje
wartości dodatnie, gdy wczesny szczyt ciśnienia fali tętna
jest mniejszy niż późny szczyt, a wartości ujemne, gdy
wczesny szczyt ciśnienia fali tętna przewyższa późny szczyt.
Przeprowadzono statystyczną analizę korelacji między AIx
i stężeniem HbA1c.
Wyniki. U chorych na cukrzycę typu 2 stwierdzono istotną
statystycznie korelację (p = 0,002; r = 0,41) między AIx
(8,94% ± 19,45%) a stężeniem HbA1c (7,06% ± 1,41%).
Wnioski. Wstępne wyniki badania sugerują, że stopień kontroli glikemii u chorych na cukrzycę typu 2 wpływa na sztywność tętnic.
słowa kluczowe: cukrzyca, sztywność naczyń, kontrola
glikemii
Piśmiennictwo
1.
Schernthaner G. Cardiovascular mortality and morbidity in
type 2 diabetes mellitus. Diab. Res. Clin. Pract. 1996; 31:
S3–S13.
2. Janka H.U. Increased cardiovascular morbidity and mortality in diabetes mellitus: identification of the high risk patient.
Diab. Res. Clin. Pract. 1996; 30: S85–S88.
3. Laakso M. Epidemiology of macrovascular disease in diabetes. Diabetes Rev. 1997; 5: 294–315.
4. Haffner S.M., Lehto S., Ronnemaa T., Pyorala K., Laakso M.
Mortality from coronary heart disease in subjects with type 2
diabetes and in nondiabetic subjects with and without prior
myocardial infarction. N. Engl. J. Med. 1998; 339: 229–234.
5. St. John S.M. Aortic stiffness: a predictor of acute coronary
events? Eur. Heart J. 2000; 21: 342–344.
6. Brooks B.A., Molyneaux L.M., Yue D.K. Augmentation of central arterial pressure in type 2 diabetes. Diabetic Medicine
2001; 18: 374–380.
7. Schram M., Ronald H., van Dijk R., Kostense P., Dekker J.,
Nijpels G. Increased central artery stiffness in impaired glucose metabolism and type 2 diabetes. The Hoorn Study.
Hypertension 2004; 43: 176–181.
8. Fukui M., Kitagawa Y., Naoto N. i wsp. Augmentation of central arterial pressure as a marker of atherosclerosis in patients with type 2 diabetes. Diabetes Res. Clin. Pract. 2003;
59: 153–161.
9. Salomaa V., Riley W., Kark J.D., Nardo C., Folsom A.R. Non-insulin dependent diabetes mellitus and fasting glucose and
insulin concentrations are associated with arterial stiffness
indexes: the Atherosclerosis Risk in Communities Study. Circulation 1995; 91: 1432–1443.
10. Airaksinen K.E., Salmela P.I., Linnaluoto M.K., Ikaheimo M.J.,
Ahola K., Ryhanen L.J. Diminished arterial elasticity in diabetes: association with fluorescent advanced glycosylation end
products in collagen. Cardiovasc. Res. 1993; 27: 942–945.
11. Westerbacka J., Uosukainen A., Makimattila S., Schlenzka A.,
Yki-Jarvinen H. Insulin-induced decrease in large artery stiffness is impaired in uncomplicated type 1 diabetes mellitus.
Hypertension 2000; 35: 1043–1048.
12. Schram M.T., Chaturvedi N., Fuller J.H., Stehouwer C.D. EURODIAB Prospective Complications Study Group. Pulse pressure is associated with age and cardiovascular disease in
type 1 diabetes: the Eurodiab Prospective Complications
Study. J. Hypertens. 2003; 21: 2005–2007.
www.ddk.viamedica.pl
389