Показатели эндотелиальной скорости сдвига в сонной артерии как маркер системного атеросклероза и сердечнососудистых заболеваний, обусловленных атеросклерозом

Цель исследования. Оценить возможность использования cкорости сдвига на эндотелии (ССЭ) сонной артерии в качестве маркера системного атеросклероза и атеросклеротических сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ).

Материалы и методы. В исследование включили 200 пациентов с различным риском развития ССЗ, из которых 142 пациента имели одно или более атеросклеротических ССЗ. Всем пациентам проводили ультразвуковое сканирование сонных артерий (СА) и артерий нижних конечностей с измерением лодыжечно-плечевого индекса. Каротидную ССЭ определяли при ультразвуковом сканировании СА в соответствии с законом Хагена–Пуазейля.

Результаты. ССЭ в исследуемой когорте пациентов составляла 434±139 с–1. По результатам ROC-анализа было установлено, что ССЭ ниже порогового значения 300 с–1 позволяла прогнозировать у пациента атеросклеротическое ССЗ с чувствительностью 97,1 % и специфичностью 84,6 %. ЭСС менее 300 с–1 ассоциировалась с увеличением относительного риска (ОР) наличия у пациента атеросклеротических ССЗ в 11,2 раза (при 95 % доверительном интервале от 1,26 до 99,3; p=0,03) с поправкой на такие факторы, как пол, возраст, курение, ожирение, артериальная гипертензия, скорость клубочковой фильтрации, уровень холестерина липопротеинов низкой плотности, высокочувствительного С-реактивного белка, толщина интимы–медии общей сонной артерии. Модель, включающая каротидную ССЭ, а также такие факторы, как сахарный диабет 2го типа, ожирение, пол, возраст пациента и скорость клубочковой фильтрации, позволяют диагностировать сочетанное атеросклеротическое поражение периферических артерий с чувствительностью 73,1 % и специфичностью 90,3 %.

Заключение. Оценка ССЭ сонной артерии позволяет с удовлетворительной чувствительностью и специфичностью диагностировать у пациентов сочетанный атеросклероз периферических артерий и атеросклеротических ССЗ. 

1. Piepoli MF, Hoes AW, Agewall S, Albus C, Brotons C, Catapano AL et al. 2016 European Guidelines on cardiovascular disease prevention in clinical practice: The Sixth Joint Task Force of the European Society of Cardiology and Other Societies on Cardiovascular Disease Prevention in Clinical Practice (constituted by representatives of 10 societies and by invited experts)Developed with the special contribution of the European Association for Cardiovascular Prevention & Rehabilitation (EACPR). European Heart Journal. 2016;37(29):2315-81. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehw106

2. Tarkin JM, Dweck MR, Evans NR, Takx RAP, Brown AJ, Tawakol A et al. Imaging Atherosclerosis. Circulation Research. 2016;118(4):750-69. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.115.306247

3. Brown AJ, Teng Z, Evans PC, Gillard JH, Samady H, Bennett MR. Role of biomechanical forces in the natural history of coronary atherosclerosis. Nature Reviews Cardiology. 2016;13(4):210-20. https://doi.org/10.1038/nrcardio.2015.203

4. Parker BA, Trehearn TL, Meendering JR. Pick your Poiseuille: normalizing the shear stimulus in studies of flow-mediated dilation. Journal of Applied Physiology. 2009;107(4):1357-9. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.91302.2009

5. Papaioannou TG, Stefanadis C. Vascular wall shear stress: basic principles and methods. Hellenic journal of cardiology: HJC = Hellenike kardiologike epitheorese. 2005;46(1):9-15. PMID: 15807389

6. Московцев А. А., Колесов Д. В., Мыльникова А. Н., Зайченко Д. М., Соколовская А. А., Кубатиев А. А. Ответы эндотелиальных клеток на деформацию сдвига: механотрансдукция, клеточный стресс и адаптация. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2017;61(4):112-25. https://doi.org/10.25557/igpp.2017.4.8531

7. Иванова О. В., Рогоза А. Н., Балахонова Т. В., Соболева Г. Н., Атьков О. Ю., Карпов Ю. А. Определение чувствительности плечевой артерии к напряжению сдвига на эндотелии как метод оценки состояния эндотелийзависимой вазодилатации с помощью ультразвука высокого разрешения у больных с артериальной гипертензией. Кардиология. 1998;38(3):37-42

8. Thondapu V, Bourantas CV, Foin N, Jang I-K, Serruys PW, Barlis P. Biomechanical stress in coronary atherosclerosis: emerging insights from computational modelling. European Heart Journal. 2017;38(2):81-92. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehv689

9. Vascular engineering: new prospects of vascular medicine and biology with a multidiscipline approach. -Tokyo: Springer; Редакторы: Tanishita, K, Yamamoto, K 401 с. ISBN 978-4-431-54800-3

10. Arzani A, Gambaruto AM, Chen G, Shadden SC. Wall shear stress exposure time: a Lagrangian measure of near-wall stagnation and concentration in cardiovascular flows. Biomechanics and Modeling in Mechanobiology. 2017;16(3):787-803. https://doi.org/10.1007/s10237016-0853-7

11. Cecchi E, Giglioli C, Valente S, Lazzeri C, Gensini GF, Abbate R et al. Role of hemodynamic shear stress in cardiovascular disease. Atherosclerosis. 2011;214(2):249-56. https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2010.09.008

12. Touboul P-J, Hennerici MG, Meairs S, Adams H, Amarenco P, Bornstein N et al. Mannheim Carotid Intima-Media Thickness and Plaque Consensus (2004 2006 2011). Cerebrovascular Diseases. 2012;34(4):290-6. https://doi.org/10.1159/000343145

13. Aboyans V, Criqui MH, Abraham P, Allison MA, Creager MA, Diehm C et al. Measurement and Interpretation of the AnkleBrachial Index: A Scientific Statement From the American Heart Association. Circulation. 2012;126(24):2890-909. https://doi.org/10.1161/CIR.0b013e318276fbcb

14. LaFoya B, Munroe JA, Mia MM, Detweiler MA, Crow JJ, Wood T et al. Notch: A multi-functional integrating system of microenvironmental signals. Developmental Biology. 2016;418(2):227-41. https://doi.org/10.1016/j.ydbio.2016.08.023

15. Fong-Chin S, Chia-Ching W, Shu C. Roles of Microenvironment and Mechanical Forces in Cell and Tissue Remodeling. Journal of Medical and Biological Engineering. 2011;31(4):233-44. https://doi.org/10.5405/jmbe.944

16. Azar D, Ohadi D, Rachev A, Eberth JF, Uline MJ, Shazly T. Mechanical and geometrical determinants of wall stress in abdominal aortic aneurysms: A computational study. PLOS ONE. 2018;13(2):e0192032. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0192032

17. Chen Z, Yu H, Shi Y, Zhu M, Wang Y, Hu X et al. Vascular Remodelling Relates to an Elevated Oscillatory Shear Index and Relative Residence Time in Spontaneously Hypertensive Rats. Scientific Reports. 2017;7(1). https://doi.org/10.1038/s41598-017-01906-x

18. Maruhashi T, Soga J, Fujimura N, Idei N, Mikami S, Iwamoto Y et al. Brachial artery diameter as a marker for cardiovascular risk assessment: FMD-J study. Atherosclerosis. 2018;268:92-8. https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2017.11.022

19. Fok P-W. Multi-Layer Mechanical Model of Glagov Remodeling in Coronary Arteries: Differences between In-Vivo and Ex-Vivo Measurements. PLOS ONE. 2016;11(7):e0159304. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0159304

20. Homma S, Sloop GD, Zieske AW. The Effect of Age and Other Atherosclerotic Risk Factors on Carotid Artery Blood Velocity in Individuals Ranging From Young Adults to Centenarians. Angiology. 2009;60(5):637-43. https://doi.org/10.1177/0003319708325447

21. Генкель В. В., Салашенко А. О., Алексеева О. А., Денисенко М. Н., Шапошник И. И. Показатели эндотелиальной скорости сдвига у больных с атеросклеротическим поражением артерий каротидного бассейна. Атеросклероз И Дислипидемии. 2016;2(23):58-64

22. Genkel V, Salashenko AO, Toropova LR, Ilinykh EI, Sumerkina VA, Shaposhnik II. Wall shear rate in patients with hypertension at different stages of atherosclerosis. European Heart Journal. 2017;38(suppl_ 1):282-3. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehx502.P1415

23. Кузнецова А. С., Долгушина А. И., Шапошник И. И., Савочкина А. Ю., Генкель В. В., Мельников И. Ю. Изучение гемодинамики в непарных висцеральных ветвях брюшной аорты у пациентов с неалкогольной жировой болезнью печени. Уральский Медицинский Журнал. 2016;1(134):91-5

24. Xing R, Moerman AM, Ridwan Y, Daemen MJ, van der Steen AFW, Gijsen FJH et al. Temporal and spatial changes in wall shear stress during atherosclerotic plaque progression in mice. Royal Society Open Science. 2018;5(3):171447. https://doi.org/10.1098/rsos.171447

25. Zhang B, Gu J, Qian M, Niu L, Zhou H, Ghista D. Correlation between quantitative analysis of wall shear stress and intima-media thickness in atherosclerosis development in carotid arteries. BioMedical Engineering OnLine. 2017;16(1). https://doi.org/10.1186/s12938-017-0425-9

26. Carallo C, Tripolino C, De Franceschi MS, Irace C, Xu XY, Gnasso A. Carotid endothelial shear stress reduction with aging is associated with plaque development in twelve years. Atherosclerosis. 2016;251:63-9. https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2016.05.048

27. Cho KI, Kim BH, Kim HS, Heo JH. Low Carotid Artery Wall Shear Stress is Associated with Significant Coronary Artery Disease in Patients with Chest Pain. Journal of Atherosclerosis and Thrombosis. 2016;23(3):297-308. https://doi.org/10.5551/jat.31377

28. Zhang H, Liu H, Dong Y, Wang J, Zhao Y, Cui Y et al. Low carotid wall shear stress independently accelerates the progression of cognitive impairment and white matter lesions in the elderly. Oncotarget. 2018;9(13):11402-11413. https://doi.org/10.18632/oncotarget.23191