Daleká infračervená terapie na průtoku AV píštěle, endoteliální funkci a echokardiografii u pacientů s ESRD

U pacientů s terminálním onemocněním ledvin, kteří jsou léčeni hemodialýzou (HD), je pro dosažení adekvátní dialýzy a zlepšení kvality života nezbytný dobře fungující cévní přístup. Z několika typů cévního přístupu je dlouhodobé technické přežití nejlepší pro nativní arteriovenózní píštěl (AVF), která představuje více než 80 % cévního přístupu u HD pacientů na Tchaj-wanu. Komplikace cévního přístupu představovaly asi 20 % hospitalizací pacientů s HD ve Spojených státech s náklady 1 miliardy USD ročně (1). Porucha cévního přístupu se obvykle projevuje neadekvátním průtokem krve v důsledku stenózy nebo trombózy venózního výtokového traktu (2). Asi 80 až 85 % selhání AV přístupu pochází z trombóz AV přístupu, z nichž více než 80 % je výsledkem stenóz AVF (3). Přístupový průtok (Qa) menší než 500 ml/min byl spojen se zvýšeným rizikem selhání přístupu a predikoval horší průchodnost nativní AVF bez asistované funkce (4). Patologické znaky stenózy cévního přístupu jsou tvořeny hyperplazií intimy; proliferace buněk hladkého svalstva v médiu s následnou migrací do intimy a nadměrná akumulace extracelulární matrix (5). Přes výše uvedená zjištění je k dispozici jen málo informací o tom, jak účinně předcházet stenózám cévního přístupu u HD pacientů.

Infračervené záření je neviditelné elektromagnetické vlnění s delší vlnovou délkou než má viditelné světlo. Podle rozdílu vlnové délky lze infračervené záření rozdělit do tří kategorií: blízké infračervené záření (0,8-1,5μm), střední infračervené záření (1,5-5,6μm) a vzdálené infračervené (FIR) záření (5,6-1000μm) (6). Infračervené záření přenáší energii, kterou termoreceptory v okolní kůži vnímají jako teplo (7). Aplikace záření FIR zahrnuje konzervaci potravin (8) a podporu zdraví (9-10). Studie na zvířatech také prokázaly, že FIR zlepšuje prokrvení kůže (11-12), což vede k použití FIR při léčbě ischemických lézí a nekrózy kožní tkáně způsobené traumatem, diabetes mellitus a okluzivní onemocnění periferních tepen. Některé studie navíc naznačují, že terapie FIR může zlepšit endoteliální funkci a snížit frekvenci některých kardiovaskulárních onemocnění (13–15). Tepelný účinek FIR vede k vazodilataci a může zvýšit přístupový tok AV píštěle. Podle zprávy Vaupela et al. lze teplotu zvýšit až o 4 °C v 10 mm hloubce tkáně (16). Kromě toho může infračervená terapie umožnit vícenásobný přenos energie až do hloubky 2-3 cm do podkožní tkáně, aniž by došlo k podráždění nebo přehřátí kůže jako nefiltrované tepelné záření (17). Teplota kůže se během ošetření FIR po dobu 30 až 60 minut neustále zvyšovala na plató kolem 38~39 °C, dokud byla vzdálenost mezi keramickou deskou a kůží větší než 20 cm (11). Infračervená terapie proto může být bez nevýhod nebo vedlejších účinků (jako je popálenina, infekce, riziko selhání přístupu nebo prodloužené krvácení z místa předchozí venopunkce) některých tradičních metod tepelné terapie.

Kromě tepelného účinku byly v literatuře popsány tři možné netepelné účinky infračervené terapie, včetně (1) zlepšení endoteliální funkce, (2) inhibice hyperplazie intimy a (3) snížení oxidačního stresu. FIR může zlepšit endoteliální funkci, což bylo pozorováno nejen ve studiích na zvířatech (11,12,14), ale také v jedné klinické studii (13). Yu a kol. naznačují, že příznivý účinek terapie FIR na prokrvení kůže může souviset s dráhou L-arginin/NO (11). V tomto ohledu Akasaki et al. zjistili, že opakovaná terapie FIR by mohla up-regulovat expresi eNOS a posílit angiogenezi v myším modelu unilaterální ischemie zadních končetin s deficitem apolipoproteinu E (12). Navíc Ikeda a spol. uvedli, že 4 týdny saunové terapie významně zvýšily koncentrace dusičnanů v séru a také expresi mRNA a proteinu eNOS v aortách křečků TO-2 (14). Kromě toho Imamura a spol. prokázali, že dva týdny opakované saunovací terapie významně zlepšily funkci cévního endotelu, což mělo za následek zvýšení průtokem zprostředkované dilatace a. brachialis ze 4 % na 5,8 % u pacientů s koronárními rizikovými faktory (13).

Kromě zvýšení exprese eNOS Kipshidze et al. zjistili, že terapie neablativním infračerveným laserem (NIL) inhibovala neointimální hyperplazii po PTCA u králíků krmených cholesterolem po dobu až 60 dnů (18). Podle jejich zprávy neablativní dávky NIL snížily růst buněk hladkého svalstva cév (VSMC), ale nesnížily rychlost růstu endoteliálních buněk. Vzhledem k tomu, že proliferace VSMC v médiích je důležitým patologickým nálezem na cévní stěně HD pacientů se stenózou vaskulárního přístupu (5), zpomalení růstu VSMC může snížit frekvenci stenóz v přístupu. Podle zprávy Masudy et al. (19), systolický krevní tlak a zvýšené hladiny 8-epi-prostaglandinu F2α v moči byly významně nižší u pacientů, kteří dostávali suchou saunu FIR po dobu 45 minut denně po dobu dvou týdnů. F2-isoprostany, konkrétně 8-epi-prostaglandin F2α, jsou chemicky stabilní produkty peroxidace lipidů a jejich hladina byla navržena jako spolehlivý marker oxidačního stresu in vivo (20). Tyto výsledky naznačují, že opakovaná saunování může snížit oxidační stres, což vede k ochraně před progresí a komplikacemi aterosklerózy. Vzhledem k tomu, že HD pacienti jsou také vystaveni těžkému oxidativnímu stresu jak z vnitřního uremického stavu, tak z vnější technologie související s HD, lze aplikaci FIR terapie považovat za alternativní terapeutickou modalitu pro snížení oxidačního stresu.

Nakhoul a kol. prokázali vysoký výskyt nevysvětlitelné plicní hypertenze (PHT) u pacientů v konečném stadiu renálního onemocnění (ESRD) na chronické hemodialýze (HD) prostřednictvím arterio-venózního (A-V) přístupu [21]. Tlak v plicnici (PAP) byl hodnocen pomocí dopplerovské echokardiografie. Hladiny metabolitů ET-1 a NO v plazmě byly stanoveny před a po HD výkonu a byly porovnány mezi podskupinami pacientů s a bez PHT. Ze 42 studovaných HD pacientů mělo 20 pacientů (48 %) vyšší PHT (PAP = 46+/-2 mmHg), zatímco zbytek měl normální PAP (29+/-1 mmHg) (P<0,0001). Ve srovnání s HD pacienty bez PHT měli HD pacienti s PHT vyšší srdeční výdej (6,0+/-1,2 oproti 5,2+/-0,9 l/min, P<0,034), podobné plazmatické hladiny ET-1 (1,6+/-0,7 vs. 2,4+/-0,8 fmol/ml), nižší bazální plazmatické hladiny NO2 + NO3 (14,3+/-2,3 μM vs. 24,2+/-5,2μM, P<0,05) a nižší HD-indukované zvýšení plazmatických metabolitů NO (z 14,3+/-2,3 na 39,9+/-11,4 mikroM, P<0,007 vs. od 24,2+/-5,2 do 77,1+/-9,6 uM, P<0,0001). Dočasné uzavření A-V přístupu tlakoměrem u osmi pacientů s PHT vedlo k přechodnému poklesu CO (z 6,4+/-0,6 na 5,3+/- 0,5 l/min, P = 0,18) a systolického PAP (ze 47,2+/ -3,8 až 34,6+/-2,8 mmHg, P<0,028). V souhrnu jejich studie prokázala vysokou prevalenci PHT mezi pacienty s ESRD na chronické HD prostřednictvím chirurgické A-V píštěle. Vzhledem k vazodilatačním a antimitogenním vlastnostem NO je možné, že oslabená bazální a HD indukovaná produkce NO u pacientů s PHT přispívá ke zvýšenému plicnímu cévnímu tonu. Částečná obnova normálního PAP a CO u HD pacientů, kteří podstoupili buď dočasný uzávěr AV shuntu nebo úspěšnou transplantaci, dále ukazuje, že na patogenezi onemocnění se podílí nadměrný průtok krve v plicích.

Význam této studie:

AV píštěl může mít významný vliv na srdeční funkci a echokardiografické parametry. Bylo prokázáno, že FIR zvyšuje přístupový tok AV píštěle u prevalentních HD pacientů. Jeho role u nově vytvořené AV píštěle však není známa. Tato studie odhalí vliv terapie FIR na echokardiografické parametry, průtok AVF a endoteliální funkci u pacientů s terminálním onemocněním ledvin. Pokud je terapie FIR u pacientů s ESRD spojena s příznivým hemodynamickým účinkem, lze ji považovat za terapeutickou modalitu pro zlepšení endoteliální funkce a srdeční výkonnosti u pacientů s ESRD.