Langt infrarød terapi på AV-fistelflow, endotelfunktion og ekkokardiografi hos ESRD-patienter

For patienter med nyresygdom i slutstadiet, der modtager hæmodialyse (HD) behandling, er en velfungerende vaskulær adgang nødvendig for at opnå tilstrækkelig dialyse og forbedre livskvaliteten. Blandt flere typer vaskulær adgang er den langsigtede tekniske overlevelse bedst for den native arteriovenøse fistel (AVF), som tegner sig for mere end 80 % af vaskulær adgang hos HS-patienter i Taiwan. Vaskulære adgangskomplikationer tegnede sig for omkring 20 % af HS-patienters hospitalsindlæggelser i USA med en pris på 1 mia. USD årligt (1). Fejlfunktion af vaskulær adgang giver sædvanligvis utilstrækkelig blodgennemstrømning på grund af stenose eller trombose i den venøse udstrømningskanal (2). Omkring 80 til 85 % af AV-adgangsfejlene skyldes AV-adgangs-tromboser, hvoraf mere end 80 % skyldes AVF-stenoser (3). Et adgangsflow (Qa) på mindre end 500 ml/min var forbundet med en øget risiko for adgangssvigt og prædiktiv for dårligere uassisteret åbenhed af naturlig AVF (4). De patologiske træk ved stenose af vaskulær adgang er sammensat af intimal hyperplasi; proliferation af glatte muskelceller i mediet med efterfølgende migration til intima og overdreven akkumulering af ekstracellulær matrix (5). På trods af ovenstående resultater er der kun få oplysninger om, hvordan man effektivt kan forhindre stenoser af vaskulær adgang hos HS-patienter.

Infrarød stråling er en usynlig elektromagnetisk bølge med en længere bølgelængde end det synlige lys. I henhold til forskellen i bølgelængde kan infrarød stråling opdeles i tre kategorier: nær-infrarød stråling (0,8-1,5μm), mellem-infrarød stråling (1,5-5,6μm) og fjerninfrarød (FIR) stråling (5,6-1000μm) (6). Infrarød stråling overfører energi, der opfattes som varme af termoreceptorer i den omgivende hud (7). Anvendelsen af ​​FIR-stråling omfatter fødevarekonservering (8) og sundhedsfremme (9-10). Dyreforsøg viste også, at FIR forbedrer hudens blodgennemstrømning (11-12), hvilket fører til brugen af ​​FIR til behandling af iskæmiske læsioner og nekrose af hudvæv på grund af traumer, diabetes mellitus og perifer arteriel okklusiv sygdom. Derudover indikerer nogle undersøgelser, at FIR-terapi kan forbedre endotelfunktionen og reducere hyppigheden af ​​nogle hjerte-kar-sygdomme (13-15). Den termiske effekt af FIR resulterer i vasodilatation og kan øge adgangsstrømmen af ​​AV-fistel. Ifølge rapporten fra Vaupel et al. kan temperaturen øges op til 4°C i 10 mm dybde af væv (16). Derudover kan infrarød terapi tillade multipel energioverførsel så dybt som 2-3 cm ind i subkutant væv uden at irritere eller overophede huden som ufiltreret varmestråling (17). Hudtemperaturen steg støt til et plateau omkring 38~39 °C under behandlingen af ​​FIR i 30 til 60 minutter, så længe afstanden mellem den keramiske plade og huden var mere end 20 cm (11). Derfor kan infrarød terapi være fri for ulemperne eller bivirkningerne (såsom forbrændingsskader, infektion, risiko for adgangssvigt eller langvarig blødning fra det tidligere venepunktursted) ved nogle traditionelle metoder til termisk terapi.

Ud over den termiske effekt blev tre mulige ikke-termiske virkninger af infrarød terapi rapporteret i litteraturen, herunder (1) forbedring af endotelfunktionen, (2) hæmning af intimal hyperplasi og (3) formindskelse af oxidativt stress. FIR kan forbedre endotelfunktionen, hvilket ikke kun observeres i dyreforsøg (11,12,14), men også i et klinisk studie (13). Yu et al. tyder på, at den gavnlige effekt af FIR-terapi på hudens blodgennemstrømning kan være relateret til L-arginin/NO-vejen (11). I denne henseende har Akasaki et al. fandt, at gentagen FIR-terapi kunne opregulere eNOS-ekspression og øge angiogenese i en apolipoprotein E-deficient musemodel af ensidig iskæmi i bagben (12). Desuden har Ikeda et al. rapporterede, at 4 ugers saunaterapi signifikant øgede serumnitratkoncentrationerne såvel som ekspressionen af ​​mRNA og protein af eNOS i aorta hos TO-2 hamstere (14). Derudover har Imamura et al. viste, at to ugers gentagen saunaterapi signifikant forbedrede den vaskulære endotelfunktion, hvilket resulterede i en stigning i flowmedieret endotelafhængig dilatation af brachialisarterien fra 4 % til 5,8 % hos patienter med koronare risikofaktorer (13).

Ud over at forbedre eNOS-ekspression, Kipshidze et al. fandt, at nonablativ infrarød laser (NIL) terapi hæmmede neointimal hyperplasi efter PTCA hos kolesterolfodrede kaniner i op til 60 dage (18). Ifølge deres rapport reducerede de ikke-nablative doser af NIL væksten af ​​vaskulære glatte muskelceller (VSMC), men det mindskede ikke væksthastigheden af ​​endotelceller. Da spredningen af ​​VSMC'er i medierne er et vigtigt patologisk fund af den vaskulære væg hos HS-patienter med vaskulær adgangsstenose (5), kan en nedsættelse af væksten af ​​VSMC'er reducere hyppigheden af ​​adgangsstenose. Ifølge rapporten fra Masuda et al. (19), det systoliske blodtryk og de øgede 8-epi-prostaglandin F2α-niveauer i urinen var signifikant lavere hos de patienter, der fik en FIR-tørsauna i 45 minutter om dagen i to uger. F2-isoprostaner, nemlig 8-epi-prostaglandin F2α, er kemisk stabile produkter af lipidperoxidation, og niveauet er blevet foreslået som en pålidelig markør for oxidativt stress in vivo (20). Disse resultater tyder på, at gentagen saunaterapi kan reducere oxidativ stress, hvilket fører til beskyttelse mod progression og komplikationer af åreforkalkning. Da HS-patienter også er udsat for kraftig oxidativ stress fra både indadgående uremisk status og udadgående HS-relateret teknologi, kan anvendelsen af ​​FIR-terapi betragtes som en alternativ terapeutisk modalitet til at reducere oxidativ stress.

Nakhou et al. har vist en høj forekomst af uforklarlig pulmonal hypertension (PHT) hos patienter med nyresygdom i slutstadiet (ESRD) i kronisk hæmodialyse (HD) terapi via arterio-venøs (A-V) adgang [21]. Pulmonalarterietryk (PAP) blev evalueret ved hjælp af Doppler-ekkokardiografi. Niveauer af ET-1- og NO-metabolitter i plasma blev bestemt før og efter HD-proceduren og blev sammenlignet mellem undergrupper af patienter med og uden PHT. Ud af 42 undersøgte HS-patienter havde 20 patienter (48%) højere PHT (PAP = 46+/-2 mmHg), mens resten havde en normal PAP (29+/-1 mmHg) (P<0,0001). I sammenligning med HS-patienter uden PHT havde HS-patienter med PHT højere hjertevolumen (6,0+/-1,2 vs 5,2+/-0,9 l/min, P<0,034), lignende plasma ET-1-niveauer (1,6+/-0,7 vs. 2,4+/-0,8 fmol/ml), lavere basale plasmaniveauer af NO2 + NO3 (14,3+/-2,3 μM vs. 24,2+/-5,2μM, P<0,05), og en lavere HD-induceret stigning af plasma NO-metabolitter (fra 14,3+/-2,3 til 39,9+/-11,4 mikroM, P<0,007 vs. fra 24,2+/-5,2 til 77,1+/-9,6μM, P<0,0001). Midlertidig lukning af A-V-adgangen med et blodtryksmåler hos otte patienter med PHT resulterede i et forbigående fald i CO (fra 6,4+/-0,6 til 5,3+/- 0,5 l/min, P = 0,18) og systolisk PAP (fra 47,2+/ -3,8 til 34,6+/-2,8 mmHg, P<0,028). Sammenfattende viste deres undersøgelse en høj prævalens af PHT blandt patienter med ESRD på kronisk HS via en kirurgisk A-V fistel. I lyset af NO's vasodilatatoriske og antimitogene egenskaber er det muligt, at den svækkede basale og HD-inducerede NO-produktion hos patienter med PHT bidrager til den øgede pulmonale vaskulære tonus. Ydermere indikerer den delvise genoprettelse af normal PAP og CO hos HS-patienter, der gennemgik enten temporal A-V-shunt-lukning eller vellykket transplantation, at overdreven pulmonal blodgennemstrømning er involveret i patogenesen af ​​sygdommen.

Betydningen af ​​denne undersøgelse:

AV-fistel kan have en betydelig indvirkning på hjertefunktion og ekkokardiografiske parametre. FIR har vist sig at øge adgangsflowet af AV-fistel hos udbredte HS-patienter. Dens rolle på nyoprettet AV-fistel er dog ikke kendt. Denne undersøgelse vil afsløre effekten af ​​FIR-terapi på ekkokardiografiske parametre, adgangsflow af AVF og endotelfunktion hos patienter med nyresygdom i slutstadiet. Hvis FIR-terapi er forbundet med gavnlig hæmodynamisk effekt hos ESRD-patienter, kan det betragtes som en terapeutisk modalitet til forbedring af endotelfunktion og hjerteydelse hos ESRD-patienter.