Terapia a infrarossi lontani su flusso della fistola AV, funzione endoteliale ed ecocardiografia nei pazienti con ESRD

Per i pazienti con malattia renale allo stadio terminale sottoposti a trattamento di emodialisi (HD), è necessario un accesso vascolare ben funzionante per ottenere un'adeguata dialisi e migliorare la qualità della vita. Tra i diversi tipi di accesso vascolare, la sopravvivenza tecnica a lungo termine è la migliore per la fistola arterovenosa nativa (AVF), che rappresenta oltre l'80% dell'accesso vascolare nei pazienti con MH a Taiwan. Le complicanze dell'accesso vascolare hanno rappresentato circa il 20% dei ricoveri di pazienti con MH negli Stati Uniti, con un costo di 1 miliardo di dollari all'anno (1). Il malfunzionamento dell'accesso vascolare di solito si presenta con un flusso sanguigno inadeguato a causa di stenosi o trombosi del tratto venoso di efflusso (2). Circa l'80-85% dei fallimenti di accesso AV derivano da trombosi di accesso AV, di cui oltre l'80% deriva da stenosi AVF (3). Un flusso di accesso (Qa) inferiore a 500 ml/min è stato associato a un aumentato rischio di fallimento dell'accesso e predittivo di una minore pervietà non assistita di FAV nativa (4). Le caratteristiche patologiche della stenosi dell'accesso vascolare sono composte da iperplasia intimale; proliferazione di cellule muscolari lisce nella media con successiva migrazione verso l'intima ed eccessivo accumulo di matrice extracellulare (5). Nonostante i risultati di cui sopra, sono disponibili poche informazioni su come prevenire efficacemente le stenosi dell'accesso vascolare nei pazienti con MH.

La radiazione infrarossa è un'onda elettromagnetica invisibile con una lunghezza d'onda maggiore di quella della luce visibile. In base alla differenza di lunghezza d'onda, la radiazione infrarossa può essere suddivisa in tre categorie: radiazione nel vicino infrarosso (0,8-1,5 μm), radiazione nel medio infrarosso (1,5-5,6 μm) e radiazione nel lontano infrarosso (FIR) (5,6-1000 μm) (6). La radiazione infrarossa trasferisce energia che viene percepita come calore dai termorecettori della pelle circostante (7). L'applicazione della radiazione FIR comprende la conservazione degli alimenti (8) e la promozione della salute (9-10). Studi sugli animali hanno anche dimostrato che la FIR migliora il flusso sanguigno cutaneo (11-12), portando all'uso della FIR nel trattamento delle lesioni ischemiche e della necrosi del tessuto cutaneo dovute a traumi, diabete mellito e occlusione arteriosa periferica. Inoltre, alcuni studi indicano che la terapia FIR può migliorare la funzione endoteliale e ridurre la frequenza di alcune malattie cardiovascolari (13-15). L'effetto termico della FIR provoca vasodilatazione e può aumentare il flusso di accesso della fistola AV. Secondo il rapporto di Vaupel et al., la temperatura può essere aumentata fino a 4°C in 10 mm di profondità di tessuto (16). Inoltre, la terapia a infrarossi può consentire il trasferimento di energia multipla fino a 2-3 cm di profondità nel tessuto sottocutaneo senza irritare o surriscaldare la pelle come una radiazione termica non filtrata (17). La temperatura della pelle è aumentata costantemente fino a un plateau di circa 38~39 °C durante il trattamento di FIR per 30-60 minuti, purché la distanza tra la piastra di ceramica e la pelle fosse superiore a 20 cm (11). Pertanto, la terapia a infrarossi può essere esente dagli svantaggi o dagli effetti collaterali (come ustioni, infezioni, rischio di mancato accesso o sanguinamento prolungato dal precedente sito di venopuntura) di alcuni metodi tradizionali di terapia termica.

Oltre all'effetto termico, in letteratura sono stati riportati tre possibili effetti non termici della terapia a infrarossi, tra cui (1) miglioramento della funzione endoteliale, (2) inibizione dell'iperplasia intimale e (3) riduzione dello stress ossidativo. I FIR possono migliorare la funzione endoteliale che è stata osservata non solo negli studi sugli animali (11,12,14) ma anche in uno studio clinico (13). Yu et al. suggeriscono che l'effetto benefico della terapia FIR sul flusso sanguigno cutaneo possa essere correlato alla via L-arginina/NO (11). A questo proposito, Akasaki et al. hanno scoperto che la terapia FIR ripetuta potrebbe aumentare l'espressione di eNOS e aumentare l'angiogenesi in un modello murino carente di apolipoproteina E di ischemia unilaterale degli arti posteriori (12). Inoltre, Ikeda et al. hanno riferito che 4 settimane di terapia con sauna hanno aumentato significativamente le concentrazioni sieriche di nitrato così come l'espressione di mRNA e proteine ​​di eNOS nell'aorta dei criceti TO-2 (14). Inoltre, Imamura et al. hanno dimostrato che due settimane di sauna ripetuta hanno migliorato significativamente la funzione endoteliale vascolare, determinando un aumento della dilatazione flusso-mediata dell'endotelio-dipendente dell'arteria brachiale dal 4% al 5,8% nei pazienti con fattori di rischio coronarico (13).

Oltre a migliorare l'espressione di eNOS, Kipshidze et al. hanno scoperto che la terapia con laser infrarosso non ablativo (NIL) ha inibito l'iperplasia neointimale dopo PTCA in conigli alimentati con colesterolo fino a 60 giorni (18). Secondo il loro rapporto, le dosi non ablative di NIL hanno ridotto la crescita delle cellule muscolari lisce vascolari (VSMC), ma non hanno diminuito il tasso di crescita delle cellule endoteliali. Poiché la proliferazione di VSMC nella media è un importante reperto patologico della parete vascolare dei pazienti HD con stenosi dell'accesso vascolare (5), il rallentamento della crescita delle VSMC può ridurre la frequenza della stenosi dell'accesso. Secondo il rapporto di Masuda et al. (19), la pressione arteriosa sistolica e l'aumento dei livelli urinari di 8-epi-prostaglandina F2α erano significativamente più bassi nei pazienti che ricevevano una sauna secca FIR per 45 minuti al giorno per due settimane. Gli F2-isoprostani, in particolare l'8-epi-prostaglandina F2α, sono prodotti chimicamente stabili della perossidazione lipidica e il loro livello è stato suggerito come marker affidabile dello stress ossidativo in vivo (20). Questi risultati suggeriscono che la sauna ripetuta può ridurre lo stress ossidativo, che porta alla protezione contro la progressione e le complicanze dell'aterosclerosi. Poiché i pazienti con MH sono anche esposti a un forte stress ossidativo sia dallo stato uremico interno che dalla tecnologia correlata all'HD, l'applicazione della terapia FIR può essere considerata come una modalità terapeutica alternativa per ridurre lo stress ossidativo.

Nachoul et al. hanno mostrato un'alta incidenza di ipertensione polmonare inspiegabile (PHT) nei pazienti con malattia renale allo stadio terminale (ESRD) in terapia di emodialisi cronica (HD) tramite accesso artero-venoso (A-V) [21]. La pressione arteriosa polmonare (PAP) è stata valutata mediante ecocardiografia Doppler. I livelli di ET-1 e NO metaboliti nel plasma sono stati determinati prima e dopo la procedura HD e sono stati confrontati tra sottogruppi di pazienti con e senza PHT. Su 42 pazienti HD studiati, 20 pazienti (48%) avevano un PHT più alto (PAP = 46+/-2 mmHg) mentre il resto aveva un PAP normale (29+/-1 mmHg) (P<0,0001). Rispetto ai pazienti HD senza PHT, i pazienti HD con PHT avevano una gittata cardiaca più elevata (6.0+/-1.2 contro 5.2+/-0.9 l/min, P<0,034), livelli plasmatici simili di ET-1 (1,6+/-0,7 vs. 2,4+/-0,8 fmol/ml), livelli plasmatici basali inferiori di NO2 + NO3 (14,3+/-2,3 μM rispetto a 24,2 +/- 5,2 μM, P<0,05) e un minore aumento indotto da HD dei metaboliti NO plasmatici (da 14,3+/-2,3 a 39,9+/-11,4 microM, P<0.007 vs. da 24.2+/-5.2 a 77.1+/-9.6μM, P<0,0001, rispettivamente). La chiusura temporanea dell'accesso A-V da parte di uno sfigmomanometro in otto pazienti con PHT ha determinato una diminuzione transitoria della CO (da 6,4+/-0,6 a 5,3+/- 0,5 l/min, P = 0,18) e della PAP sistolica (da 47,2+/ Da -3,8 a 34,6+/-2,8 mmHg, P<0,028). In sintesi, il loro studio ha dimostrato un'alta prevalenza di PHT tra i pazienti con malattia renale all'ultimo stadio in HD cronico attraverso una fistola AV chirurgica. In considerazione delle proprietà vasodilatatorie e antimitogene dell'NO, è possibile che l'attenuata produzione di NO basale e indotta da HD nei pazienti con PHT contribuisca all'aumento del tono vascolare polmonare. Inoltre, il parziale ripristino della normale PAP e CO nei pazienti con MH sottoposti a chiusura dello shunt A-V temporale o trapianto riuscito indica che l'eccessivo flusso sanguigno polmonare è coinvolto nella patogenesi della malattia.

Importanza di questo studio:

La fistola AV può imporre un impatto significativo sulla funzione cardiaca e sui parametri ecocardiografici. È stato dimostrato che la FIR aumenta il flusso di accesso della fistola AV nei pazienti con MH prevalenti. Tuttavia, il suo ruolo sulla fistola AV di nuova creazione non è noto. Questo studio rivelerà l'effetto della terapia FIR sui parametri ecocardiografici, sul flusso di accesso della FAV e sulla funzione endoteliale nei pazienti con malattia renale allo stadio terminale. Se la terapia FIR è associata a un effetto emodinamico benefico nei pazienti con ESRD, può essere considerata una modalità terapeutica per migliorare la funzione endoteliale e le prestazioni cardiache nei pazienti con ESRD.