Funzione endoteliale nel supporto circolatorio meccanico

I progressi nell'ingegneria e nella progettazione LVAD, adattati a obiettivi fisiologici definiti, hanno portato alla creazione di pompe CF molto più piccole che possiedono superiorità tecnica, durata della pompa e facilità di impianto rispetto alle pompe PF più vecchie e più grandi. L'aggiunta della pulsatilità artificiale ai LVAD CF centrifughi di nuova generazione ha ridotto l'incidenza di eventi avversi correlati al dispositivo. Tuttavia, data la natura recente di questi progressi, l'impatto fisiologico deve ancora essere completamente chiarito. I LVAD in generale hanno dimostrato buoni risultati e stanno rapidamente guadagnando terreno per diventare la terapia standard per lo scompenso cardiaco refrattario allo stadio terminale. I ricercatori sono in grado di studiare questa nuova tecnologia e l'impatto del conseguente stato fisiologico alterato.

Il nostro interesse risiede nell'impatto dell'emodinamica a flusso continuo sulla funzione endoteliale e sulle risposte cardiache e degli organi terminali a questa nuova terapia. Le proprietà omeostatiche basali dell'endotelio sano sono in parte basate sugli effetti delle forze emodinamiche come la pressione idrostatica, l'allungamento ciclico e lo stress di taglio del fluido, che si verificano come conseguenza della pressione sanguigna e del flusso sanguigno pulsatile nel sistema vascolare. In condizioni ambientali, queste forze sono generalmente ateroprotettive e aumentano l'espressione dell'ossido nitrico sintasi (eNOS) per generare ossido nitrico (NO), diminuiscono le specie ossidative reattive (ROS) e lo stress ossidativo, diminuiscono l'espressione delle molecole di adesione proinfiammatorie e mantengono un effetto antitrombotico superficie. Gli aumenti dello sforzo di taglio stimolano l'espansione compensatoria dei vasi e quindi riportano le forze di taglio ai livelli basali. Allo stesso modo, una diminuzione dello sforzo di taglio può restringere il lume del vaso in modo dipendente dall'endotelio. In sostanza, il vaso si rimodella in risposta a cambiamenti di flusso a lungo termine, in modo tale che il diametro luminale venga rimodellato per mantenere un livello predeterminato costante di sollecitazione di taglio. La capacità dell'endotelio di percepire lo stress di taglio è quindi un importante determinante del diametro luminale e della struttura complessiva del vaso. Il mancato adattamento agli stimoli fisiopatologici può portare a risposte disadattive che si traducono in alterazioni apparentemente permanenti nel fenotipo endoteliale e promuovono la disfunzione endoteliale. Questo fenomeno gioca un ruolo fondamentale in diversi processi di malattie cardiovascolari. La disfunzione endoteliale (sia delle arterie microvascolari che dei condotti) è una componente dell'insufficienza cardiaca cronica ed è correlata alla gravità della malattia. Il miglioramento della funzione cardiaca, tramite terapia medica o aumento della gittata cardiaca, può migliorare la funzione endoteliale e beneficiare i pazienti attraverso una migliore reattività vascolare periferica. Tuttavia, si ritiene che gran parte del miglioramento della funzione endoteliale sia correlato al flusso laminare pulsatile che si verifica nella maggior parte dei letti vascolari. Con il crescente utilizzo delle pompe CF, è diventato chiaro che la mancanza di pulsatilità influisce negativamente sull'endotelio diminuendo lo stress di taglio della parete del vaso; ridurre l'allungamento ciclico che influisce sulla proliferazione delle cellule vascolari; interrompere la vasodilatazione endotelio-dipendente; attivazione della via estrinseca della trombosi; e intensificazione dell'infiammazione vascolare. La reintroduzione della pulsatilità attraverso strategie di controllo della modulazione del flusso potrebbe aiutare a mitigare questi problemi specifici del dispositivo e contribuire a promuovere il recupero endoteliale. La nostra conoscenza dell'impatto di questi progressi specifici nella terapia LVAD è tuttavia limitata dalla relativa giovinezza del campo. Pertanto, l'obiettivo di questo progetto di ricerca è studiare i pazienti umani con LVAD per determinare l'impatto della pulsatilità artificiale nella fisiologia della FC sulla funzione microvascolare ed endoteliale e la sua associazione con la funzione cardiaca e degli organi periferici.