Endotheelfunctie bij mechanische ondersteuning van de bloedsomloop

De vooruitgang in de engineering en het ontwerp van LVAD, toegesneden op gedefinieerde fysiologische doelen, hebben geresulteerd in de creatie van veel kleinere CF-pompen die technische superioriteit, pompduurzaamheid en implantatiegemak hebben in vergelijking met de oudere en grotere PF-pompen. De toevoeging van kunstmatige pulsatiliteit aan de volgende generatie centrifugale CF LVAD's heeft de incidentie van apparaatgerelateerde bijwerkingen verminderd. Gezien de recente aard van deze vooruitgang moet de fysiologische impact echter nog volledig worden opgehelderd. LVAD's in het algemeen hebben goede resultaten laten zien en winnen snel terrein om standaardtherapie te worden voor refractair eindstadium HF. De onderzoekers zijn in staat om deze nieuwe technologie en de impact van de resulterende veranderde fysiologische toestand te bestuderen.

Onze interesse ligt in de impact van continuous flow hemodynamiek op de endotheliale functie en de hart- en eindorgaanreacties op deze nieuwe therapie. Basale homeostatische eigenschappen van gezond endotheel zijn gedeeltelijk gebaseerd op de effecten van hemodynamische krachten zoals hydrostatische druk, cyclische rek en vloeistofschuifspanning, die optreden als gevolg van bloeddruk en pulserende bloedstroom in het vaatstelsel. Onder omgevingsomstandigheden zijn deze krachten over het algemeen atheroprotectief en verhogen ze de expressie van stikstofoxidesynthase (eNOS) om stikstofoxide (NO) te genereren, verminderen ze reactieve oxidatieve soorten (ROS) en oxidatieve stress, verminderen ze de expressie van pro-inflammatoire adhesiemoleculen en behouden ze een antitrombotische werking. oppervlak. Verhogingen van schuifspanning stimuleren compenserende uitzetting van de vaten en brengen daardoor schuifkrachten terug naar basale niveaus. Evenzo kan een afname van schuifspanning het lumen van het vat op een endotheelafhankelijke manier vernauwen. In wezen hermodelleert het vat zichzelf als reactie op langdurige veranderingen in de stroming, zodat de luminale diameter wordt hervormd om een ​​constant vooraf bepaald niveau van schuifspanning te behouden. Het vermogen van het endotheel om schuifspanning waar te nemen is daarom een ​​belangrijke determinant van de luminale diameter en de algehele vaatstructuur. Het niet aanpassen aan pathofysiologische stimuli kan leiden tot onaangepaste reacties die resulteren in ogenschijnlijk permanente veranderingen in het endotheliale fenotype en endotheliale disfunctie bevorderen. Dit fenomeen speelt een integrale rol in verschillende processen van hart- en vaatziekten. Endotheliale disfunctie (van zowel microvasculaire als conduitarteriën) is een onderdeel van chronisch hartfalen en correleert met de ernst van de ziekte. Verbetering van de hartfunctie, hetzij door medische therapie of door vergroting van het hartminuutvolume, kan de endotheliale functie verbeteren en patiënten ten goede komen door een betere perifere vasculaire reactiviteit. Veel van de verbetering van de endotheliale functie wordt echter verondersteld verband te houden met de pulserende laminaire stroming die optreedt in de meeste vasculaire bedden. Met het toenemende gebruik van CF-pompen is het duidelijk geworden dat het gebrek aan pulsatiliteit het endotheel nadelig beïnvloedt door de afschuifspanning van de vaatwand te verminderen; vermindering van cyclische rek die vasculaire celproliferatie beïnvloedt; het verstoren van endotheelafhankelijke vasodilatatie; activerende extrinsieke route van trombose; en verhoogde vasculaire ontsteking. De herintroductie van pulsatiliteit door middel van stroommodulatiecontrolestrategieën zou kunnen helpen deze apparaatspecifieke problemen te verminderen en endotheliaal herstel te bevorderen. Onze kennis van de impact van deze specifieke vooruitgang in LVAD-therapie wordt echter beperkt door de relatieve jeugd van het veld. Het doel van dit onderzoeksproject is dan ook om menselijke LVAD-patiënten te bestuderen om de impact van kunstmatige pulsatiliteit in CF-fysiologie op de microvasculaire en endotheliale functie en de associatie ervan met cardiale en perifere orgaanfunctie te bepalen.