Terapia dalekiej podczerwieni w przepływie przez przetokę przedsionkowo-komorową, funkcji śródbłonka i echokardiografii u pacjentów ze schyłkową niewydolnością nerek

U pacjentów ze schyłkową niewydolnością nerek poddawanych hemodializie (HD) dobrze funkcjonujący dostęp naczyniowy jest niezbędny do uzyskania odpowiedniej dializy i poprawy jakości życia. Spośród kilku rodzajów dostępu naczyniowego, długoterminowe przeżycie techniczne jest najlepsze dla natywnej przetoki tętniczo-żylnej (AVF), która stanowi ponad 80% dostępu naczyniowego u pacjentów HD na Tajwanie. Powikłania związane z dostępem naczyniowym stanowiły około 20% hospitalizacji pacjentów z HD w Stanach Zjednoczonych, co kosztowało 1 miliard dolarów rocznie (1). Nieprawidłowy dostęp naczyniowy zwykle objawia się niedostatecznym przepływem krwi z powodu zwężenia lub zakrzepicy żylnego odcinka odpływu (2). Około 80 do 85% niepowodzeń dostępu AV wynika z zakrzepicy dostępu AV, z czego ponad 80% wynika ze zwężenia AVF (3). Przepływ dostępu (Qa) mniejszy niż 500 ml/min wiązał się ze zwiększonym ryzykiem niepowodzenia dostępu i przewidywaniem gorszej drożności natywnego AVF bez wspomagania (4). Patologiczne cechy zwężenia dostępu naczyniowego obejmują rozrost błony wewnętrznej; proliferacja komórek mięśni gładkich w błonie środkowej z późniejszą migracją do błony wewnętrznej oraz nadmierne gromadzenie się macierzy pozakomórkowej (5). Pomimo powyższych ustaleń, dostępnych jest niewiele informacji na temat skutecznej profilaktyki zwężeń dostępu naczyniowego u pacjentów z HD.

Promieniowanie podczerwone to niewidzialna fala elektromagnetyczna o większej długości fali niż światło widzialne. W zależności od różnicy długości fal promieniowanie podczerwone można podzielić na trzy kategorie: promieniowanie bliskiej podczerwieni (0,8-1,5 μm), promieniowanie średniej podczerwieni (1,5-5,6 μm) i promieniowanie dalekiej podczerwieni (FIR) (5,6-1000 μm) (6). Promieniowanie podczerwone przenosi energię, która jest odbierana jako ciepło przez termoreceptory w otaczającej skórze (7). Zastosowanie promieniowania FIR obejmuje konserwację żywności (8) i promocję zdrowia (9-10). Badania na zwierzętach wykazały również, że FIR poprawia ukrwienie skóry(11-12), co prowadzi do zastosowania FIR w leczeniu zmian niedokrwiennych i martwicy tkanki skórnej w wyniku urazu, cukrzycy i choroby zarostowej tętnic obwodowych. Ponadto niektóre badania wskazują, że terapia FIR może poprawić funkcję śródbłonka i zmniejszyć częstość niektórych chorób sercowo-naczyniowych (13-15). Efekt termiczny FIR powoduje rozszerzenie naczyń i może zwiększyć przepływ dostępowy przetoki AV. Według doniesień Vaupela i wsp. temperaturę można podnieść do 4°C na głębokość 10 mm tkanki (16). Ponadto terapia podczerwienią może pozwolić na wielokrotny transfer energii nawet na głębokość 2-3 cm do tkanki podskórnej bez podrażniania lub przegrzewania skóry, jak niefiltrowane promieniowanie cieplne (17). Temperatura skóry stale wzrastała do poziomu plateau około 38~39°C podczas zabiegu FIR przez 30 do 60 minut, o ile odległość między płytką ceramiczną a skórą była większa niż 20 cm (11). Dzięki temu terapia podczerwienią może być pozbawiona wad i skutków ubocznych (takich jak oparzenia, infekcja, ryzyko braku dostępu czy przedłużające się krwawienie z poprzedniego miejsca nakłucia żyły) niektórych tradycyjnych metod termoterapii.

Oprócz efektu termicznego, w literaturze opisano trzy możliwe nietermiczne efekty terapii podczerwienią, w tym (1) poprawę funkcji śródbłonka, (2) hamowanie rozrostu błony wewnętrznej i (3) zmniejszenie stresu oksydacyjnego. FIR może poprawiać funkcję śródbłonka, co zaobserwowano nie tylko w badaniach na zwierzętach (11,12,14), ale także w jednym badaniu klinicznym (13). Yu i in. sugerują, że korzystny wpływ terapii FIR na ukrwienie skóry może być związany ze szlakiem L-arginina/NO (11). Pod tym względem Akasaki i in. stwierdzili, że powtarzana terapia FIR może regulować w górę ekspresję eNOS i zwiększać angiogenezę w modelu mysim z niedoborem apolipoproteiny E jednostronnego niedokrwienia kończyn tylnych (12). Co więcej, Ikeda i in. podali, że 4-tygodniowa terapia sauną istotnie zwiększyła stężenie azotanów w surowicy oraz ekspresję mRNA i białka eNOS w aortach chomików TO-2 (14). Ponadto Imamura i in. wykazali, że dwa tygodnie powtarzanej terapii w saunie znacznie poprawiły funkcję śródbłonka naczyniowego, powodując wzrost zależnego od przepływu śródbłonka rozszerzenia tętnicy ramiennej z 4% do 5,8% u pacjentów z czynnikami ryzyka wieńcowego (13).

Oprócz wzmocnienia ekspresji eNOS, Kipshidze i in. stwierdzili, że nieablacyjna terapia laserem na podczerwień (NIL) hamowała rozrost neointimy po PTCA u królików karmionych cholesterolem przez okres do 60 dni (18). Według ich raportu nieablacyjne dawki NIL zmniejszyły wzrost komórek mięśni gładkich naczyń (VSMC), ale nie zmniejszyły tempa wzrostu komórek śródbłonka. Ponieważ proliferacja VSMC w podłożu jest ważnym objawem patologicznym ściany naczyniowej pacjentów HD ze zwężeniem dostępu naczyniowego (5), spowolnienie wzrostu VSMC może zmniejszyć częstość zwężenia dostępu. Według raportu Masudy i in. (19), skurczowe ciśnienie krwi i zwiększone poziomy 8-epi-prostaglandyn F2α w moczu były znacznie niższe u pacjentów otrzymujących suchą saunę FIR przez 45 minut dziennie przez dwa tygodnie. F2-izoprostany, a mianowicie 8-epi-prostaglandyna F2α, są chemicznie stabilnymi produktami peroksydacji lipidów, a ich poziom sugerowano jako wiarygodny wskaźnik stresu oksydacyjnego in vivo (20). Wyniki te sugerują, że wielokrotna terapia sauną może zmniejszać stres oksydacyjny, co prowadzi do ochrony przed postępem i powikłaniami miażdżycy. Ponieważ pacjenci z HD są również narażeni na silny stres oksydacyjny zarówno z powodu wewnętrznego stanu mocznicowego, jak i technologii związanej z HD na zewnątrz, zastosowanie terapii FIR można rozważyć jako alternatywną metodę terapeutyczną zmniejszającą stres oksydacyjny.

Nakhoul i in. wykazali wysoką częstość niewyjaśnionego nadciśnienia płucnego (PHT) u pacjentów ze schyłkową niewydolnością nerek (ESRD) poddawanych przewlekłej hemodializie (HD) przez dostęp tętniczo-żylny (A-V) [21]. Ciśnienie w tętnicy płucnej (PAP) oceniano za pomocą echokardiografii dopplerowskiej. Stężenia metabolitów ET-1 i NO w osoczu oznaczono przed i po zabiegu HD i porównano pomiędzy podgrupami pacjentów z PHT i bez PHT. Spośród 42 badanych pacjentów HD, 20 pacjentów (48%) miało wyższe PHT (PAP = 46±2 mmHg), podczas gdy reszta miała prawidłowe PAP (29+/-1 mmHg) (P<0,0001). W porównaniu z pacjentami z HD bez PHT, pacjenci z HD z PHT mieli większy rzut serca (6,0+/-1,2 w porównaniu z 5,2+/-0,9 l/min, p<0,034), podobne poziomy ET-1 w osoczu (1,6+/-0,7 vs. 2,4+/-0,8 fmol/ml), niższe podstawowe poziomy NO2 + NO3 w osoczu (14,3+/-2,3 μM vs. 24,2+/-5,2μM, P<0,05) oraz niższy wywołany przez HD wzrost metabolitów NO w osoczu (z 14,3+/-2,3 do 39,9+/-11,4 mikroM, P<0,007 vs. od 24,2+/-5,2 do 77,1+/-9,6μM, P<0,0001, odpowiednio). Czasowe zamknięcie dostępu AV sfigmomanometrem u 8 pacjentów z PHT spowodowało przejściowe obniżenie CO (z 6,4+/-0,6 do 5,3+/- 0,5 l/min, P = 0,18) i skurczowego PAP (z 47,2+/ -3,8 do 34,6+/-2,8 mmHg, P<0,028). Podsumowując, ich badanie wykazało wysoką częstość występowania PHT wśród pacjentów z ESRD w przewlekłej HD przez chirurgiczną przetokę AV. Ze względu na wazodylatacyjne i antymitogenne właściwości NO możliwe jest, że osłabiona podstawowa i indukowana HD produkcja NO u pacjentów z PHT przyczynia się do zwiększonego napięcia naczyń płucnych. Co więcej, częściowe przywrócenie prawidłowego PAP i CO u pacjentów z HD, którzy przeszli czasowe zamknięcie zastawki AV lub udaną transplantację, wskazuje, że nadmierny przepływ krwi w płucach jest zaangażowany w patogenezę choroby.

Znaczenie tego badania:

Przetoka AV może mieć istotny wpływ na czynność serca i parametry echokardiograficzne. Wykazano, że FIR zwiększa przepływ dostępu do przetoki AV u pacjentów z przewagą HD. Jednak jego rola w nowo utworzonej przetoce AV nie jest znana. Badanie to ujawni wpływ terapii FIR na parametry echokardiograficzne, przepływ dostępu AVF i funkcję śródbłonka u pacjentów ze schyłkową niewydolnością nerek. Jeśli terapia FIR wiąże się z korzystnym efektem hemodynamicznym u pacjentów ze schyłkową niewydolnością nerek, można ją rozważyć jako metodę terapeutyczną poprawiającą funkcję śródbłonka i wydolność serca u pacjentów ze schyłkową niewydolnością nerek.