Funkcja śródbłonka w mechanicznym wspomaganiu krążenia

Postępy w inżynierii i projektowaniu LVAD, dostosowane do określonych celów fizjologicznych, zaowocowały stworzeniem znacznie mniejszych pomp CF, które mają przewagę techniczną, trwałość pompy i łatwość implantacji w porównaniu ze starszymi i większymi pompami PF. Dodanie sztucznej pulsacji do odśrodkowych LVAD CF nowej generacji zmniejszyło częstość występowania zdarzeń niepożądanych związanych z urządzeniem. Jednak biorąc pod uwagę niedawny charakter tych postępów, wpływ fizjologiczny nie został jeszcze w pełni wyjaśniony. Ogólnie rzecz biorąc, LVAD wykazały dobre wyniki i szybko zyskują na popularności, stając się standardową terapią opornej na leczenie schyłkowej niewydolności serca. Badacze są w stanie zbadać tę nową technologię i wpływ wynikającego z niej zmienionego stanu fizjologicznego.

Nasze zainteresowanie leży w wpływie hemodynamiki ciągłego przepływu na funkcję śródbłonka oraz reakcje serca i narządów końcowych na tę nową terapię. Podstawowe właściwości homeostatyczne zdrowego śródbłonka są częściowo oparte na działaniu sił hemodynamicznych, takich jak ciśnienie hydrostatyczne, rozciąganie cykliczne i naprężenie ścinające płynu, które występują w wyniku ciśnienia krwi i pulsacyjnego przepływu krwi w układzie naczyniowym. W warunkach otoczenia siły te działają zasadniczo miażdżycoochronnie i zwiększają ekspresję syntazy tlenku azotu (eNOS) w celu wytworzenia tlenku azotu (NO), zmniejszają reaktywne formy utleniające (ROS) i stres oksydacyjny, zmniejszają ekspresję prozapalnych cząsteczek adhezyjnych i utrzymują działanie przeciwzakrzepowe. powierzchnia. Wzrost naprężenia ścinającego stymuluje kompensacyjną ekspansję naczyń i tym samym przywraca siły ścinające do poziomów podstawowych. Podobnie zmniejszenie naprężenia ścinającego może zwęzić światło naczynia w sposób zależny od śródbłonka. Zasadniczo naczynie przebudowuje się w odpowiedzi na długoterminowe zmiany przepływu, tak że średnica światła jest przekształcana w celu utrzymania stałego, wcześniej określonego poziomu naprężenia ścinającego. Zdolność śródbłonka do wykrywania naprężeń ścinających jest zatem ważnym wyznacznikiem średnicy światła i ogólnej struktury naczynia. Brak adaptacji do bodźców patofizjologicznych może prowadzić do nieprzystosowawczych odpowiedzi, które skutkują pozornie trwałymi zmianami w fenotypie śródbłonka i sprzyjają dysfunkcji śródbłonka. Zjawisko to odgrywa integralną rolę w kilku procesach chorobowych układu krążenia. Dysfunkcja śródbłonka (zarówno tętnic mikronaczyniowych, jak i przewodowych) jest składową przewlekłej niewydolności serca i koreluje z ciężkością choroby. Poprawa funkcji serca, czy to poprzez terapię medyczną, czy zwiększenie pojemności minutowej serca, może poprawić funkcję śródbłonka i przynieść korzyści pacjentom dzięki lepszej reaktywności naczyń obwodowych. Uważa się jednak, że znaczna część poprawy funkcji śródbłonka jest związana z pulsacyjnym przepływem laminarnym, który występuje w większości łożysk naczyniowych. Wraz ze wzrostem wykorzystania pomp CF stało się jasne, że brak pulsacji niekorzystnie wpływa na śródbłonek poprzez zmniejszenie naprężeń ścinających ściany naczynia; zmniejszanie cyklicznego rozciągania, które wpływa na proliferację komórek naczyniowych; zakłócanie zależnego od śródbłonka rozszerzenia naczyń; aktywacja zewnątrzpochodnego szlaku zakrzepicy; i nasilenie stanu zapalnego naczyń. Przywrócenie pulsacji poprzez strategie kontroli modulacji przepływu może pomóc złagodzić te specyficzne problemy z urządzeniami i pomóc w promowaniu regeneracji śródbłonka. Nasza wiedza na temat wpływu tych konkretnych postępów w terapii LVAD jest jednak ograniczona przez względną młodość w tej dziedzinie. Dlatego celem tego projektu badawczego jest zbadanie ludzkich pacjentów z LVAD w celu określenia wpływu sztucznej pulsacji w fizjologii mukowiscydozy na funkcję mikronaczyniową i śródbłonka oraz jej związek z funkcją serca i narządów obwodowych.