Revista Societatii de Medicina Interna

Articolul face parte din revista :
  Nr.6 din luna decembrie 2015

Descarca varianta pdf

Autor

C. Voiculeţ, C. David, R. F. Dragomirescu, O. D. Zară, A. T. Tiron, A. Bălăceanu, G. Aron

Titlu articol

TOMOGRAFIA PRIN COERENȚĂ OPTICĂ, METODĂ INOVATOARE DE EVALUARE A MICROARHITECTURII PLĂCILOR DE ATEROM LA PACIENȚII DIALIZAȚI CRONIC

Cuvinte cheie

hemodializa, metabolismul mineral osos, osteodistrofia renală, ateroscleroza, tomografia prin coerență optică

Articol

Boala renală cronică (BRC) reprezintă o problemă majoră de sănătate publică, milioane de persoane necesitând anual inițierea terapiei de substituție renală prin hemodializă. Complicațiile BRC încep să apară încă de la debutul acestei afecțiuni și se agravează progresiv, persistând și după inițierea terapiei de supleere renală, întrucât funcția nefronilor nu poate fi înlocuită pe deplin.
În numeroase cazuri, momentul diagnosticului bolii renale cronice este și momentul diagnosticului osteodistrofiei renale. Perturbarea metabolismului mineral osos reprezintă principalul promotor al calcificărilor vasculare la pacienții cu afectare renală cronică, dar mecanismul apariției și dezvoltării acestora este încă incomplet elucidat. Afectarea cardiovasculară secundară și calcificările vasculare, precum și manifestarile clinice sunt întâlnite la majoritatea pacienților cu boală renală cronică în stadiul de hemodializă, reprezentând principala cauză de mortalitate și morbiditate(1). De aceea, în ultimele două decade s-a acordat o atenție sporită prevenției și terapiei eficiente, atât a afectării cardiovasculare, cât și a factorilor favorizanți ai acesteia la pacienții uremici(2).
În ciuda progreselor terapeutice, ateroscleroza reprezintă principalul factor de risc al evenimentelor cardiovasculare majore, determinând îngroșarea și pierderea elasticității peretelui vascular arterial la nivelul intimei și mediei, proces amplificat de disfuncția renală(3). Accidentul vascular cerebral și sindroamele coronariene acute secundare aterosclerozei sunt responsabile de aproximativ jumătate dintre decese și reprezintă principala cauză de dizabilitate în populație(4,5).
Ateroscleroza este o boală sistemică, progresivă, imuno-inflamatoare și fibro-proliferativă a arterelor mari și medii. Formarea plăcii de aterom presupune trei etape: inițiere, progresie și complicații. Faza de inițiere este caracterizată de disfuncția endotelială produsă sub influența stimulilor aterogeni precum fumatul, nivelul crescut de colesterol, excesul de homocisteină, agenții infecțiosi, hipertensiunea arterială și diabetul zaharat. Ulterior celulele inflamatorii sunt atrase de moleculele de adeziune exprimate pe endoteliul lezat, intervine acțiunea citokinelor inflamatorii, cu formarea de macrofage în intima vasculară și maturarea lor în celule spumoase care încorporează LDL-oxidat, declanșându-se astfel un cerc vicios cu stimularea eliberării de chemokine și citokine care propagă și întrețin inflamația(5, 6, 7).
Progresia are loc prin acumularea celulelor musculare netede intimale și este repercursiunea răspunsului fibro-proliferativ la inflamație. Aceste celule musculare netede detemină stabilitatea plăcii, prin rețeaua de colagen pe care o formează din macromolecule ale matricei extracelulare. Evoluția este caracterizată de fibroză și calcificare, cu apariția vaselor de neoformație.
În consecință, identificarea leziunilor de ateroscleroză trebuie realizată precoce, prin tehnici de imagistică de calitate, care să ofere informații detaliate cu privire la plăcile de aterom, de la progresia anatomică, la modificările biochimice și funcționale care însoțesc formarea lor și răspunsul la conduita terapeutică(5, 8). La pacienții cu boală renală cronică sunt descrise trei tipuri de afectări vasculare: ateroscleroza, arterioscleroza și arteriolopatia uremică calcificantă.
Tipul precis de leziune vasculară poate fi precizat, în prezent, prin intermediul unei metode inovatoare – tomografia prin coerență optică (optical coherence tomography - OCT), care utilizează un fascicul laser din domeniul infraroșu orientat către peretele vascular, de unde este reflectat. Are avantajul unei rezoluții înalte (4-20 µm), care oferă imagini în detaliu ale țesuturilor, realizând astfel, cu ușurință, diferența între depozitul de lipide și țesutul normal cu conținut crescut de apă. Poate cuantifica precis grosimea capișonului fibros, deși penetrația tisulară este relativ redusă, de numai 1-2 mm. S-a dovedit superioară ecografiei intravasculare (intravascular ultrasound - IVUS), deoarece furnizează date mult mai detaliate despre grosimea intimei, a conținutului plăcii de aterom și a miezului lipidic, recunoaște capișonul subțire al plăcii și trombii. Gradul redus de penetrare tisulară, absorbția luminii laser și elementele figurate ale sângelui sunt motivele pentru care această investigație se realizează numai pe vase sangvine cu circulația oprită. OCT este singura metodă capabilă să detecteze plăcile vulnerabile, care predispun la apariția unui eveniment cardiovascular major(4, 5, 9).
Rezoluția spațială excepțională a metodei a permis chiar și cuantificarea conținutului în macrofage al capișonului fibros, a eroziunii acestuia, ceea ce reprezintă una dintre metodele cele mai avansate tehnologic în momentul de față pentru aprecierea instabilității plăcii de aterom în condiții clinice. Prezintă sensibilitate cuprinsă între 71-96% și specificitate între 90-98% pentru identificarea morfologiei plăcii, dovedite de studii care au efectuat și examenul histologic al acestor leziuni(10, 11, 12).
Metoda a fost introdusă în practică în anul 1991 de către Huang și echipa sa, fiind inițial utilizată în oftalmologie pentru țesuturile transparente, ca cele de la nivelul ochiului(13, 14). Cu timpul, s-a dovedit a fi utilă și în alte specialități medicale ca oncologia, gastroenterologia, dermatologia, mai nou în nefrologie și cardiologie, unde este folosită pentru evidențierea și caracterizarea leziunilor aterosclerotice, cu scopul stabilirii unei strategii terapeutice cât mai eficiente(13, 15-23).
Este cunoscută și bine documentată rata crescută de apariție a aterosclerozei și calcificărilor vasculare la pacienții cu boală renală cronică, în special la cei aflați în hemodializă, față de pacienții fără afectare renală. Abordarea imagistică de mare precizie asigură posibilitatea de predicție a evenimentelor majore, prin stratificarea individuală a riscului cardiovascular(4, 23, 24).
Caracterizarea plăcilor de aterom la pacienții cu boală renală cronică ne poate orienta asupra mecanismului fiziopatologic de apariție al acestora. OCT este o metodă prin care putem vizualiza detalii morfologice, evidențiind conținutul mare de lipide, însoțite de calcificări și complicațiile acestora(25). Din cauza toxicității uremice se produc multiple disfuncții metabolice și endocrine (sindromul inflamator și alterarea metabolismului calciului și fosforului), complicații care se dezvoltă încă din stadiul incipient al bolii renale cronice și conduc la apariția calcificărilor vasculare(26, 27).
Cristalele de colesterol au un rol important în procesul de ateroscleroză și reprezintă un marker al leziunilor aterosclerotice avansate(28, 29). Pe imaginile realizate prin OCT aceste cristale apar ca leziuni liniare, subțiri, de intensitate crescută, ascociate frecvent cu plăci bogate în lipide. Modificarea caracteristicilor unei plăci de aterom, cu eroziunea acesteia și expunerea substratului trombogenic, predispune la apariția unui eveniment ischemic. Dacă trombul este nonocluziv, nu se produce ischemie sau necroză miocardică (eveniment silențios), dar trombul se va reorganiza și, astfel, placa va crește în dimensiuni. Procesul este facilitat de tulburările metabolismului mineral osos din cadrul sindromului uremic(26, 30).
OCT poate diferenția trei tipuri de plăci: fibroase, calcificate și bogate în lipide. Plăcile fibroase sunt caracterizate de o regiune omogenă cu semnal înalt, cu atenuare scăzută, cele calcificate sunt bine delimitate, ca regiuni cu semnal scăzut și margini neregulate, iar plăcile bogate în lipide sunt regiuni cu semnal scăzut și margini delimitate difuz(10, 31). De asemenea, tomografia prin coerență optică permite identificarea celor trei straturi ale pereților arteriali, realizând ușor diferența între ateroscleroză și arterioscleroză. Intima se observă ca un strat cu semnal bogat, lângă lumen; media este un strat mijlociu cu semnal slab și adventicea este identificată ca un strat extern cu semnal bun(32).
Studiile au demonstrat că declinul funcției renale se asociază cu scăderea țesutului fibros și creșterea cantității de lipide, deci cu un risc mai mare de apariție a unei plăci vulnerabile, care este caracteristică fazei de complicații(26, 33).
Placa de aterom instabilă este rezultatul unor procese complexe. Catabolizarea constituenților matricei extracelulare sub acțiunea proteazelor, degradarea colagenului și elastinei au ca efect remodelarea plăcii, cu accentuarea procesului inflamator și predispunerea fie la eroziune, fie la ruptură. Corespondentul anatomopatologic pentru plăcile cu iminență de ruptură este descris având capișon fibros subțire (<65 µm), inflamat (bogat în macrofage), cu puține celule musculare netede ca urmare a apoptozei și nucleu necrotic mai mare de 30% din volumul plăcii, bogat în lipide, moale. Placa cu iminență de eroziune se diferențiază greu față de placa stabilă pentru că este heterogenă și definită constant doar prin prezența trombului mural. OCT prezintă un avantaj important față de celelalte metode imagistice deoarece poate evidenția aceste modificări, permițând stabilirea conduitei terapeutice în timp util(5, 6, 7, 22).
În plus, OCT are capacitatea de a oferi o perspectivă inegalabilă în diferite faze ale bolii aterosclerotice și permite aprecierea răspunsului vascular la terapie. OCT detectează structurile pereților arteriali și ajută la determinarea diferitelor elemente constitutive histologice. Capacitatea sa de a distinge diferite grade de modificări aterosclerotice și diferite tipuri de plăci este comparativă cu examenul histopatologic. Avantajul major al OCT este că evidențiază în timp real, in vivo, în rezoluție endovasculară, structurile vasculare și răspunsul la terapie.
Uremia este un factor proaterogen, prin urmare boala cardiacă ischemică este frecventă la uremici; după moartea subită, infarctul miocardic reprezintă a doua cauză de deces a dializaților cronici, iar episoadele de angor pectoris sunt frecvente în cursul ședinței de hemodializă(34, 35, 36). S-a studiat microarhitectura plăcii de aterom și s-a observat că pacienții cu angor pectoris clasa III Braunwald prezintă plăci instabile (cu risc de ruptură) față de pacienții cu angor pectoris clasa I și II Braunwald, ale căror manifestări clinice sunt repercursiunea plăcilor cu capișon fibros subțire, care prezintă ulcerații. În plus, OCT diferențiază tombul roșu (bogat în hematii) de trombul alb (bogat în trombocite și fibrină) cu o sensibilitate de 90% și o specificitate de 88% și are capacitatea de a identifica vasele de neoformație de la nivelul plăcii, stabilind astfel riscul de apariție a unui sindrom coronarian acut. Un alt mare avantaj al acestei investigații este capacitatea de urmărire în timp a evoluției leziunilor tratate fie medicamentos, fie prin stentare, permițând evidențierea reapariției depozitelor de lipide, cristalelor de colesterol și a trombilor intrastent(32).
Limitarea metodei constă în evaluarea a maxim 2 mm din grosimea peretelui arterial; cu toate acestea, permite evaluarea caracteristicilor și grosimii capișonului fibros de deasupra plăcii, detalii importante asupra evoluției ulterioare(37). Inflamația locală angrenează o activitate intens proteolitică și predispune la ruptura plăcii, formarea de tromb, ischemie și infarct. Acesta este principalul mecanism fiziopatologic implicat în progresia acută a unei plăci aterosclerotice către un eveniment cardiovascular major(7). Existența unui număr mare de pacienți dializați asimptomatici din punct de vedere al afecțiunilor cardiovasculare impune investigarea și monitorizarea cardiologică încă de la diagnosticul bolii renale, pentru a putea preveni apariția sau agravarea complicațiilor(2).
Datele actuale din literatură atestă implicațiile cardiovasculare ale perturbării metabolismului mineral osos din insuficiența renală cronică, în special la pacienții dializați, pentru că hemodializa în sine este considerată un factor de stres al aparatului cardiovascular prin favorizarea dezvoltării aterosclerozei, variațiile bruște ale osmolarității sangvine, ale compoziției electrolitice a plasmei și oscilațiile presiunii arteriale(34, 3). Prezența factorilor de risc cardiovascular la acești bolnavi agravează prognosticul general, motiv pentru care prevenția, depistarea lor precoce și tratamentul adecvat au impact semnificativ asupra evoluției.
OCT furnizează date anatomice de înaltă rezoluție, pe care cardiologul și nefrologul le pot utiliza în scopul optimizării strategiei terapeutice, deoarece aceasta permite analiza structurală detaliată a plăcilor de ateroscleroză (tabelul 1) și ajută la evidențierea modificărilor ce se produc la acest nivel sub tratamentul complex al aterosclerozei, al complicațiilor uremice și al osteodistrofiei renale, reușind, astfel, să prevină sindroamele coronariene acute sau alte evenimente ischemice.

Tabelul 1. Caracteristicile microstructurii plăcilor de aterom evidențiate de tomografia prin coerență optică(38)

Bibliografie
1.    I. A. Checheriţă, Diana Smarandache, Cristiana David, Al. Ciocâlteu, Daniela Adriana Ion, I. Lascăr. Vascular calcification in chronic kidney disease – clinical management. Rom J Morphol Embryol. 2012; 53(1):7-13.
2.    Dimitriu L, Dimitriu AG. Afectarea cardiovasculară în insuficiența renală la copil. Progrese în Cardiologie. 2014; IX:78-92.
3.    I. A. Checheriţă, Flavia Turcu, R. F. Dragomirescu, A. Ciocâlteu. Chronic complications in hemodialysis correlations with primary renal disease. Rom J Morphol Embryol. 2010; 51(1):21-26.
4.    Vancraeynest D, Pasquet A, Roelants V, Gerber BL, Vanoverschelde JL. Imaging the vulnerable plaque. J Am Coll Cardiol. 2011; 57(20):1961-1979.
5.    Aursulesei V, Cozma A. Update în imagistica plăcii de aterom: de la ateroscleroza precoce la placa vulnerabilă. Progrese în Cardiologie. 2013; X:81-94.
6.    Singh A, Neki NS, Bisht M et al. Current advances in understanding the pathogenesis of atheroslcerosis and its clinical implications in coronary artery disease. JIMSA. 2012; 25(4):251-253.
7.    Ginghină C, Beladan C, Folescu C et al. Ateroscleroza. În: Ginghină C (editor). Mic Tratat de Cardiologie. București: Editura Academiei Române, 2010, p. 189-200.
8.    Libby P, DiCarli M, Weissleder R. The vascular biology of atherosclerosis and imaging targets. J Nucl Med.; 51(Suppl 1):33S-37S.
9.    Falk E, Nakano M, Bentzon JF, Finn AV, Virmani R. Update on acute coronary syndromes: the pathologists' view. Eur Heart J. 2013; 34(10):719-728.
10.    Hasegawa T, Shimada K. Clinical and research applications of optical coherence tomography imaging in coronary artery disease. În: Baskot BG (editor). What should we know about prevented, diagnostic, and interventional therapy in coronary artery disease. InTech, 2013, p. 143-151.
11.    Yabushita H, Bouma BE, Houser SL et al. Characterization of human atherosclerosis by optical coherence tomography. Circulation. 2002; 106(13):1640-1645.
12.    Kume T, Akasaka T, Kawamoto T et al. Assessment of coronary arterial plaque by optical coherence tomography. Am J Cardiol. 2006; 97(8):1172-1175.
13.    Huang D, Swanson EA, Lin CP et al. Optical coherence tomography. Science. 1991; 254(5035):1178-1181.
14.    Swanson EA, Izatt JA, Hee MR et al. In vivo retinal imaging by optical coherence tomography. Opt Lett. 1993; 18(21):1864-1866.
15.    Farooq MU, Khasnis A, Majid A, Kassab MY. The role of optical coherence tomography in vascular medicine. Vasc Med. 2009; 14(1):63-71.
16.    Tearney GJ, Brezinski ME, Bouma BE et al. In vivo endoscopic optical biopsy with optical coherence tomography. Science. 1997; 276(5321):2037-2039.
17.    Brezinski ME, Tearney GJ, Bouma BE et al. Optical coherence tomography for optical biopsy. Properties and demonstration of vascular pathology. Circulation. 1996; 93(6):1206-1213.
18.    Brezinski ME, Tearney GJ, Weissman NJ et al. Assessing atherosclerotic plaque morphology: comparison of optical coherence tomography and high frequency intravascular ultrasound. Heart. 1997; 77(5):397-403.
19.    Pinto TL, Waksman R. Clinical applications of optical coherence tomography. J Interv Cardiol. 2006; 19(6):566-573.
20.    Welzel J, Lankenau E, Birngruber R, Engelhardt R. Optical coherence tomography of the human skin. J Am Acad Dermatol. 1997; 37(6):958-963.
21.    Li XD, Boppart SA, Van Dam J et al. Optical coherence tomography: advanced technology for the endoscopic imaging of Barrett's esophagus. Endoscopy. 2000; 32(12):921-930.
22.    Tearney GJ, Brezinski ME, Boppart SA et al. Images in cardiovascular medicine. Catheter-based optical imaging of a human coronary artery. Circulation. 1996; 94(11):3013.
23.    Prabhudesai V, Phelan C, Yang Y, Wang RK, Cowling MG. The potential role of optical coherence tomography in the evaluation of vulnerable carotid atheromatous plaques: a pilot study. Cardiovasc Intervent Radiol. 2006; 29(6):1039-1045.
24.    Taylor AJ, Merz CN, Udelson JE. 34th Bethesda Conference: Executive summary--can atherosclerosis imaging techniques improve the detection of patients at risk for ischemic heart disease? J Am Coll Cardiol. 2003; 41(11):1860-1862.
25.    Prati F, Regar E, Mintz GS et al. Expert review document on methodology, terminology, and clinical applications of optical coherence tomography: physical principles, methodology of image acquisition, and clinical application for assessment of coronary arteries and atherosclerosis. Eur Heart J. 2010; 31(4):401-415.
26.    Kato K, Yonetsu T, Jia H et al. Nonculprit coronary plaque characteristics of chronic kidney disease. Circ Cardiovasc Imaging. 2013; 6(3):448-456.
27.    Massy ZA, Ivanovski O, Nguyen-Khoa T et al. Uremia accelerates both atherosclerosis and arterial calcification in apolipoprotein E knockout mice. J Am Soc Nephrol. 2005; 16(1):109-116.
28.    Duewell P, Kono H, Rayner KJ et al. NLRP3 inflammasomes are required for atherogenesis and activated by cholesterol crystals. Nature. 2010; 464(7293):1357-1361.
29.    Stary HC, Chandler AB, Dinsmore RE et al. A definition of advanced types of atherosclerotic lesions and a histological classification of atherosclerosis. A report from the Committee on Vascular Lesions of the Council on Arteriosclerosis, American Heart Association. Circulation. 1995; 92(5):1355-1374.
30.    Virmani R, Kolodgie FD, Burke AP, Farb A, Schwartz SM. Lessons from sudden coronary death: a comprehensive morphological classification scheme for atherosclerotic lesions. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2000; 20(5):1262-1275.
31.    Yabushita H, Bouma BE, Houser SL et al. Characterization of human atherosclerosis by optical coherence tomography. Circulation. 2002; 106(13):1640-1645.
32.    Kubo T, Akasaka T. Identification of vulnerable plaques with optical coherence tomography. În: Pešek K (editor). Atherosclerotic Cardiovascular Disease. InTech, 2011, p. 71-88.
33.    Hayano S, Ichimiya S, Ishii H et al. Relation between estimated glomerular filtration rate and composition of coronary arterial atherosclerotic plaques. Am J Cardiol. 2012; 109(8):1131-1136.
34.    Rădulescu D, David C, Ciocâlteu A, Mocanu B, Costache DM. Insuficiența renală cronică. În: Ciocâlteu A (editor). Tratat de Nefrologie. București: Editura Național, 2006, p. 593-642.
35.    I. A. Checheriţă, C. David, L. Stoica, P. Popescu, A. Ciocâlteu, I. Lascăr. New mediators of vascular damage in dialysed patients. Rom J Morphol Embryol. 2011; 52(2):533-536.
36.    Ileana Peride, Ionel Alexandu Checheriță, Diana Ruxandra Steluța Smarandache, Daniela Rădulescu, Ruxandra Diana Sinescu, Andrei Niculae, Cătălin Pricop. Vascular calcification in continuous ambulatory peritoneal dialysis patients. Rom J Morphol Embryol. 2015; 56(2 Suppl):777-780.
37.    Coletta J, Suzuki N, Nascimento BR et al. [Use of optical coherence tomography for accurate characterization of atherosclerosis]. Arq Bras Cardiol. 2010; 94(2):250-254, 268-272, 254-259.
38.    Shah NR, Howlett PJ, Fluck DS, Williams M, Jacques A et al. Optical Coherence Tomography in Coronary Atherosclerosis. MOJ Anat Physiol. 2015; 1(1):00003.