Hämodynamische Parameter bei der initialen Atherogenese in-vivo beim cholesteringefütterten Kaninchen

Abstract

Ziel der Studie war es, einen intravitalen Parameter zu finden, der die Atherogenese anhand der Hautdurchblutung beschreiben und quantifizieren kann. Methode: Bei 15 weißen, männlichen Neuseelandkaninchen wurde eine Atherogenese durch Fütterung von 0,5%ig cholesterolhaltigem Futter induziert. Im vierwöchigem Abstand wurden laborchemische und hämodynamische Para-meter gemessen. Es wurde intraarteriell kontinuierlich der Blutdruck gemessen, simultan wurden in der Aorta abdominalis und A. femoralis communis die Dopplerspektren aufgezeichnet. Die peri-phere Hautdurchblutung wurde im Bereich der rechten Hinterpfote mittels Laser Doppler Flux-metrie quantifiziert. Die erfassten Zeitreihen wurden nach den Messungen nicht-linear untersucht. Das EKG wurde als Trigger mitaufgezeichnet. Nach 12 Wochen wurde in der Aorta thoracalis, den Aa. iliacae und Aa. femorales die mittlere Plaquesfläche, der mittlere prozentuale Stenosegrad und der maximale prozentuale Stenosegrad morphometrisch ermittelt. Ergebnisse: Bei steigenden Serum-Cholesterinwerten kam es bei den Versuchstieren rechtsseitig im Gefäßverlauf zu Stenosen zwischen 0,03 und 98,1% (Im Mittel 9,4 ± 10,5%). Die Pulswellenlaufzeit (PW LZ) in der A. femoralis rechts stieg von 0,190 ± 0,013s auf 0,202 ± 0,009s (p=0,003) an. Der mittlere LDF stieg von 31,04 ± 12,30 um 11,89 AU auf 42,86 ± 19,46 AU an (p= 0,045). Im Untersuchungszeitraum stieg der prozentuale Anteil der Atmung am Vasomotionsmuster der kutanen Perfusion signifikant von 35,11 ± 20,51% auf 50,57 ± 18,53% an (p=0,02), der Anteil der Pulswellenreflexion in der Peripherie verringerte sich von 21,22 ± 14,80% auf 5,26 ± 2,19% (p<0,001). Die mittels Biortho-gonalzerlegung des LDF ermittelte Entropie des kutanen Blutflusses sank hochsignifikant von 0,78 ± 0,18 auf 0,56 ± 0,07 (p<0,0001). Schlussfolgerung: Beim Neuseelandkaninchen kommt es bei 12-wöchigen Cholesterinfütterung zur Entstehung multipler Plaques in den großen Arterien. Da-durch kommt es zu einer signifikanten Veränderung der Pulswellenlaufzeit. Die mittlere Hautdurch-blutung stieg als Ausdruck einer initialen Kompensation der beginnenden peripheren Ischämie an und fiel nach acht Wochen evtl. aufgrund einer deutliche Minderung des Perfusionsdruckes durch die Entwicklung einer manifesten Stenosierung wieder ab. Die Vasomotionsmuster der dermalen Perfusion zeigten im Beobachtungszeitraum hochsignifikante Veränderung. Der Einfluss der in der Peripherie reflektierten Pulswelle nimmt zugunsten des Einflusses der Atmung hochsignifikant ab. Die mittels Biorthogonalzerlegung errechnete Entropie nimmt im Beobachtungszeitraumes konti-nuierlich ab und korreliert negativ zum letzten Messtermin hochsignifikant mit den morphometrisch ermittelten Stenosierungsgraden. Wie im Kaninchenmodell gezeigt lassen sich mittels nicht-linearer Analysemethoden von Laser Doppler Fluxzeitreihen somit bei der initialen Atherogenese intravitale, nicht-invasive Parameter finden, die frühzeitig Veränderungen in der Hämodynamik durch progrediente Stenosierungen in den großen und kleinen arteriellen Gefäßen erfassen.

Aim of the study was to find intravital parameters which discribe and quantify the atherogenesis using the perfusion of the skin. Methods: Atherogenesis was induced in 15 newzealand rabbits by feeding cholesterol. The measured hemodynamic parameters were the intraarterial blood pressure and the Doppler spectra, simultaneously measured in the aorta and the A. femoralis communis. The peripheral cutaneous blood flow was quantified using the Laser Doppler Flux (LDF) of the skin. The data was processed using non- and semilinear methods of analysis like the wavelet analysis and the biorthogonal decomposition. After 12 weeks the findings were correlated to the morphologically measured plaque burden and the stenosis of the arterial walls. Findings: Stenosis between 0,03 und 98,1% ( 9,4 ± 10,5%) were found, pulse wave velocity (PWV) in the right femoral artery increased from 0,190 ± 0,013s to 0,202 ± 0,009s (p=0,003), the LDF increased from 31,04 ± 12,30 to 42,86 ± 19,46 AU (p= 0,045). The respiratoric percentage of the vasomotion increased from 35,11 ± 20,51% to 50,57 ± 18,53% (p=0,02), the percentage of the reflection of the pulse wave in peripheral vessels decreased from 21,22 ± 14,80% to 5,26 ± 2,19% (p<0,001). The entropy of the cutaneous blood flow calculated by using the biorthogonal decomposition decreased highly significant from 0,78 ± 0,18 to 0,56 ± 0,07 (p<0,0001). Conclusions: During cholesterol feeding for 12 weeks multiple plaques were induced in the large arterial vessels of the white newzealand rabbit. Thus, the pulse wave velocity changed significantly. The cutaneous blood flow initially increased to compensate the falling poststenotic pressure only to decrease after manifest stenosis established after 8 weeks. The patterns of the vasomotion changed highly significant. The percentage of the reflection of the pulse wave in peripheral vessels decreased, in change the percentage of the respiration increased. The entropy calculated using the biorthogonal decomposition decreases constantly during the measured time and correlates highly significant to the morphometrically measured occlusion of the large arterial vessels after 12 weeks. Therefore it seems possible to find intravital, non-invasive parameters to describe the initial atherogenesis by processing data of the LDF using non linear methods in order to find early hemodynamic changes caused by progredient stenosis.