Nghiên cứu đáp ứng giãn mạch qua trung gian dòng chảy bằng siêu âm động mạch cánh tay ở bệnh nhân đái tháo đ ờng týp 2

• Các yếu tố giãn mạch o Nitric oxid NO Furchgott và Zawadzki 1980 đã chứng minh được vai trò không thể thiếu của tế bào nội mạc trong đáp ứng giãn mạch với acetylcholin ngoại sinh ở độn

nghiên cứu đáp ứng giãn mạch qua

trung gian dòng chảy bằng siêu âm động mạch cánh tay

ở bệnh nhân đái tháo đường týp 2

5923-7

28/6/2006

Nhà xuất bản y học

Bệnh viện Nội tiết – viện lão khoa

Báo cáo tổng kết đề tài nhánh cấp Nhà nước

Mã số : KC.10.15.04.03

nghiên cứu đáp ứng giãn mạch qua trung gian dòng chảy bằng siêu âm động mạch cánh tay

ở bệnh nhân đái tháo đường týp 2

Thuộc Đề tài NCKH cấp Nhà nước KC.10.15

Dịch tễ học bệnh Đái tháo đường ở Việt Nam các phương pháp điều trị và biện pháp dự phòng

Nhà xuất bản y học

Chñ biªn:

PGS TS T¹ V¨n B×nh

Th− ký:

PGS TS Ph¹m Th¾ng ThS NguyÔn Hång H¹nh

Chỉ số khối cơ thể (Body mass index)

Đái tháo đường Giãn mạch qua trung gian dòng chảy (Flow mediated dilatation) Huyết áp tâm thu

Huyết áp tâm trương Hemoglobin A1c Microalbumin niệu (Microlabuminuria) Rối loạn chuyển hoá

Rối loạn chức năng nội mạc

Tổ chức y tế thế giới Tăng huyết áp Xơ vữa động mạch Cholesterol toàn phần (Cholesterol total) Triglycerid

Cholesterol của lipoprotein tỷ trọng cao (High density lipoprotein cholesterol) Cholesterol của lipoprotein tỷ trọng thấp (Low density lipoprotein cholesterol)

đặt vấn đề

Đái tháo đường là một bệnh rối loạn chuyển hoá mãn tính có tốc độ phát triển nhanh Bệnh mang tính xã hội ở nhiều nước, đặc biệt là nước công nghiệp phát triển và có khuynh hướng gia tăng tại các nước đang phát triển Theo ước tính của TCYTTG: năm 1985, trên thế giới có khoảng 30 triệu người bị ĐTĐ,

đến năm 2000 là 175 triệu người và dự báo năm 2010 số người ĐTĐ sẽ là 220,7 triệu, trong đó ở châu á sẽ có 123,3 triệu người bị ĐTĐ [96]

ĐTĐ là bệnh có nhiều biến chứng cấp và mãn tính Trong đó, biến chứng mãn tính rất đa dạng gồm bệnh mạch máu lớn và bệnh mạch máu nhỏ Trong bệnh mạch máu lớn thì xơ vữa động mạch là một biến chứng nặng nề và nguy hiểm

Tổn thương mạch máu lớn do XVĐM ở bệnh nhân ĐTĐ là tổn thương thường gặp, xẩy ra sớm và đặc biệt gây hậu quả nghiêm trọng: 70-75% bệnh nhân ĐTĐ tử vong do những biến chứng của XVĐM như tai biến mạch máu não, nhồi máu cơ tim, tắc động mạch chi dưới Một số bệnh nhân chịu cảnh tàn phế như: liệt nửa người, suy tim, cắt cụt chi [91]

Mặc dù căn nguyên của XVĐM còn nhiều điểm chưa sáng tỏ, tuy nhiên gần đây người ta cho rằng rối loạn chức năng nội mạc (endothelial dysfunction)

là yếu tố sớm, quan trọng gây XVĐM [26],[37],[52],[93]

Từ những năm 80, người ta đã đánh giá chức năng nội mạc của động mạch vành bằng cách đo mức độ giãn mạch khi tiêm vào động mạch một số chất làm tế bào nội mạc tăng giải phóng NO Tuy nhiên, phương pháp này có nhiều nhược

điểm vì là phương pháp thăm dò xâm nhập

Đầu những năm 90, một số phương pháp thăm dò không xâm nhập đã

được phát triển để đánh giá chức năng nội mạc Trong đó, phương pháp sử dụng

siêu âm đo mức độ giãn động mạch ở nông (ví dụ động mạch cánh tay, động mạch đùi ) khi làm nghiệm pháp gây xung huyết (hyperaemia) là phương pháp mới, có nhiều hứa hẹn

Trong phương pháp này, người ta gây xung huyết bằng cách garo động

mạch, sau đó đo mức độ giãn của động mạch được nghiên cứu, gọi là giãn mạch

qua trung gian dòng chảy (Flow Mediated Dilatation, FMD) Một số tác giả

cũng đã chứng minh rằng nếu trước đó bệnh nhân đã được dùng các chất ức chế tổng hợp NO thì đáp ứng giãn mạch sẽ bị ngăn chặn gần như hoàn toàn [51] Vì vậy, đáp ứng giãn mạch qua trung gian dòng chảy được xem là có liên quan đến

sự giải phóng NO của các tế bào nội mạc mạch máu

Cũng đã có những bằng chứng về mối tương quan giữa chức năng nội mạc của động mạch vành với chức năng nội mạc của động mạch cánh tay và cả hai chỉ số này đều dự báo sớm bệnh lý tim mạch [21] Do đó, việc đánh giá chức năng nội mạc ngày càng có xu hướng được thực hiện bằng cách đo đáp ứng giãn mạch qua trung gian dòng chảy (FMD) tại động mạch cánh tay

Phương pháp đánh giá chức năng nội mạc không xâm nhập này cũng cho kết quả phù hợp với các phương pháp thăm dò xâm nhập khác Sau những nghiên cứu cơ bản trên, phương pháp này đã được đưa ra ứng dụng ở nhiều đối tượng có nguy cơ XVĐM như tăng huyết áp, tăng cholesterol máu, hút thuốc lá Kết quả cho thấy những người có yếu tố nguy cơ XVĐM thường giảm đáp ứng giãn mạch qua trung gian dòng chảy so với nhóm chứng

Tuy nhiên, ở Việt nam, cho đến thời điểm hiện tại mới chỉ có nghiên cứu

về kỹ thuật đánh giá chức năng nội mạc bằng cách sử dụng siêu âm đo đáp ứng giãn mạch qua trung gian dòng chảy

Do đó, chúng tôi thực hiện đề tài này với mục tiêu:

1-Đánh giá đáp ứng giãn mạch qua trung gian dòng chảy (FMD%) bằng kỹ thuật siêu âm động mạch cánh tay khi làm nghiệm pháp gây xung huyết ở nhóm người “bình thường” và bệnh nhân đái tháo đường týp 2

2-Tìm hiểu mối tương quan giữa đáp ứng giãn mạch qua trung gian dòng chảy (FMD%) với HbA1c, microalbumin niệu ở bệnh nhân đái tháo

đường týp 2

3-Đánh giá sự thay đổi của chỉ số FMD(%) dưới ảnh hưởng của điều trị

Chương 1 Tổng quan

1.1 Tình hình bệnh đái tháo đường trên thế giới và ở Việt nam

1.1.1 Tình hình bệnh đái tháo đường trên thế giới và ở Việt nam

Bệnh đái tháo đường biểu hiện bởi sự gia tăng đường huyết và rối loạn chuyển hoá glucid, protid, lipid thường kết hợp với sự giảm tuyệt đối hay tương

đối về tác dụng và/hoặc tiết insulin (TCYTTG-1994)

Bệnh ĐTĐ được công bố từ những năm 1875 Năm 1985, TCYTTG ước tính trên toàn thế giới có khoảng 30 triệu người được chẩn đoán ĐTĐ Năm

1994, trên toàn thế giới có khoảng 110 triệu người ĐTĐ; Năm 1995 tăng lên 135 triệu người ĐTĐ (chiếm 4% dân số thế giới) Dự báo đến năm 2025 sẽ có 300 triệu người ĐTĐ (chiếm 5,4% dân số thế giới) [3]

Khu vực gia tăng mạnh nhất là châu á và châu Phi ở châu á: Năm 1995

có 62,5 triệu người được phát hiện ĐTĐ, trong đó ĐTĐ týp 2 là 61,5 triệu Dự kiến năm 2010 sẽ có 123,3 triệu người ĐTĐ, trong đó ĐTĐ týp 2 là 120,1 triệu người [96]

Dự đoán của các chuyên gia y tế thế giới trong vòng 20 năm tới bệnh sẽ tăng 42% ở các nước công nghiệp phát triển còn ở các nước đang phát triển tỷ lệ bệnh sẽ tăng tới 170% [3]

ở Việt nam: Tỷ lệ bệnh ngày càng cao Theo điều tra dịch tễ năm 1990 ở

Hà Nội có tỷ lệ chỉ 1,2%; Huế là 0,96% và thành phố Hồ Chí Minh là 2,52%[3] Năm 2001, tỷ lệ bệnh ĐTĐ týp 2 ở các thành phố lớn (Hà Nội, Hải Phòng, Đà Nẵng, thành phố Hồ chí Minh ) lên đến 4,1% Năm 2002, tỷ lệ ĐTĐ týp 2 trong cả nước là 2,7%, trong đó tỷ lệ ở các thành phố lớn là 4,4% [5]

Sự gia tăng nhanh chóng của bệnh làm nó thực sự là mối quan tâm chung của xã hội và của y tế cộng đồng

1.1.2 Một số xét nghiệm sinh hoá liên quan đến bệnh đái tháo đường

1.1.2.1 HbA1c và đái tháo đường

• Khái niệm

HbA1 là một loại huyết sắc tố chiếm trên 90% trong các loại huyết sắc tố HbA1 được chia làm ba loại HbA1a, HbA1b, HbA1c Trong đó HbA1c chiếm từ 4- 6% ở người bình thường và tăng một cách chuyên biệt hơn trong trường hợp tăng đường huyết mãn tính và có vẻ liên quan đến tình trạng chuyển hoá [16] Các phân tử HbA1c được hình thành khi huyết sắc tố kết hợp với glucose nên còn

được gọi là huyết sắc tố glucosylat Phản ứng glucosylat hoá là phổ biến, xảy ra

tự nhiên trong cơ thể và không đảo ngược được Do vậy, huyết sắc tố glucosylat

sẽ tồn tại trong suốt đời sống của hồng cầu và phản ánh mức đường huyết trung bình khoảng 6 – 8 tuần trước đó [12],[16],[41],[68]

• HbA1c và đái tháođường

Chỉ số HbA1c được đánh giá lần đầu tiên vào những năm 1970 Tuy nhiên phải đến những năm 1990, dựa trên nghiên cứu của DCCT (Diabetes Control & complications Trial) hiệp hội ĐTĐ Mỹ đã khuyến cáo sử dụng chỉ số HbA1c để

đánh giá kết quả điều trị ở bệnh nhân ĐTĐ Chỉ số HbA1c đã được coi là

“tiêu chuẩn vàng” phản ánh mức độ kiểm soát đường huyết ở bệnh nhân ĐTĐ [41] ở bệnh nhân ĐTĐ, chỉ số HbA1c cho biết mức độ kiểm soát đường huyết,

hiệu quả của điều trị và nguy cơ có thể phát triển một biến chứng cấp và/ hoặc

mãn tính Chỉ số HbA1c bình thường ở bệnh nhân ĐTĐ giúp phòng, giảm và làm chậm biến chứng của ĐTĐ Theo DCCT, khi đường huyết được kiểm soát tốt để HbA1c ở mức bình thường sẽ giúp phòng, giảm và làm chậm khoảng 76% biến chứng mắt, 60% biến chứng thần kinh và 35 - 56% biến chứng thận do ĐTĐ [39]

Theo nghiên cứu UKPDS (2000) cho thấy giảm 1% HbA1c ở bệnh nhân

ĐTĐ týp 2 sẽ giảm khoảng 21% biến chứng của bệnh nói chung, 21% tử vong do

ĐTĐ, 14% nhồi máu cơ tim, 37% biến chứng vi mạch [84] Nghiên cứu về tỷ lệ

tử vong ở các đối tượng có HbA1c khác nhau Khaw và cộng sự [57] nhận thấy khi HbA1c tăng 1% (từ 5 % lên 6 %) thì tỷ lệ tử vong tăng 28%

1.1.2.2 Microalbumin niệu và đái tháo đường

• Khái niệm [11],[12],[73]

MAU là hiện tượng rò rỉ albumin qua màng đáy cầu thận

Bình thường albumin được bài xuất trong nước tiểu khoảng 1,5–20 àg/phút, trung bình là 6,5 àg/phút

MAU là lượng albumin được bài xuất trong nước tiểu ở mức 20-200 àg/phút hay 30-300 mg/24h

Mức bài xuất albumin niệu tăng trong các trường hợp: Nhiễm trùng tiết niệu, bệnh cầu thận, suy tim nặng, suy gan nặng, ĐTĐ có nhiễm toan ceton, đang

có thai, đang có kinh nguyệt, hoạt động thể lực nặng

• MAU và ĐTĐ

Giai đoạn sớm của ĐTĐ, xuất hiện MAU là biểu hiện tăng lọc cầu thận Tổn thương chỉ có tính chất tạm thời sẽ mất đi khi đường huyết được kiểm soát tốt, đến giai đoạn sau MAU sẽ tồn tại liên tục [41]

MAU thường được phát hiện thấy ngay khi bệnh nhân được chẩn đoán

ĐTĐ Theo Gall và cộng sự tỷ lệ bệnh nhân ĐTĐ týp 2 có MAU khoảng 30%-40% [44],[73] Theo Deckert và cộng sự tỷ lệ này khoảng 15%-20% [40]

MAU có thể có trước khi xuất hiện ĐTĐ týp 2, MAU xuất hiện sớm trong hội chứng đề kháng insulin trong đó có tăng huyết áp và béo phì

Nghiên cứu của Gall MA (1995) trên 328 người Cap-ca ĐTĐ týp 2 được theo dõi trong 5 năm Kết quả cho thấy tỷ lệ tử vong ở bệnh nhân MAU âm tính

là 8%, tỷ lệ tử vong ở bệnh nhân MAU dương tính là 20% và tỷ lệ tử vong ở bệnh nhân ĐTĐ có albumin niệu là 35% với p <0,01 (nhóm MAU âm tính so với nhóm MAU dương tính và so với nhóm có albumin niệu) và p < 0,05 (nhóm có MAU dương tính so với nhóm có albumin niệu) Trong đó, nguyên nhân tử vong chủ yếu là bệnh lý tim mạch [45]

Như vậy, sự xuất hiện MAU ở bệnh nhân ĐTĐ týp 2 là một dấu hiệu cảnh báo bệnh lý tim mạch

1.2 Đái tháo đường và xơ vữa động mạch

1.2.1 Sơ lược cấu tạo của động mạch [1], [2]

Động mạch gồm có ba lớp đồng tâm, theo thứ tự từ trong ra ngoài gồm:

- Lớp áo trong (còn gọi là lớp nội mạc)

- Lớp áo giữa (còn gọi là lớp trung mạc)

- Lớp áo ngoài (còn gọi là lớp ngoại mạc)

1.2.1.1 Lớp áo trong gồm 3 lớp

+ Lớp nội mô là lớp mỏng phủ các tế bào nội mô

+ Lớp dưới nội mô được cấu tạo bởi mô liên kết thưa và có ít sợi cơ trơn và

Là mô liên kết có nhiều sợi keo và sợi chun chạy dọc theo ống mạch Bao bọc ba tầng áo trên của động mạch là mô liên kết có chứa mạch và thần kinh

1.2.2 Bệnh sinh xơ vữa động mạch

XVĐM là những tổn thương lan toả tại động mạch, tiến triển từ từ trong nhiều năm, thậm chí nhiều chục năm, cuối cùng dẫn đến hẹp/tắc động mạch, gây nhiều tai biến trên lâm sàng như hội chứng mạch vành cấp, tai biến mạch máu não

Quá trình hình thành XVĐM:

ư Đầu tiên là những tổn thương của lớp tế bào nội mạc [6],[10],[14] Những

tế bào nội mạc tổn thương giảm khả năng sản xuất NO NO được coi là chống XVĐM nội sinh quan trọng nhất [20],[26],[56]

ư Sau khi tế bào nội mô bị tổn thương là sự bám dính của các tiểu cầu, tế bào đơn nhân và đại thực bào có thụ thể cho LDL-c bị oxy hoá Vì thế, chúng sẽ bắt giữ các phân tử này rồi biến đổi thành các tế bào bọt, các tế bào sau này sẽ thâm nhiễm vào thành mạch Các tế bào cơ trơn sẽ di chuyển từ lớp áo giữa ra lớp nội mạc và tạo nên mảng xơ [6],[10],[32]

Như vậy, tổn thương của tế bào nội mạc là điều kiện tiên quyết khởi động

cho quá trình hình thành và phát triển của XVĐM

khởi phát cùng với sự rối loạn chuyển hoá lipid, sự đề kháng insulin thường thấy ở bệnh nhân ĐTĐ tạo điều kiện cho sự hình thành và phát triển mảng xơ vữa [48]

Nghiên cứu của Nguyễn Hải Thuỷ trên 116 bệnh nhân ĐTĐ týp 2 cho thấy

có 77,6% bệnh nhân có tổn thương động mạch cảnh dưới dạng các mảng xơ vữa

có bề dày ≥ 1mm, cao hơn nhóm chứng cùng độ tuổi 1,8 lần; 28,4% bệnh nhân

có tổn thương động mạch chi dưới dưới dạng các mảng xơ vữa có bề dày ≥ 1mm, cao hơn nhóm chứng 2,8 lần [15]

1.2.4 Biểu hiện tổn thương do XVĐM ở bệnh nhân ĐTĐ

1.2.4.1 Suy vành

Bệnh nhân ĐTĐ có nguy cơ bệnh tim mạch tăng từ 2-5 lần so với người không ĐTĐ [12],[14] Bệnh mạch vành ở bệnh nhân ĐTĐ thường nặng nề hơn vì tổn thương động mạch vành là tổn thương lan toả, phức tạp, hệ thống tuần hoàn bàng hệ ngoằn nghèo [15]

Nguy cơ tương đối của tỷ lệ tử vong do bệnh mạch vành ở bệnh nhân ĐTĐ týp 2 so với những người không ĐTĐ cùng độ tuổi là từ 1,5 - 2,5 lần ở nam và từ 1,7 - 4 lần ở nữ [14]

Nghiên cứu của TCYTTG cũng chỉ rõ tần số bị bệnh mạch vành ở bệnh nhân ĐTĐ là 26 - 35% [14]

1.2.4.2 Tai biến mạch máu não

Theo Stamler và cộng sự [78], nguy cơ tai biến mạch máu não ở bệnh nhân

ĐTĐ cao gấp 2-5 lần so với người không có ĐTĐ và khả năng sống sót sau tai biến cũng rất giới hạn

Theo một số khảo sát cho thấy tỷ lệ nhồi máu não ở bệnh nhân ĐTĐ gặp nhiều hơn so với xuất huyết não và so với người bình thường không bị ĐTĐ cùng độ tuổi Điều đó chứng tỏ tình trạng XVĐM ở bệnh nhân ĐTĐ là thường gặp hơn

1.2.4.3 Tắc động mạch chi dưới

Tắc động mạch chi dưới là tổn thương hay gặp ở bệnh nhân ĐTĐ Cắt cụt chi là một trong những biến chứng nặng nề nhất của bệnh nhân ĐTĐ Theo Fontain, 5-15% bệnh nhân ĐTĐ bị cắt cụt chi trong đó trên 50% không do chấn thương [15]

Nguy cơ cắt cụt chi dưới dưới ở bệnh nhân ĐTĐ cũng cao hơn 15-46 lần so

với người không bị ĐTĐ, trong đó chủ yếu là tắc nghẽn động mạch ngoại vi [42]

1.2.5 Các yếu tố nguy cơ tim mạch thường gặp ở bệnh nhân ĐTĐ

Sự kết hợp của hai yếu tố ĐTĐ và THA làm gia tăng tần suất của tổn thương mạch máu và những hậu quả nghiêm trọng do các tai biến về tim mạch

1.2.5.2 Rối loạn chuyển hoá lipid

ở bệnh nhân ĐTĐ, người ta nhận thấy có sự giảm HDL-c và tăng TG mặc

dù đường huyết đã được kiểm soát tốt [12],[14],[24]

Giảm HDL-c và tăng TG làm tăng đáng kể nguy cơ XVĐM [6]

1.2.5.3 Béo phì

Một số nghiên cứu ở nước ngoài cho thấy khoảng 80% bệnh nhân ĐTĐ týp 2 có béo phì [15] Đặc biệt hay gặp béo phì dạng nam (béo phì dạng bụng) là một trong những yếu tố liên quan đến XVĐM và ĐTĐ [91]

Tuy nhiên, ở Việt nam tỷ lệ béo phì ở các bệnh nhân ĐTĐ týp 2 thấp hơn nhiều

1.2.5.6 Rối loạn các yếu tố đông máu

ở bệnh nhân ĐTĐ thấy có sự bất thường về cầm máu và đông máu liên quan đến quá trình ngưng tập tiểu cầu và sự thay đổi nồng độ fibrinogen [15]

1.3 Vai trò của nội mạc trong bệnh sinh XVĐM và các phương pháp đánh giá chức năng nội mạc

1.3.1 Vai trò của nội mạc trong bệnh sinh XVĐM

Nội mạc mạch máu là một lớp tế bào hình đa diện lót bên trong lòng mạch, tiếp xúc trực tiếp với dòng máu Nội mạc có diện tích khá lớn, nó có thể bao phủ khoảng 61/2 bề mặt sân tennis và có trọng lượng khoảng 2 kg [52] Từ nhiều năm, nội mạc chỉ được xem như là một hàng rào bán thấm ngăn cách giữa dòng máu

và khoảng kẽ Hàng rào bán thấm này thuận tiện cho việc trao đổi nước và các phân tử nhỏ theo cơ chế vận chuyển thụ động hoặc chủ động [52],[77]

Gần đây, với những bằng chứng cụ thể, nội mạc đã được xác nhận là một

“cơ quan” nội tiết lớn nhất trong cơ thể [52] Nội mạc có các hoạt động chuyển hoá, tổng hợp và điều hoà [48]

Nội mạc đóng vai trò quan trọng trong sự ổn định nội môi của hệ mạch máu thông qua việc giải phóng các chất tự tiết và cận tiết [20],[26],[52] Nội mạc

được xem như là “cơ quan” đầu tiên và quan trọng chống lại sự phát triển của XVĐM Sự toàn vẹn của những tế bào nội mạc là một trong những yếu tố quan trọng cho việc thực hiện chức năng của chúng [48],[52],[56]

Lớp nội mạc có vai trò bảo vệ thành mạch chống lại sự phát triển của XVĐM do chúng có khả năng sản xuất ra một số yếu tố điều hoà trương lực mạch máu, ức chế tập kết và bám dính tiểu cầu, ức chế sự phát triển của tế bào cơ trơn, ức chế sự bám dính của bạch cầu [20],[52]

1.3.1.1 Chức năng điều hoà trương lực mạch máu

Nội mạc sản xuất ra các yếu tố co và giãn mạch Sự cân bằng giữa các yếu tố co mạch và các yếu tố giãn mạch tạo nên trương lực mạch máu [20],[52],[77],[93] ở người khoẻ mạnh, tác động giãn mạch chiếm ưu thế [20]

Các yếu tố giãn mạch bao gồm Nitric Oxid (NO), Prostacycline (PGI2), yếu tố tăng khử cực xuất phát từ nội mạc (EDHF - Endothelium derived hyperpolarizing factor) và các yếu tố co mạch gồm có endothelin-1 (ET-1), angiotensin II (AT II), thromboxane A2 (TXA2), prostaglandin H2 (PGH2)

• Các yếu tố giãn mạch

o Nitric oxid (NO)

Furchgott và Zawadzki (1980) đã chứng minh được vai trò không thể thiếu của tế bào nội mạc trong đáp ứng giãn mạch với acetylcholin ngoại sinh ở động mạch được phân lập từ thỏ Các tác giả này đặt tên cho yếu tố giãn mạch đó là EDRF (Endothelium - derived relaxing factor: yếu tố giãn mạch có nguồn gốc nội mạc) và họ đã nhận được giải Nobel về Y sinh học cho nghiên cứu này vào năm 1998 [43],[48],[52]

Năm 1987, Palmer và cộng sự đã xác nhận EDRF chính là NO [52],[70] Sau đó, vai trò sinh học của nội mạc và của NO đã được nghiên cứu rộng rãi trên người và động vật NO là yếu tố giãn mạch chính và quan trọng nhất trong hệ thống EDRFs [20],[52]

NO được tạo ra bởi sự oxy hoá L - Arginin dưới tác dụng của enzym nitric oxide-synthase (NOS) và sự hiện diện của NADPH Sản phẩm của sự oxy hoá này gây ra hiện tượng giãn mạch và giãn các tế bào cơ trơn thông qua tác dụng trung gian là protein G NOS có ba dạng đồng phân gồm NOS nội mạc ( eNOS - endothelial NOS), NOS cảm ứng (iNOS - inducible NOS) và NOS thần kinh (nNOS - neuronal NOS) eNOS và iNOS hoạt động phụ thuộc vào calcium nội bào NO tác động lên tế bào cơ trơn với sự có mặt của guanylate cyclase dẫn

đến sự gia tăng của guanosine monophosphate vòng (cGMP) nội bào cGMP làm giảm Ca2 + nội bào và gây giãn mạch [48]

Hình 1.1: Cơ chế giãn mạch của Nitric Oxid

(Jothianandan D Blood Vessels 2000; 28, 52-61)

Tác nhân A tác động vào receptor R trên bề mặt tế bào nội mạc gây mở kênh Canxi, Can xi nội bào tăng, hoạt hoá hệ thống Caxi/Camodulin ở tế bào nội mạc và gây hoạt hoá NOS NO đ−ợc tổng hợp từ L-argynin NO đ−ợc khuyếch tán đến tế bào cơ trơn, ở đó NO hoạt hoá Guanyl cyclase, kết quả là tăng cGMP, khởi phát quá trình giãn mạch L-NMMA và L-NAME là các dẫn xuất của arginine có tác dụng ức chế NOS O 2 và HbO 2 là các chất có hiệu lực phân huỷ NO

Ngoài ra, NO còn ức chế tập kết tiểu cầu cũng thông qua tác dụng của cGMP và do đó có tác dụng chống đông máu NO cũng ức chế sự phát triển của

tế bào cơ trơn, ức chế tổng hợp các phân tử bám dính, đối kháng với endothelin-1 (ET1) [48],[77] NO có trọng l−ợng phân tử thấp, lan truyền nhanh chóng và có thời gian bán huỷ ngắn (vài giây) Do đó, nó thích nghi với sự thay đổi liên tục của thành mạch gây ra bởi tác động của dòng máu [48]

o Prostacycline (PGI2)

PGI2 cũng là một yếu tố giãn mạch chính PGI2 được sản xuất từ acid arachidonic dưới xúc tác của enzym cyclooxygenase (COX) và prostacycline synthase Sự phóng thích có thể được kích thích bởi bradykinin và adenin nucleotid PGI2 bị hoạt hoá bởi adenyl cyclase và cAMP nội bào PGI2 có thời gian bán huỷ ngắn và hoạt động trong cả 2 hệ tiểu tuần hoàn và đại tuần hoàn PGI2 đóng vai trò quan trọng trong sự tương tác giữa nội mạc và tiểu cầu , từ đó ngăn cản sự hình thành và phát triển huyết khối [48]

o Yếu tố tăng khử cực nguồn gốc nội mạc (EDHF)

Khi nội mạc bị kích thích bởi các chất trung gian hoá học (như acetylcholin) thì yếu tố tăng khử cực của những tế bào cơ trơn nằm dưới nội mạc

được phóng thích và gây hiện tượng giãn mạch Sự giãn mạch được lan truyền trong mạch máu và yếu tố tăng khử cực này được gọi là yếu tố tăng khử cực nguồn gốc nội mạc EDHF được sản xuất từ nội mạc và hoạt hoá khi kênh K+/ATP mở trong tế bào cơ trơn của mạch máu [48],[77]

• Các yếu tố co mạch

o Endothelin (ET) [48],[52],[77]

Endothelin là một peptid có 21 acid amin, endothelin có hiệu lực co mạch mạnh Endothelin có 3 dạng đồng phân, trong đó chỉ có endothelin-1 (ET1) được giải phóng từ những tế bào nội mạc ET1 được giải phóng từ endothelin lớn dưới xúc tác của enzym chuyển dạng endothelin (ECE - endothelin-converting enzyme) ET1 được giải phóng trong tình trạng giảm oxy huyết và bị kích thích bởi noradrenalin Tác dụng sinh học của endothelin thông qua 2 cặp receptor riêng biệt là ETAR và ETBR ETAR nằm trong tế bào cơ trơn, khi ET1 gắn vào

ETAR sẽ gây tăng calci nội bào dẫn đến co mạch ETBR có ở cả trong tế bào nội

mạc và trong tế bào cơ trơn Khi ET1 gắn vào ETBR trong tế bào nội mạc sẽ gây tăng giải phóng EDHF và PGI2 do đó gây giãn mạch Ngược lại, khi ET1 gắn vào

ETBR trên tế bào cơ trơn lại gây co mạch Tuy nhiên, ETAR có ái lực mạnh với

ET1 trong khi ETBR gắn với tất cả các loại ET với ái lực ngang nhau Do đó, tác dụng co mạch của ET1 là tác dụng chiếm ưu thế

ET1 có thời gian bán huỷ ngắn và nó có nồng độ thấp ở những người khoẻ mạnh ET1 cũng có cơ chế điều hoà ngược để duy trì sức cản ngoại biên

Hình 1.2: Tác động của ET-1 lên tế bào nội mạc gây co và giãn mạch

(Houston MC Vascular Biology in Clinical Practice 2002) AA: Acid Arachidonic; cAMP: AMP vòng; AVP: Vasopressin; cGMP: GMP vòng;

K + Ca 2+ : Kênh kali phụ thuộc can xi; R:Receptor; X: Chất chưa được biết

ET-1 được sản xuất từ ET lớn và gắn vào các Receptor trên tế bào cơ trơn và tế bào nội mạc gây các tác dụng co và giãn mạch

o Angiotensin II [77]

Angiotensin II được tạo thành từ angiotesin I dưới tác dụng của men chuyển (Angiotesin converting enzym- ACE) cố định trên màng tế bào nội mạc

AT II gắn vào receptor angiotesin của tế bào nội mạc và kích thích sản xuất ET-1

và các chất trung gian khác như PAI (plasminogen activator inhibitor) gây co mạch và kích thích tạo thành huyết khối Ngoài ra, angiotensin II còn tác động

đến sự phát triển của tế bào cơ trơn của mạch máu, tác động làm chậm sự chết của tế bào theo chương trình, sự di trú của tế bào, sự thay đổi của các chất cơ bản Tất cả các chức năng đó dẫn đến sự tổ chức lại mạch máu và sự biến đổi ở lớp nội mạc

o Các yếu tố co mạch nguồn gốc nội mạc (EDCFs: Endothelium Derived Contracting factor)

Trong những điều kiện nhất định, nội mạc tổng hợp và giải phóng EDCFs gây nên hiện tượng co mạch EDCFs bao gồm prostaglandin H2 và thromboxane A2, chúng có những receptor đặc hiệu trong tế bào cơ trơn Ion âm Superoxide cũng có tác dụng như một chất co mạch vì chúng làm nhiệm vụ tiêu huỷ NO Sự sản xuất EDCFs được kích thích bởi tình trạng giảm oxy huyết, huyết áp và các chất trung gian hoá học khác [48],[77]

Hình 1.3: Cơ chế điều hoà trương lực mạch máu của các yếu tố thần kinh thể dịch

(Houston MC Vascular Biology in Clinical Practice 2002) ET: Endothelin; Ach: Acethyl cholin; VP: Vasopressin; 5-HT: Hydroxytryptamine (Serotonin); P: Chất P, α : α-adrenergic; T: Thrombin; Bk: Brazykinin

Các chất trung gian thần kinh-thể dịch sẽ gắn vào các Receptor đặc hiệu trên tế bào nội mạc, từ đó điều hoà trương lực mạch máu thông qua tác dụng co hoặc giãn mạch

o Tác nhân vật lý:

Bên cạnh các tác nhân sinh hoá tác động lên thành mạch, các tác động cơ học cũng gây giãn mạch thông qua các receptor cơ học trên bề mặt các tế bào nội mạc Sức mạnh của dòng máu chảy trong lòng mạch có thể tạo ra 2 vec-tơ lực:

+ Kích thích trà sát (shear stress): lực này song song với thành mạch và

được tạo ra bởi sự trà sát giữa dòng máu chảy trong mạch và thành mạch Như vậy, chỉ có bề mặt của lớp tế bào bên trong của mạch máu tức là lớp nội mạc bị tác động của sự kích thích trà sát này Kích thích trà sát tác động lên thành mạch làm chuyển động lớp nội mạc và lớp dưới nội mạc Do đó, chỉ một thay đổi nhỏ trong tốc độ dòng chảy cũng liên quan đến sự hoạt hoá của receptor nhận cảm cơ học

+ Kích thích căng: Véc tơ lực này vuông góc với thành mạch gây ra bởi áp lực thuỷ tĩnh của máu Kích thích căng tác động lên thành mạch bao gồm: tế bào nội mạc, tế bào cơ trơn, và chất ngoại bào

o Tác động bơm máu của tim

Tương tự như tác động trà sát, khi tim đập, dòng máu chảy trong mạch sẽ tạo ra những kích thích có chu kỳ lên thành mạch, tác động này kích thích nội mạc sản xuất ra các yếu tố hoạt mạch , đặc biệt là các yếu tố co mạch thông qua các receptor cơ học

o Sự giảm oxy huyết và thiếu máu

Tình trạng giảm oxy huyết và thiếu máu sẽ kích thích nội mạc sản xuất

NO và prostacycline do đó có hiện tượng giãn mạch Người ta đã chứng minh

được rằng sự giãn mạch gây ra bởi tình trạng giảm oxy huyết của những mạch máu sẽ bị ức chế đáng kể bởi những chất ức chế tổng hợp NO

1.3.1.2 Các chức năng khác của nội mạc

• Nội mạc là một màng bán thấm [48],[52]

Trong trạng thái sinh lý, nội mạc sản xuất ra các phân tử bám dính giúp cho tế bào thực hiện được các chức năng khác nhau như: chức năng phát triển, chức năng di trú và chức năng đáp ứng của tế bào với môi trường bên ngoài Những phân tử bám dính bao gồm selectin, đặc biệt là selectin-E, và hệ thống những tế bào miễn dịch gồm: những phân tử kết dính nội bào (ICAMs -Intercellular cell adhension molecules), phân tử kết dính tế bào mạch (VCAM-1 - Vascular cell adhension molecule) và những phân tử kết dính tiểu cầu/tế bào nội mạc (PECAM-1 - Pletelet/endothelial cell adhension molecules) Các phân tử này

có vai trò quan trọng trong sự bám dính và xuyên mạch của các tế bào máu Điều hoà sự bám dính của bạch cầu vào thành mạch là nhiệm vụ của các integrin, một

loại protein được tạo ra từ sự tương tác giữa những tế bào bạch cầu đã được hoạt hoá và ICAMs

• Nội mạc sản xuất các chất chống huyết khối và các chất tạo huyết khối [48],[52],[77]

Tác dụng chống huyết khối của tế bào nội mạc nguyên vẹn đã được xác nhận Nội mạc sản xuất yếu tố hoạt hoá plasminogen tố chức (tissue-type plasminogen activator (t-PA)), một chất có hiệu lực phân giải huyết khối t-PA

được tạo ra trong đáp ứng với các tác nhân kích thích là noradrenaline, thrombin, vasopressin và sự ứ trệ Tế bào nội mạc cũng sản xuất các chất PGI2 hoặc thromboxan A2 (TXA2), các chất này có tác dụng phân giải huyết khối khi tỷ số PGI2/ TXA2 thuận lợi

Bên cạnh các yếu tố chống huyết khối, tế bào nội mạc có thể sản xuất yếu

tố tạo huyết khối và đông máu là von Willebrand (von Willebrand factor (vWF), yếu tố ức chế hoạt hoá plasminogen (plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1)), yếu tố hoạt hoá tiểu cầu (PAF) Các yếu tố này được tạo ra khi có tình trạng viêm hoặc các chất kích thích khác như interleukin-1 (IL-1), yếu tố hoại tử u (TNF-α), lipopolysaccharide và LDL bị oxy hoá

Như vậy, với các hoạt động chuyển hoá, tổng hợp và điều hoà, sự toàn vẹn của hệ thống nội mạc đóng vai trò không thể thiếu trong sự ổn định nội môi của

hệ mạch máu

1.3.2 Rối loạn chức năng nội mạc

Rối loạn chức năng nội mạc được định nghĩa là sự thay đổi kiểu hình của nội mạc mạch máu từ trạng thái ổn định sang trạng thái không có khả năng thích ứng [52],[93] Trạng thái này được đặc trưng bởi mất hoặc rối loạn điều hoà sự

ổn định nội môi Nói cách khác, rối loạn chức năng nội mạc là sự thay đổi trước

sự tổn thương thực sự của tế bào nội mạc Sự thay đổi này tác động đến chức

năng điều hoà trương lực mạch máu, chức năng thấm của nội mạc, sự cân bằng giữa đông máu và phân giải fibrin Do đó, rối loạn chức năng nội mạc sẽ tạo ra

sự thay đổi trong cấu trúc lớp dưới nội mạc, sự thoát mạch của bạch cầu, sự tăng sinh của các tế bào cơ trơn mạch máu [48]

Trên in vitro, rối loạn chức năng nội mạc dẫn đến sự bám dính và di chuyển của các bạch cầu, các tế bào đơn nhân, đại thực bào, các lipoprotein vào trong thành động mạch Đây là giai đoạn đầu tiên tạo nên các tế bào bọt trong quá trình XVĐM Giảm sản xuất NO và prostacyclin từ nội mạc làm tăng khả năng bám dính tiểu cầu và đồng thời với hiện tượng này là sự sản xuất các yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc tiểu cầu (platelet-derived growth factor - PDGF), yếu

tố hoạt hoá tiểu cầu (platelet activating factor - PAF) Hậu quả là co mạch, di trú

và tăng sinh của các tế bào cơ trơn bởi các yếu tố phát triển (VEGF, TGF-β) [48]

Trên in vivo, RLCNMN đặc trưng bởi sự giảm sút các yếu tố giãn mạch và tăng các yếu tố co mạch [26],[48] Đây là sự kiện khởi đầu cho sự phát triển những bệnh lý mạch máu Zeiher và cộng sự [95] đã phát hiện thấy có hiện tượng RLCNNM trong tuần hoàn vành ở những bệnh nhân có nguy cơ cao về bệnh tim mạch nhưng không có bất cứ bằng chứng nào của xơ vữa trên chụp mạch Một số tác giả đã chứng minh rằng sự suy giảm chức năng nội mạc liên quan đến tuổi, tăng cholesterol máu, hút thuốc lá, tăng huyết áp, ĐTĐ và suy tim thoát quản Một số nghiên cứu khác lại cho thấy có sự suy giảm chức năng nội mạc do suy giảm tổng hợp NO ở con đẻ các bệnh nhân THA, chứng tỏ RLCNNM xảy ra trước THA Clarkson và cộng sự [35] cũng tìm thấy rằng ở những đối tượng khoẻ mạnh không có yếu tố nguy cơ tim mạch nhưng có tiền sử gia đình có bệnh mạch vành xảy ra sớm thì cũng có hiện tượng RLCNNM thể hiện bằng sự suy giảm giãn mạch phụ thuộc nội mạc Các kết quả này đã gợi ý có một gen nào đó gây tình trạng RLCN NM xảy ra sớm [48]

Các tế bào tham gia vào đáp ứng sinh học bất thường này gồm có: tế bào

nội mạc, tế bào cơ trơn mạch máu, sự di trú của bạch cầu Những tế bào này nhạy

cảm với stress oxy hoá [48]

Như vậy, khi chức năng nội mạc bị rối loạn bởi các tác nhân khác nhau, cân bằng của các chất hoạt mạch bị phá vỡ, sản phẩm NO giảm xuống dẫn đến

tăng hiện tượng co mạch, tăng kết dính tiểu cầu, các bạch cầu đơn nhân sẽ bám

vào lớp nội mạc và xâm nhập vào lớp dưới nội mạc của thành mạch máu và

chuyển thành đại thực bào khi có sự hiện diện của LDL-c đã bị oxy hoá, các tế

bào đại thực bào sẽ phóng thích ra các yếu tố tăng trưởng, đưa đến sự hình thành

các tổn thương ở lớp nội mạc khởi đầu cho quá trình XVĐM

1.3.3 Đái tháo đường và rối loạn chức năng tế bào nội mạc

Nhiều nghiên cứu cho thấy, có sự rối loạn chức năng nội mạc ở bệnh nhân

đái tháo đường Cơ chế của hiện tượng này chưa được hiểu biết đầy đủ Người ta

cho rằng sự suy giảm tác dụng của NO nội mạc gây ra bởi giảm tổng hợp và tăng

giáng hoá với các giả thuyết như sau: [20],[32],[48],[49],[52]

- Quá trình giáng hoá của glucose theo con đường polyol sẽ làm suy giảm

tỷ lệ NADPH/NADP + và tăng tỷ lệ NADH/NAD+ trong bào tương Sự bất

thường về các tỷ lệ này làm mất khả năng hồi phục của các phân tử chống oxy

hoá và tăng sản xuất các các anion superoxide (02-) Ngoài ra, NADPH còn là

một yếu tố phụ tham gia vào quá trình tổng hợp NO ở tế bào nội mạc

- Glucose cao trong máu sẽ tăng phân giải thành diacylglycerol (DAG) và

tăng hoạt hoá protein kinase C Các chất này sẽ ức chế NOS nội mạc và tăng sản

xuất các chất prostaglandin Bên cạnh đó, protein kinase C hoạt hoá cũng gây

tăng tổng hợp các yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc nội mạc như: VEGF

(vascular endothelial growth factor), EGF (epidermal growth factor),

TGFβ (transforming growth factor) làm thúc đẩy hiện tượng di trú và tăng sinh

các tế bào cơ trơn mạch máu Sự hoạt hoá protein kinase C cũng làm tăng nồng

độ ET-1 Ngoài ra, người ta cũng ghi nhận sự tăng nồng độ của PAI-1, Von

Willebrand, tăng yếu tố X (yếu tố chưa được biết đến), fibrinogen hoạt hoá đồng

thời có sự suy giảm của prostacyclin ở bệnh nhân ĐTĐ týp 2

- Tăng đường máu sẽ tạo ra nhiều sản phẩm đường hoá cuối cùng (AGE -

advanced glycation end products) thông qua con đường hoạt hoá protein không

cần enzym AGE gây bất hoạt NO và tăng tính nhạy cảm của LDL với sự oxy hoá

Sự tương tác giữa AGE và receptor đặc hiệu của chúng (RAGE) trên tế bào nội

mạc dẫn đến tăng thrombomodulin và hoạt hoá các receptor của các cytokin như

interleukin-1 (IL-1), yếu tố hoại tử u (TNF α) và các yếu tố tăng trưởng dẫn đến

hiện tượng di trú và tăng sinh các tế bào cơ trơn mạch máu

- Trong tình trạng đường máu tăng cao người ta cũng thấy tăng nồng độ

VCAM-1 trong huyết tương cũng như các phân tử bám dính khác (như E-Selectin) nhưng cơ chế chưa được biết rõ Sự thay đổi tính thấm của mạch

máu này thuận lợi cho sự di trú của các tế bào đơn nhân và như vậy các

monocyte sẽ biến đổi thành các đại thực bào và sau đó là các tế bào bọt

- Sự tự gluco - oxy hoá , sự đường hoá protein không cần enzym và sự

giảm các chất chống oxy hoá trong môi trường đường máu cao dẫn đến tạo ra

các gốc tự do (bao gồm superoxide anion, gốc hydroxyl and hydrogen peroxide)

Các gốc tự do được tạo thành gây ức chế hoạt tính sinh học của NO do chúng

làm giảm tổng hợp NO tại tế bào nội mạc và bất hoạt NO ở khu vực dưới nội

mạc Hậu quả là ngăn chặn khả năng giãn mạch của các tế bào cơ trơn Các mẩu

oxy phản ứng cũng thúc đẩy sự hình thành các AGE từ lipid và protein

NO nhanh chóng phản ứng với 02 để tạo thành peroxynitri (0NOO -) sản phẩm này thúc đẩy sự oxy hoá LDL

Hình 1.5: Tương tác giữa NO và superoxide anion, gốc hydroxyl trong đáp ứng co và

giãn mạch của nội mạc

(Houston MC Vascular Biology in Clinical Practice 2002)

- Sự suy giảm các tác nhân chống oxy hoá: ở bệnh nhân ĐTĐ người ta thấy

có sự suy giảm các enzym gây tiêu huỷ các gốc tự do tự nhiên của cơ thể như: SOD (superoxide dismutase ), CAT (catalase) và GTP (glutathione peroxidase) Ngoài ra, một số chất chống oxy hoá khác cũng bị suy giảm như ascorbate, tochopherol Nguyên nhân của sự suy giảm này do sự giảm sút NADPH bởi con

đường polyol hoặc do sự đường hoá cũng như sự bất hoạt của các protein chống oxy hoá

- Tình trạng kháng insulin thường thấy ở bệnh nhân ĐTĐ týp 2 đã được chứng minh là gây tình trạng RLCNNM Insulin tác động vào chức năng tế bào nội mạc bằng cả 2 cách: trực tiếp hoặc gián tiếp Trực tiếp: insulin là chất truyền tin thứ 2 trong quá trình tổng hợp NO cơ sở Gián tiếp: Insulin hoạt hoá tổng hợp

NO theo con đường từ L-argynin Trong tình trạng kháng insulin , sản phẩm NO giảm xuống Mặt khác, khi có tình trạng kháng insulin sẽ tăng sản xuất các acid béo tự do do đó càng làm suy giảm chức năng tế bào nội mạc

Tóm lại, khi đường máu tăng cao đã kéo theo một loạt các biến đổi trong

vi môi trường của hệ mạch máu Hậu quả là bất hoạt các chức năng của hệ thống nội mạc, tạo điều kiện cho sự hình thành và phát triển của tổn thương xơ vữa mạch máu

1.3.4 Các phương pháp đánh giá chức năng nội mạc

Có nhiều phương pháp đánh giá chức năng nội mạc, mỗi phương pháp dựa trên những cơ sở khoa học khác nhau

1.3.4.1 Phương pháp xét nghiệm sinh hoá gián tiếp [48],[56]

Phương pháp đánh giá chức năng nội mạc dựa vào các chỉ số sinh hoá không phải là phương pháp được dùng rộng rãi vì các chỉ tiêu sinh hoá không ổn

định, các sản phẩm của nội mạc có thời gian bán huỷ rất ngắn

Chức năng nội mạc thường được đánh giá bằng cách định lượng NO hoặc PGI2 trong huyết tương Nồng độ Nitrat trong nước tiểu trên 24 giờ được xem như dấu ấn của sự tiết NO trong suốt thời gian đó Tuy nhiên, giá trị của phương pháp này phụ thuộc nhiều điều kiện (ví dụ như: bệnh nhân cần phải có một chế

độ ăn chuẩn và không có chấn thương hoặc nhiễm trùng trước đó) Nhược điểm

của phương pháp là không thể nhận biết được nguồn gốc của NO (nội mạc, thần kinh, ) hoặc dạng đồng phân của NOS

Định lượng cGMP hoặc endothelin 1 trong máu hoặc trong nước tiểu cũng

có những hạn chế tương tự Do đó, các chỉ số này không thể được xem như dấu

ấn đặc trưng cho hoạt động của nội mạc

Định lượng các phân tử bám dính (E-selectin, VCAM-1, ICAM-1) trong máu có thể cung cấp một chỉ số gián tiếp cho hoạt động của nội mạc trong nghiên cứu lâm sàng cũng như điều tra dịch tễ Định lượng yếu tố vWF (von Willebrand) và t- PA (tissue - type plasminogen activator) có thể phản ánh tình trạng tổn thương mạch máu

Tuy nhiên, trong điều kiện Việt Nam việc định lượng các yếu tố này chưa

được sử dụng rộng rãi

1.3.4.2 Những phương pháp xâm nhập trực tiếp [20],[48],[77],[93]

Các phương pháp này xác định sự thay đổi của đường kính động mạch (bằng máy siêu âm) hoặc thể tích dòng chảy (bằng máy đo thể tích), từ đó đánh giá mức độ co hoặc giãn của động mạch

Bằng kỹ thuật thông tim, người ta tiêm trực tiếp vào động mạch vành một

số chất gây co hoặc giãn mạch như L-arginin hoặc serotonin, acetylcholine, bradykinin, chất P

L-argynin là yếu tố ức chế đặc biệt NOS nội mạc, do đó nó ức chế sự sản xuất NO của tế bào nội mạc Vì vậy, L-arginin ức chế sự giãn mạch gây nên bởi nội mạc và sự co mạch sau khi tiêm L-argynin sẽ phản ánh gián tiếp chức năng nội mạc trước đó

Acetylcholine là một chất trung gian hoá học được sử dụng trong một thời gian dài để đánh giá chức năng nội mạc động mạch vành Acetylcholin gây giãn mạch và tăng tốc độ dòng chảy ở người bình thường Ngược lại, ở bệnh nhân có bệnh động mạch vành acetylcholin gây co mạch nghịch thường và giảm tốc độ dòng chảy

Các chất là acetylcholin, bradykinin, chất P gây giãn mạch thông qua những receptor đặc hiệu khác nhau Chức năng nội mạc được đánh giá dựa vào khả năng giãn mạch

Các phương pháp này có nhiều hạn chế vì là phương pháp thăm dò chảy máu, kỹ thuật phức tạp và khó có thể lặp lại trên cùng một bệnh nhân

1.3.4.3 Phương pháp thăm dò không xâm nhập [20],[48],[56],[77]

Trong phương pháp này, người ta sử dụng các tác nhân vật lý hoặc hoá học để kích thích tế bào nội mạc giải phóng các yếu tố giãn mạch Dựa vào khả năng giãn mạch để đánh giá chức năng tế bào nội mạc Có hai phương pháp chính:

• Đo đáp ứng giãn mạch qua trung gian dòng chảy: (sẽ được trình bày ở phần sau)

• Chụp cắt lớp bằng phát xạ Pozitron (PET): Phương pháp này đánh giá được chất lượng của dòng chảy trong động mạch vành và các hoạt động chuyển hoá của cơ tim Dự trữ động mạch vành được đánh giá dựa trên dòng chảy cơ sở và dòng chảy khi gây giãn mạch Sự giãn mạch qua trung gian dòng chảy này cho phép đánh giá chức năng nội mạc Đây là kỹ thuật không xâm nhập và có thể lặp lại trên cùng một bệnh nhân Tuy nhiên, giá thành rất cao Vì vậy, sự phát triển của phương pháp cũng bị giới hạn

1.4 Phương pháp đo đáp ứng giãn mạch qua trung gian dòng chảy (FMD)

bằng kỹ thuật siêu âm động mạch cánh tay khi làm nghiệm pháp gây xung

huyết

1.4.1 Những nét chính về quá trính phát triển

Năm 1992, Celermajer và cộng sự [27] là những người đầu tiên sử dụng

phương pháp siêu âm để đánh giá đáp ứng giãn mạch qua trung gian dòng chảy

khi làm nghiệm pháp gây xung huyết Nghiên cứu được thực hiện trên 100 đối

tượng Trong đó, nhóm chứng gồm 50 người khoẻ mạnh, không có yếu tố nguy

cơ tim mạch; nhóm bệnh là những đối tượng có yếu tố nguy cơ tim mạch gồm

có: 20 người hút thuốc lá, 10 trẻ em của những gia đình có tiền sử tăng

cholesterol máu, 20 người đã được chẩn đoán bệnh mạch vành Tất cả các đối

tượng nghiên cứu được đo đáp ứng giãn mạch qua trung gian dòng chảy (FMD%)

khi làm nghiệm pháp gây xung huyết tại động mạch cánh tay và/hoặc động mạch

đùi nông Kết quả như sau: Trẻ em của những gia đình có tiền sử tăng cholesterol

máu có chỉ số FMD% tại động mạch đùi nông giảm có ý nghĩa thống kê so với

nhóm chứng (0 ± 1% so với 9 ± 1%; p<0,005); Những người hút thuốc lá và

những người có bệnh mạch vành có chỉ số FMD% tại động mạch cánh tay cũng

giảm có ý nghĩa so với nhóm chứng (4 ± 2% và 0 ± 1% so với 11 ± 2% và cùng

có p<0,001) Nghiên cứu này cho thấy chỉ số FMD(%) giảm có ý nghĩa ở các

nhóm đối tượng có yếu tố nguy cơ tim mạch khi so sánh với nhóm chứng

Năm 1994, Lieberman và cộng sự [56] đã nghiên cứu ảnh hưởng của

NG– monomethyl-L-argynin (L-NMMA) lên đáp ứng giãn mạch qua trung gian

dòng chảy khi làm nghiệm pháp gây xung huyết tại động mạch cánh tay Đối

tượng nghiên cứu là 12 người bình thường Các đối tượng này được đo chỉ số

FMD(%) ở thời điểm trước và trong khi truyền L-NMMA vào động mạch cánh

tay L-NMMA là một dẫn xuất của L-argynin, có tác dụng ức chế NOS của tế

bào nội mạc Do đó, L-NMMA ức chế sự tổng hợp và giải phóng NO từ tế bào

nội mạc Kết quả cho thấy chỉ số FMD(%) khi truyền L-NMMA giảm đáng kể so

với trước khi truyền (7,0 ± 3,5 mm so với 21,1 ± 8,2 mm, p =0,006) Nghiên cứu

này đã cho thấy đáp ứng giãn mạch qua trung gian dòng chảy khi làm nghiệm

pháp gây xung huyết tại động mạch cánh tay có liên quan đến sự giải phóng NO

của tế bào nội mạc

Năm 1995, Anderson và cộng sự [21] đã thực hiện nghiên cứu trên 50

bệnh nhân Các đối tượng này được thực hiện cả 2 phương pháp: Đánh giá chức

năng nội mạc động mạch vành bằng phương pháp xâm nhập và đánh giá chức

năng nội mạc của động mạch cánh tay bằng phương pháp đo đáp ứng giãn mạch

qua trung gian dòng chảy khi làm nghiệm pháp gây xung huyết Kết quả cho

thấy, những bệnh nhân có rối loạn chức năng nội mạc động mạch vành (tức là có

hiện tượng co mạch đáp ứng với acethyl cholin) thì cũng có suy giảm chỉ số

FMD% so với nhóm có chức năng nội mạc động mạch vành bình thường (4,8 ± 5,5% so với 10,8 ± 7,6%; p < 0,01) Những bệnh nhân không có bệnh

động mạch vành thì có chỉ số FMD% cao hơn hẳn nhóm bệnh nhân có bệnh động

mạch vành (9,7 ± 8,1% so với 4,5 ± 4,6%; p = 0,02) Nghiên cứu này đã cho thấy

có mối liên quan chặt chẽ giữa đáp ứng vận mạch của động mạch vành với

acethyl cholin và đáp ứng giãn mạch qua trung gian dòng chảy tại động mạch

cánh tay Phương pháp đánh giá chức năng nội mạc bằng cách đo đáp ứng giãn

mạch qua trung gian dòng chảy tại động mạch cánh tay cũng cho kết quả tương

tự như phương pháp đánh giá chức năng nội mạc động mạch vành bằng phương

pháp xâm nhập Nghiên cứu này đã gợi ý phương pháp không xâm nhập này có

thể thay thế để đánh giá chức năng nội mạc động mạch vành ở các đối tượng có

nguy cơ

Năm 1999, Stephen Schroder [70] đã nghiên cứu giá trị dự báo bệnh lý

động mạch vành của phương pháp đo đáp ứng giãn mạch qua trung gian dòng

chảy tại động mạch cánh tay khi làm nghiệm pháp gây xung huyết với các dấu

hiệu và phương pháp khác như: Cơn đau thắt ngực, điện tâm đồ gắng sức, xạ hình

tưới máu cơ tim Nghiên cứu đã được thực hiện trên 122 bệnh nhân Các đối

tượng nghiên cứu được chẩn đoán xác định bệnh mạch vành bằng chụp mạch, sau

đó được đo chỉ số FMD(%), làm điện tâm đồ gắng sức, ghi xạ hình tưới máu cơ

tim Kết quả cho thấy, bệnh nhân có bệnh động mạch vành thì có chỉ số

FMD(%) giảm có ý nghĩa so với nhóm không có bệnh động mạch vành (3,7 ± 4,1% so với 7,0 ± 3,5%; p < 0,01) với độ nhạy 71% và độ đặc hiệu 81%

(độ tin cậy 95%); Cơn đau thắt ngực có độ nhạy 95%, độ đặc hiệu 47,6%; Điện

tâm đồ gắng sức có độ nhạy 82,4%, độ đặc hiệu 51,7%; Xạ hình tưới máu cơ tim

có độ nhạy 100% Nghiên cứu đã cho thấy chỉ số FMD(%) có độ đặc hiệu cao

nhất và độ nhạy cao trong dự báo bệnh động mạch vành Mặt khác, đây là một

phương pháp không xâm nhập, không phải sử dụng phóng xạ, chi phí rẻ, kỹ thuật

đơn giản Do đó, đánh giá chỉ số FMD% có thể trở thành một test sàng lọc cho

bệnh động mạch vành

Từ những nghiên cứu trên, phương pháp đo đáp ứng giãn mạch qua trung

gian dòng chảy tại động mạch cánh tay ngày càng được sử dụng rộng rãi để đánh

giá chức năng nội mạc ở những đối tượng có yếu tố nguy cơ

1.4.2 Cơ sở khoa học của phương pháp

Ngày nay, nội mạc đã được xem là một yếu tố quan trọng trong việc duy

trì trương lực mạch máu Nội mạc tham gia vào sự điều hoà dòng chảy trong đáp

ứng với sự thay đổi nhu cầu tưới máu của cơ quan hoặc tổ chức Khi dòng máu

chảy qua mạch tăng gây hiện tượng giãn mạch Hiện tượng này được gọi là giãn

mạch qua trung gian dòng chảy (FMD) Shretzenmayer đã lần đầu tiên mô tả đáp ứng sinh học này và sau đó FMD đã được chứng minh tại một số động mạch ở người và động vật [56]

Sự toàn vẹn của nội mạc là điều kiện quan trọng cho FMD Chỉ trong các

động mạch có trở kháng là có đáp ứng FMD Khi dòng máu chảy trong lòng mạch sẽ tạo ra kích thích trà sát (shear stress) tác động lên các receptor nhận cảm cơ học tại bề mặt tế bào nội mạc Hệ thống nội mạc hoạt động với vai trò yếu tố dẫn truyền cơ học nhạy cảm Vì vậy, khi có một kích thích nhỏ tác động tế bào nội mạc sẽ hoạt hoá các receptor và làm thay đổi khả năng sản xuất các yếu tố giãn mạch [48],[56] Có vài yếu tố trung gian được đề xuất tham gia vào FMD, trong đó quan trọng nhất là NO Tăng giải phóng NO trong đáp ứng với tăng kích thích trà sát không chỉ giãn cơ trơn động mạch mà còn duy trì nồng độ NO hằng

định trên bề mặt nội mạc mặc dù có sự thay đổi của dòng chảy Đáp ứng FMD không chỉ phụ thuộc vào mức độ mà còn phụ thuộc vào gradient của kích thích trà sát , nghĩa là phụ thuộc vào sự thay đổi của kích thích trà sát trên một đơn vị thời gian và tần suất của sự thay đổi trên một đơn vị diện tích [56]

ở tuần hoàn cánh tay của người, đáp ứng của nội mạc phụ thuộc vào tác nhân kích thích Đáp ứng FMD sau giai đoạn xung huyết hầu như qua trung gian

NO [28],[56],[62]

Cho đến nay, cơ chế đáp ứng của nội mạc với kích thích cơ học gây giải phóng các yếu tố giãn mạch chưa được hiểu biết đầy đủ Có một vài cơ chế được

đề xuất: Cơ chế về kênh kali của nội mạc kết hợp với protein-G; Cơ chế hoá ứng

động; Cơ chế về sự thay đổi glycosaminoglycan màng phụ thuộc natri; Cơ chế về

sự hoạt hoá phụ thuộc can-xi của phospholipase C kết hợp với sự hoạt hoá không phụ thuộc can-xi của proteinkinase C và tyrosinkinase; Và một cơ chế nữa được

đề cập đến là các kích thích trà sát gây phosphorin hoá các mảnh serin làm thay

đổi nhạy cảm của eNOS với mức can-xi nội bào và như vậy tăng sản xuất NO FMD đã được khẳng định là phụ thuộc vào mức độ hoạt hoá eNOS trong động mạch [56]

Trong phương pháp này, động mạch cánh tay được lựa chọn để nghiên cứu vì các lý do: thứ nhất là sự giãn mạch của động mạch cánh tay có thể quan sát trực tiếp và không xâm nhập bằng cách sử dụng siêu âm có độ phân giải cao; thứ hai là sự rối loạn chức năng nội mạc tại động mạch cánh tay đã được chứng minh

là tương đương với tổn thương nội mạc ở động mạch vành; thứ ba là tổn thương xơ vữa động mạch ít gặp ở động mạch cánh tay [21],[28],[31],[86]

Bằng cách sử dụng siêu âm người ta đo đường kính động mạch và tốc độ dòng chảy của động mạch cánh tay trước và sau khi gây xung huyết Trong quá trình thiếu máu, lớp nội mạc sẽ sản xuất ra những yếu tố giãn mạch và làm giảm sức cản ngoại biên Khi tuần hoàn được khôi phục tốc độ dòng chảy sẽ tăng lên chủ yếu do nhu cầu tưới máu của tổ chức sau giai đoạn xung huyết và một phần nhỏ do sự suy giảm của sức cản ngoại biên Sự tăng tốc độ dòng chảy sẽ kích thích vào bề mặt tế bào nội mạc làm chúng tăng cường sản xuất những yếu tố giãn mạch Sự giãn mạch liên quan đến nội mạc này được đánh giá bằng sự thay

đổi của đường kính động mạch xác định được trên siêu âm

Đây là một phương pháp mới có nhiều ưu điểm, kỹ thuật đơn giản, chi phí thấp và có tính thực thi cao

1.5 Điểm lại một số nghiên cứu về FMD(%) ở bệnh nhân đái thái đường

Clarkson, Celermajer và cộng sự (1996) nghiên cứu các bệnh nhân ĐTĐ týp 1 và nhóm chứng không có ĐTĐ Các đối tượng này được đánh giá chức năng nội mạc bằng đo chỉ số FMD Kết quả: chỉ số FMD(%) giảm có ý nghĩa thống kê ở nhóm ĐTĐ so với nhóm chứng: 5,0 ± 3,7% và 9,3 ± 3,8% với

p<0,001 Nghiên cứu còn cho thấy có mối tương quan nghịch biến giữa chỉ số

FMD và thời gian bị bệnh (r = - 0.26, p < 0.05) cũng như với nồng độ LDL–c (r = -0.38, p < 0.005) [34]

Lambert và cộng sự (1996) nghiên cứu sự đáp ứng giãn mạch ở các bệnh

nhân ĐTĐ týp 1 không có microalbumin niệu so sánh với nhóm chứng nhận thấy

không có sự khác biệt có ý nghĩa giữa nhóm bệnh và nhóm chứng [58]

Lekakis J và cộng sự (1997) nghiên cứu sự rối loạn chức năng nội mạc tại

những động mạch lớn của những bệnh nhân ĐTĐ týp 1 không có microalbumin

niệu Kết quả cho thấy chỉ số FMD(%) giảm có ý nghĩa ở nhóm không có

microalbumin niệu (5,8 ± 7%) cũng như nhóm có microalbumin niệu (0,75 ± 2,5%) so với nhóm chứng (11 ± 7%) với p = 0,01 và p = 0,003 tương ứng

với mỗi nhóm [60]

Anstasiou (1998) nghiên cứu những phụ nữ có tiền sử ĐTĐ thai nghén

(chia làm 2 nhóm: nhóm không béo và nhóm béo phì) và nhóm chứng gồm 19

người khoẻ mạnh, không béo Kết quả cho thấy chỉ số FMD(%) giảm có ý nghĩa

và tương tự trong cả 2 nhóm phụ nữ có tiền sử ĐTĐ thai nghén so với nhóm

chứng: 1,6 ± 3,7% (nhóm không béo) và 1,6 ± 2,5% (nhóm béo phì) so với 10,3 ± 4,4% (nhóm chứng) với p <0,001 [18]

Caballero và cộng sự (1999) nghiên cứu 4 nhóm đối tượng: Nhóm người

khoẻ mạnh là nhóm có đường máu bình thường và không có tiền sử gia đình có

bệnh ĐTĐ; Nhóm 2 gồm những đối tượng có đường máu bình thường nhưng có

tiền sử bố hoặc mẹ bị ĐTĐ; Nhóm 3 là nhóm đối tượng có giảm dung nạp

glucose và nhóm 4 gồm những bệnh nhân ĐTĐ týp 2 Kết quả là chỉ số FMD(%) giảm có ý nghĩa ở cả 3 nhóm so với nhóm chứng (với p < 0,01 khi so

sánh cả 3 nhóm so với nhóm chứng) Trong đó, chỉ số FMD(%) ở nhóm bệnh nhân ĐTĐ týp 2 là 8,4 ± 5,0% so với nhóm chứng 13,7 ± 6,1% (p < 0,01) [27]

Kawano H và cộng sự (1999) thực hiện nghiệm pháp tăng đường huyết ở 3 nhóm đối tượng: nhóm người bình thường, nhóm bệnh nhân có rối loạn dung nạp glucose và nhóm bệnh nhân ĐTĐ týp 2 Các đối tượng này được đánh giá chức năng nội mạc thông qua chỉ số FMD(%) tại 3 thời điểm: trước nghiệm pháp, sau nghiệm pháp 1 giờ và sau 2 giờ Kết quả là chỉ số FMD(%) ở nhóm người bình thường không có sự khác biệt khi so sánh tại các thời điểm khác nhau; Nhóm bệnh nhân rối loạn dung nạp glucose có sự suy giảm có ý nghĩa về chỉ số FMD(%) khi so sánh tại thời điểm trước nghiệm pháp (6,5 ± 0,48%) với sau nghiệm pháp 1 giờ (1,4 ± 0,41%) và sau nghiệm pháp 2 giờ (4 ± 0,47%) với

p tương ứng là < 0,005 và < 0,01; Nhóm bệnh nhân ĐTĐ cũng cho kết quả tương tự: chỉ số FMD(%) suy giảm có ý nghĩa khi so sánh tại thời điểm trước nghiệm pháp (4,77 ± 0,37%) với sau nghiệm pháp 1 giờ (1,35 ± 0,38%) và sau nghiệm pháp 2 giờ (1,29 ± 0,29%) với p < 0,005 cho các cập so sánh Nghiên cứu này đã cho thấy sự tăng đường huyết nhanh chóng đã ngăn chặn đáp ứng giãn mạch phụ thuộc nội mạc Nguyên nhân của hiện tượng này có thể do sự tăng sản xuất các gốc tự do có nguốn gốc từ oxy Nghiên cứu cũng gợi ý sự tăng đường máu mạnh

mẽ và kéo dài sau ăn đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành và tiến triển của XVĐM [55]

Bagg và cộng sự (2001) nghiên cứu ảnh hưởng của sự cái thiện đường máu với chức năng nội mạc ở bệnh nhân ĐTĐ týp 2 Nghiên cứu thực hiện trên các

đối tượng có chỉ số HbA1c > 8,9% Các đối tượng này được đánh giá chỉ số FMD(%) trước và sau điều trị Kết quả là chỉ số FMD(%) không có sự khác biệt giữa trước và sau điều trị Nghiên cứu này đã cho thấy sự giảm HbA1c trong một thời gian ngắn không cải thiện được chức năng nội mạc nếu bệnh nhân đã có một thời gian dài không được kiểm soát đường máu [23]

Lining và cộng sự (2001) đánh giá tác động lẫn nhau của THA và ĐTĐ týp 2 trong sự suy giảm chức năng nội mạc Kết quả cho thấy chỉ số FMD(%) giảm có ý nghĩa ở nhóm bệnh nhân ĐTĐ týp 2 (5,74 ± 3,23% với p < 0,05) , nhóm bệnh nhân THA (4,14 ± 2,39%, p < 0,01) và nhóm bệnh nhân có cả ĐTĐ

và THA (2,78 ± 2,08%, p < 0,001) so với nhóm chứng (9,45 ± 3,88%) Nghiên cứu này đã cho thấy sự tương tác giữa ĐTĐ týp 2 và THA làm trầm trọng thêm tình trạng RLCNNM [63]

được đo chỉ số FMD(%), định lượng nitrit/nitrat trong máu và các xét nghiệm khác để đánh giá chức năng nội mạc Kết quả cho thấy chỉ số FMD(%) ở các đối tượng hút thuốc lá nặng, ĐTĐ týp 2 không được kiểm soát đường huyết và tăng huyết áp vô căn không kiểm soát đều giảm có ý nghĩa so với nhóm chứng: 8,0 ± 2,5%, 5,8 ± 2,7% và 7,2 ± 3,3% tương ứng với mỗi nhóm so với nhóm người bình thường là 12,6 ± 3,6% với p < 0,01 cho tất cả các nhóm Tuy nhiên, chỉ có ở nhóm ĐTĐ týp 2 có tăng nitrit/nitrat, gợi ý rằng có liên quan với sự sản xuất quá mức và/ hoặc sự bất hoạt NO ở nhóm đối tượng này [85]

Kết luận: Qua các nghiên cứu về chức năng nội mạc mạch máu ở bệnh nhân đái tháo đường đã nêu ở trên, chúng tôi nhận thấy đái tháo đường là một bệnh lý tác động mạnh đến hệ thống nội mạc và tổn thương nội mạc này có thể

đánh giá được thông qua chỉ số FMD(%)

Chương 2

Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

2.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Nhóm bệnh nhân đái tháo đường týp 2

2.1.1.1 Tiêu chuẩn lựa chọn: Gồm 174 bệnh nhân ĐTĐ týp 2 được thu thập từ

Bệnh viện Nội tiết, Viện Lão khoa Việt Nam, khoa Nội tiết Bệnh viện Bạch mai

• Các bệnh nhân được chẩn đoán ĐTĐ theo tiêu chuẩn của TCYTTG năm

1999 [3],[5],[17]:

- Đường huyết tương lúc đói (tối thiểu là 8 giờ sau ăn) ≥ 7,0 mmol/l

- Đường huyết tương giờ thứ hai sau nghiệm pháp tăng đường máu

+ Đường huyết tăng mức độ vừa phải (thường <16,5 mmol/l)

+ Không có chiều hướng nhiễm toan xeton

+ Cơ địa béo phì hiện tại hoặc trước đó nhưng cũng có thể gầy

+ Đường huyết ổn định khi áp dụng một hoặc phối hợp nhiều biện pháp như chế độ ăn, luyện tập hoặc thuốc viên hạ đường huyết

2.1.1.2 Tiêu chuẩn loại trừ: Gồm tất cả các bệnh nhân không có tiêu chuẩn

nói trên: