Vascular Function in Chronic Kidney Disease and in Renovascular Disease

Abstract

Cardiovascular mortality is 15 to 30 times higher in patients with chronic kidney disease than in the age-adjusted general population. Even minor renal dysfunction predicts cardiovascular events and death in the general population. In patients with atherosclerotic renovascular disease the annual cardiovascular event and death rate is even higher. The abnormalities in coronary and peripheral artery function in the different stages of chronic kidney disease and in renovascular disease are still poorly understood, nor have the cardiac effects of renal artery revascularization been well characterized, although considered to be beneficial.

This study was conducted to characterize myocardial perfusion and peripheral endothelial function in patients with chronic kidney disease and in patients with atherosclerotic renovascular disease. Myocardial perfusion was measured with positron emission tomography (PET) and peripheral endothelial function with brachial artery flow-mediated dilatation.

It has been suggested that the poor renal outcomes after the renal artery revascularization could be due to damage in the stenotic kidney parenchyma; especially the reduction in the microvascular density, changes mainly evident at the cortical level which controls almost 80% of the total renal blood flow. This study was also performed to measure the effect of renal artery stenosis revascularization on renal perfusion in patients with renovascular disease. In order to do that a PET-based method for quantification of renal perfusion was developed.

The coronary flow reserve of patients with chronic kidney disease was similar to the coronary flow reserve of healthy controls. In renovascular disease the coronary flow reserve was, however, markedly reduced. Flow-mediated dilatation of brachial artery was decreased in patients with chronic kidney disease compared to healthy controls, and even more so in patients with renovascular disease. After renal artery stenosis revascularization, coronary vascular function and renal perfusion did not improve in patients with atherosclerotic renovascular disease, but in patients with bilateral renal artery stenosis, flow-mediated dilatation improved.

Chronic kidney disease does not significantly affect coronary vascular function. On the contrary, coronary vascular function was severely deteriorated in patients with atherosclerotic renovascular disease, possibly because of diffuse coronary artery disease and/or diffuse microvascular disease. The peripheral endothelial function was disturbed in patients with chronic kidney disease and even more so in patient with atherosclerotic renovascular disease. Renal artery stenosis dilatation does not seem to offer any benefits over medical treatment in patients with renovascular disease, since revascularization does not improve coronary vascular function or renal perfusion.

<b>Vaskulaarifunktio kroonisessa munuaisten vajaatoiminnassa ja renovaskulaaritaudissa</b>

Kuolleisuus sydän- ja verisuonisairauksiin kroonista munuaisten vajaatoimintaa sairastavilla potilailla on 15 – 30 -kertainen taustaväestöön verrattuna. On osoitettu, että jo lieväkin munuaisten vajaatoiminta ennustaa sydän- ja verisuonitauti tapahtumia ja kuolleisuutta väestössä. Ateroskleroottista renovaskulaaritautia sairastavilla vuotuinen kuolleisuus sydän- ja verisuonisairauksiin on vielä suurempi. Sepelvaltimoiden ja ääreisverenkierron toiminnasta on vain vähän tutkimustietoa niin munuaisten vajaatoimintaa kuin renovaskulaaritautiakin sairastavilla. Myöskään munuaisvaltimoahtauman laajentamisen aiheuttamia muutoksia sydämen ja ääreisverenkierron toimintaan ei ole juuri tutkittu.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli ensisijaisesti selvittää sydämen verenvirtausta, sepelvaltimoiden toiminnallista kapasiteettia eli sepelvaltimoiden virtausreserviä ja ääreisverenkierron toiminnan muutoksia niin kroonista munuaisten vajaatoimintaa sairastavilla kuin ateroskleroottista renovaskulaaritautia sairastavilla potilailla. Tutkimusmenetelminä käytettiin positroniemissiotomografiaa (PET) sydämen verenvirtauksen määrittämiseksi sekä ultraäänitutkimusta perifeerisen ääreisverenkierron toiminnan tutkimiseksi.

Viime vuosina on arveltu, että kliinisten tutkimusten huonot tulokset munuaisvaltimoahtauman laajennuksen jälkeisesti liittyisivät munuaisten pienten verisuonten toiminnallisiin ja rakenteellisiin muutoksiin munuaisvaltimoahtauman vaikutuksesta. Muutoksia on havaittu erityisesti munuaisten kuorikerroksessa, joka käyttää noin 80 % munuaiseen ohjautuvasta verenvirtauksesta. Tutkimuksen toisena tavoitteena oli mitata mahdollisia muutoksia munuaisten verenvirtauksessa munuaisvaltimoahtauman laajentamisen jälkeisesti. Tätä varten kehitimme PET -metodin munuaisten verenvirtauksen määrittämiseksi.

Sepelvaltimoiden virtausreservi kroonista munuaisten vajaatoimintaa sairastavilla ei eronnut tilastollisesti merkitsevästi terveiden verrokeiden virtausreservistä. Sen sijaan renovaskulaaritautipotilaiden virtausreservi oli vaikea-asteisesti huonontunut. Olkavarsivaltimon laajenemiskapasitetti oli huonontunut munuaisten vajaatoimintaa sairastavilla terveisiin verrattuna ja renovaskulaaritautipotilailla vielä enemmän. Munuaisvaltimoahtauman laajentamisen jälkeisesti renovaskulaaritautipotilaiden sepelvaltimoiden funktiossa tai munuaisten verenvirtauksessa ei havaittu parantumista. Kuitenkin molemminpuolisesta munuaisvaltimoahtaumasta kärsivillä ääreisverenkierron toiminta parantui tilastollisesti merkitsevästi toimenpiteen jälkeen.

Johtopäätöksinä voidaan todeta, että munuaisten vajaatoiminta sinällään ei näyttäisi merkitsevästi huonontavan sepelvaltimoiden virtausreserviä. Sen sijaan renovaskulaaritautia sairastavilla virtausreservi on huono, todennäköisesti joko subkliinisen sepelvaltimotaudin ja/tai mikrovaskulaaritaudin aiheuttamana. Ääreisverenkierron toiminta sen sijaan oli huonontunut molemmissa potilasryhmissä, renovaskulaaritautipotilailla vielä enemmän. Munuaisvaltimoahtauman laajentaminen ei näytä tarjoavan hyötyä lääkehoitoon verrattuna, sillä toimenpiteen jälkeisesti ei havaittu muutoksia sydämen virtausreservissä sen paremmin kuin munuaisten verenvirtauksessakaan.