Forearm arterial compliance during reactive hyperemia and atherosclerosis risk factors

The arterial-compliance-change occurring during reactive-hyperemia is impaired when atherosclerosis risk factors, such as hypercholesterolemia, smoking and hypertension, are present. A new non-invasive plethysmographic method for assessing this endothelial dysfunction was developed and validity and clinical applicability explored. Simultaneous recordings of forearm pulse volume (FPV) and blood pressure (BP) were used to establish the FPV/BP relationship. Forearm arterial compliance (FAC) was measured by computing the dV/dP ratio; the area under the FAC/BP curve (FAC(AUC)) was also determined. The arterial occlusive test was performed in 93 subjects by an upper arm pressure cuff inflation, 30 mmHg above the SBP, for three minutes. The time-course curve of compliance changes during reactive hyperemia was obtained by continuous measurement of FAC(AUC) for 20 seconds before and for 300 seconds after cuff deflation. This technique reliably assesses arterial compliance changes during reactive hyperemia; the analysis of time-course curves also allows to estimate a number of time-dependent parameters. On multivariate analysis, pre-ischemic FAC(AUC) was mainly affected by sex; peak-FAC(AUC) by sex and SBP and percent-changes by plasma levels of HDL-C (directly) and LDL-C (inversely). Peak-time was affected by age and BMI, whereas the descent-time was negatively affected by plasma triglyceride levels. The proposed technique is highly sensitive and can be considered as an useful tool to detect and monitor in vivo the effect of atherosclerosis risk factors on changes in compliance induced by arterial occlusion.

L’aumento della compliance arteriosa rilevabile durante iperemia reattiva è ridotto in presenza di fattori di rischio di arteriosclerosi quali l’ipercolesterolemia, il fumo e l’ipertensione. In questo studio, è stata valutata la validità e l’applicabilità clinica di una nuova tecnica pletismografica capace di rilevare questo tipo di disfunzione endoteliale. La metodica descritta prevede la registrazione continua e simultanea delle variazioni di volume dell’avambraccio (FPV) e della pressione sanguigna (BP) e consente di ottenere la curva compliance-pressione (FAC) e la relativa area sotto la curva (FAC(AUC)). Lo studio è stato condotto in 93 soggetti. Per ciascuno di essi dopo la determinazione basale della FAC(AUC) è stato effettuato un test di occlusione arteriosa. Lo stimolo ischemico è stato ottenuto gonfiando sul braccio il manicotto di uno sfigmomanometro alla pressione di circa 200 mmHg per 3 minuti. Le variazioni della compliance arteriosa sono state misurate in continuo per 20 secondi prima dello sgonfiaggio del manicotto e successivamente per altri 300 secondi. L'analisi delle variazioni temporali di FAC(AUC) durante iperemia reattiva ha permesso di determinare anche diversi parametri che dipendono dal tempo. L’analisi di regressione multipla ha identificato una correlazione tra 1) FAC(AUC)-pre-ischemica e sesso; 2) FAC(AUC)-al-picco, sesso e SBP; 3) variazione-percentuale e livelli plasmatici di colesterolo HDL (direttamente) ed LDL (inversamente); 4) tempo-di-picco, età e BMI, 5) tempo-di-discesa e livelli di trigliceridi (inversamente). In conclusione la tecnica proposta è molto sensibile e può essere considerata un utile strumento per valutare in vivo l'effetto di fattori di rischio di arteriosclerosi sulle variazioni di compliance arteriosa indotte da stimoli ischemici.