Sztywność tętnicy

Czym jest sztywność tętnicy?

Sztywność tętnicy odnosi się do zmniejszonej elastyczności ścian dużych tętnic, takich jak aorta. W normalnych warunkach tętnice są elastyczne i mają grube ściany, które mogą się rozciągać i kurczyć w odpowiedzi na potrzeby organizmu. Ta elastyczność pozwala im rozszerzać się, gdy serce pompuje krew, a następnie kurczyć, aby pomóc przepchnąć krew dalej.1

Kiedy tętnice stają się sztywne, tracą zdolność do łatwego rozciągania i kurczenia się. Taka sztywność sprawia, że serce musi pracować znacznie ciężej, aby pompować krew przez organizm, co z kolei może prowadzić do podwyższonego ciśnienia krwi. Wysokie ciśnienie krwi dodatkowo obciąża serce i może prowadzić do różnych problemów zdrowotnych.2

Sztywność tętnicy występuje jako konsekwencja starzenia się biologicznego, miażdżycy tętnic (choroby naczyń krwionośnych charakteryzującej się gromadzeniem się złogów tłuszczowych) oraz zaburzeń genetycznych, takich jak zespół Marfana, zespół Williamsa czy zespół Ehlersa-Danlosa. Zapalenie odgrywa główną rolę w rozwoju miażdżycy i sztywności tętniczej.3

Zwiększona sztywność tętnicy wiąże się ze zwiększonym ryzykiem zdarzeń sercowo-naczyniowych, takich jak zawał mięśnia sercowego, nadciśnienie tętnicze, niewydolność serca i udar mózgu.3 Światowa Organizacja Zdrowia zidentyfikowała choroby sercowo-naczyniowe jako wiodącą przyczynę zgonów na całym świecie w 2019 roku.3

Budowa układu tętniczego i funkcja tętnic

Tętnice to naczynia krwionośne, które dostarczają tlen i niezbędne składniki odżywcze do wszystkich istotnych narządów i obwodowych części ciała. Serce pompuje krew przez te naczynia, a z każdym uderzeniem serca krew płynie do obwodowego krążenia. Przy każdym skurczu (uderzeniu serca) serce ściska się, aby wypompować krew. Przy każdym rozkurczu (czasie pomiędzy dwoma uderzeniami) serce ma czas, aby napełnić się krwią.1

Tętnice w organizmie można podzielić na trzy główne typy w oparciu o ich budowę i funkcję. Pierwszy typ obejmuje duże tętnice elastyczne, takie jak aorta. Tętnice te odgrywają kluczową rolę w magazynowaniu krwi pompowanej z serca podczas fazy skurczu i uwalnianiu jej stopniowo podczas fazy rozkurczu. Ta funkcja zapewnia, że krew płynie płynnie do różnych części ciała, nawet gdy ciśnienie zmienia się podczas cykli pompowania serca.4

Duże tętnice elastyczne działają jak amortyzatory, absorbując zmiany ciśnienia i zmniejszając siłę przepływu krwi. Pomaga to chronić mniejsze naczynia krwionośne przed szkodliwymi zmianami ciśnienia. Jednak w miarę starzenia się lub z powodu pewnych problemów zdrowotnych, te duże tętnice mogą stać się sztywne. Gdy tak się dzieje, nie mogą skutecznie amortyzować przepływu krwi, co prowadzi do problemów takich jak wysokie skurczowe ciśnienie krwi i uszkodzenie narządów.4

Drugi typ stanowią tętnice mięśniowe, szczególnie te znajdujące się w nogach, takie jak tętnica udowa i podkolanowa. Tętnice te mają zdolność zmiany swojego rozmiaru, co pomaga kontrolować prędkość przepływu krwi. Ta zdolność do dostosowania jest niezbędna do utrzymania prawidłowego krążenia krwi i ogólnego zdrowia naczyniowego.4

Przyczyny sztywności tętnicy

Sztywność tętnicy może rozwinąć się z powodu różnych czynników, przede wszystkim starzenia się, wyborów stylu życia i pewnych stanów medycznych. W miarę starzenia się, białka w ścianach tętnic, takie jak kolagen i elastyna, ulegają zmianom, które zmniejszają ich elastyczność, podobnie jak stara gumka recepturka traci swoją rozciągliwość.2

Zmiany degeneracyjne, które występują z wiekiem w ścianach dużych tętnic elastycznych, przyczyniają się do zwiększonej sztywności w czasie. Należą do nich zakłócenie struktur elastyny blaskowatej w ścianie, prawdopodobnie z powodu powtarzających się cykli stresu mechanicznego, zapalenie, zmiany w białkach kolagenowych tętnicy, częściowo jako mechanizm kompensacyjny przeciwko utracie elastyny tętniczej, a częściowo z powodu zwłóknienia, oraz poprzeczne wiązanie sąsiednich włókien kolagenowych przez zaawansowane produkty glikacji (AGE - związki powstające w wyniku reakcji cukrów z białkami).3

Dodatkowo złogi wapnia mogą gromadzić się w ścianach tętnic, sprawiając, że stają się one sztywniejsze. Ten proces zwany jest zwapnieniem. Zapalenie również odgrywa ważną rolę w rozwoju sztywności tętniczej.5

Chroniczne wysokie ciśnienie krwi może prowadzić do uszkodzenia ściany tętnic poprzez stres mechaniczny, dysfunkcję śródbłonka (wewnętrznej warstwy naczyń), zwiększone zapalenie, stres oksydacyjny oraz aktywację układu renina-angiotensyna-aldosteron (RAAS - system hormonalny regulujący ciśnienie krwi). Nadciśnienie również zwiększa produkcję włókien kolagenowych i przyspiesza degradację włókien elastyny.6

Wśród czynników ryzyka sztywności tętnicy wymienia się także nadwagę, siedzący tryb życia, nadmierne spożycie alkoholu, cukrzycę typu 2, ogólnoustrojowe zapalenie, niekontrolowany stres, wysokie ciśnienie krwi oraz inne schorzenia związane z sercem, takie jak migotanie przedsionków.2

Konsekwencje patofizjologiczne i wpływ na zdrowie

Ciśnienie wywierane na ściany naczyń krwionośnych lub tętnic podczas skurczu jest najniższe, jeśli naczynia krwionośne charakteryzują się wysoką podatnością lub niską sztywnością. Osoby, które mają elastyczne i wysoce podatne ściany tętnic, mają wąskie ciśnienie tętna (różnicę między ciśnieniem skurczowym a rozkurczowym). To odzwierciedla niskie napięcie ściany aorty. Niskie napięcie ściany oznacza również, że obciążenie pracą serca jest niskie.1

Im sztywniejsze i twardsze ściany naczyń krwionośnych, tym szersze ciśnienie tętna i tym więcej serce musi pracować, aby pompować krew do tętnic. U osób ze sztywniejszymi ścianami tętnic tylko niewielka część każdego objętości wyrzutowej serca może być wykorzystana do krążenia krwi bez zwiększania ciśnienia krwi.1

W miarę wzrostu sztywności tętnicy, ciśnienie skurczowe wzrasta, a ciśnienie rozkurczowe maleje z powodu przedwczesnego łączenia się szybko odbitej fali z falą postępującą. Zwiększone ciśnienie skurczowe wywołuje przerost lewej komory (powiększenie mięśnia sercowego), podczas gdy zmniejszone ciśnienie rozkurczowe upośledza przepływ krwi wieńcowej. Dodatkowo wzrost sztywności tętnicy przyczynia się do zwiększenia ciśnienia tętna, co może potencjalnie uszkodzić barierę krew-mózg.6

Sztywność tętnicy charakteryzuje się zmianami strukturalnymi (np. zwapnienie błony środkowej tętnicy, zmiany w komórkach mięśni gładkich naczyń i zwłóknienie) oraz funkcjonalnymi (np. utrata funkcji Windkessela - funkcji amortyzacyjnej naczyń, podwyższone ciśnienie tętna i rozwój izolowanego nadciśnienia skurczowego), które powodują dysfunkcję naczyń włosowatych i uszkodzenie narządów końcowych (np. niewydolność serca, otępienie naczyniowe, retinopatię nadciśnieniową i przewlekłą chorobę nerek).7

Obecne badania wskazują, że sztywność tętnicy jest niezależnym czynnikiem ryzyka chorób sercowo-naczyniowych i stanowi potencjalny cel dla spersonalizowanych podejść zapobiegawczych i terapeutycznych.7

Metody pomiaru sztywności tętnicy

Sztywność tętnicy jest powszechnie mierzona jako prędkość fali tętna szyjno-udowa (cfPWV) lub prędkość fali tętna ramię-kostka (baPWV). cfPWV jest standardem pomiaru sztywności dużych tętnic w Europie.3

Dla baPWV, ogólne wartości graniczne do oceny ryzyka sercowo-naczyniowego wynoszą: poniżej 1400 cm/s dla niskiego ryzyka, 1400-1800 cm/s dla ryzyka pośredniego i powyżej 1800 cm/s dla wysokiego ryzyka. Zwiększone wartości cfPWV i baPWV przewidują zwiększone ryzyko wystąpienia nowego nadciśnienia u pozornie zdrowych osób.3

Gdy serce się kurczy, generuje puls lub falę energii, która przemieszcza się przez układ krążenia. Prędkość przemieszczania się tej fali tętna jest znana jako prędkość fali tętna. Prędkość ta zależy od sztywności ścian naczyń krwionośnych - im sztywniejsze ściany, tym szybciej fala się przemieszcza.3

Dane dotyczące sztywności tętnicy mogą przewidywać uszkodzenie narządów docelowych i przyszłe zdarzenia sercowo-naczyniowe u pacjentów z nadciśnieniem. W związku z tym wczesne wykrycie sztywności tętnicy pomaga w inicjowaniu środków zapobiegawczych i planów leczenia w celu ochrony przed postępem uszkodzenia naczyń.6

Zapobieganie i leczenie

To, co wprowadzamy do naszego organizmu, odgrywa znaczącą rolę w każdym aspekcie zdrowia, dlatego ważne jest, aby priorytetowo traktować składniki odżywcze i pokarmy, które zmniejszają sztywność tętnicy. Witaminy D i K odgrywają ważną rolę w zarządzaniu wapniem, a wszystkie trzy są zaangażowane w zdrowie kości i serca. Pomagają one transportować wapń do kości, zamiast pozwalać mu gromadzić się we krwioobiegu, prowadząc do zwapnienia tętnic i sztywności tętnicy.8

Witamina D znajduje się w wzbogaconym mleku zwierzęcym i roślinnym, jajkach i tłustych rybach. Witamina K1 występuje głównie w zielonych liściastych warzywach, takich jak szpinak, jarmuż i brokuły, podczas gdy witamina K2 znajduje się w produktach fermentowanych i serze. Wapń można znaleźć w produktach mlecznych, tofu ustawionym wapniem, zielonych liściastych warzywach, fasoli, migdałach i wzbogaconym mleku roślinnym.8

Kwasy tłuszczowe omega-3 znajdują się głównie w tłustych rybach i owocach morza, ale orzechy i nasiona również je dostarczają. W metaanalizie 10 badań z 2011 roku autorzy doszli do wniosku, że omega-3 zmniejszają sztywność tętnicy i że może to wyjaśniać część ich korzyści sercowo-naczyniowych. Nowsze badania potwierdziły, że omega-3 z tłustych ryb mogą pomóc poprawić sztywność tętnicy i dysfunkcję śródbłonka, ponieważ DHA i EPA oferują działanie przeciwutleniające, przeciwzapalne, przeciwzakrzepowe i przeciwarytmiczne, które działa bezpośrednio na mechanizmy zaangażowane w zdrowie tętnic.8

Zdrowe zmiany w stylu życia, blokery RAAS (leki blokujące układ renina-angiotensyna-aldosteron) i statyny (leki obniżające cholesterol) są znane z tego, że zmniejszają sztywność tętnicy.6 Potrzebne są dalsze badania, aby ustalić, czy poprawa sztywności tętnicy poprawi rokowanie u pacjentów z nadciśnieniem.6

Chociaż istnieją różne metody pomiaru sztywności tętnicy, prędkość fali tętna jest nieinwazyjną, prostą metodą pomiaru, która maksymalizuje skuteczność. Wczesne wykrywanie i odpowiednie leczenie sztywności tętnicy może pomóc w zapobieganiu poważnym powikłaniom sercowo-naczyniowym.6