Καρδιαγγειακός κίνδυνος και βλάβη του ενθοθηλίου σε παιδιά που γεννήθηκαν πρόωρα

Abstract

Introduction: Approximately, 11% of live born neonates, worldwide, has been born prematurely (<37 weeks of gestational age). Mounting evidence supports the adverse effect of prematurity on cardiovascular health; however, the underlying mechanisms connecting prematurity with the later onset of cardiovascular disease or explaining the association between preterm birth and endothelial dysfunction in later life are not fully understood. Endothelial microparticles (EMPs) and endothelial progenitor cells (EPCs) act as reliable, early biomarkers of endothelial damage. Circulating EMPs are described as small membrane vesicles, released from endothelial cells in response to stimuli such as inflammatory activation, apoptosis or injury. Circulating EPCs are bone marrow derived cells that proliferate and differentiate into mature endothelial cells, and they have critical roles in neovascularization and vascular repair. To the best of our knowledge, no studies have investigated circulating EMPs and EPCs in prepubertal children born prematurely. Aim: The aim of this study is to evaluate circulating EMPs and EPCs levels in prepubertal children born prematurely, and to assess possible associations of EMPs and EPCs with cardiovascular risk factors and endothelial function parameters in our study population. Materials and Methods: This cross-sectional study enrolled 136 prepubertal children; 63 preterm and 73 born at term, as controls. Circulating CD62E(+), CD144(+) and CD31(+)/CD42b(-) EMPs, as well as circulating CD34(+)/VEGFR-2(+)/CD45(-) and CD34(+)/VEGFR-2(+)/CD45dim EPCs were measured by flow cytometry in preterm-born children compared to controls. Anthropometric measurements, such as body mass index (BMI), waist-to-hip ratio (WHR) and neck circumference, systolic (SBP) and diastolic (DBP) blood pressure, hematological and biochemical parameters including complete blood count, glucose, insulin, HOMA-IR and lipid profile, as well as hemostatic/fibrinolytic parameters, such as fibrinogen, vWFAg, factors VIII and IX, proteins C and S, plasminogen and PAI-1, were evaluated. The platelet function was also evaluated by measuring the closure time using the collagen/epinephrine cartridge assessed by the platelet function analyzer 100 (PFA-100). In addition, common carotid (cIMT) and abdominal aortic (aIMT) intima-media thickness, endothelium-dependent flow-mediated dilation (FMD) of the brachial artery, and echocardiographic parameters, were assessed. Results: Circulating CD62E(+), CD144(+) and CD31(+)/CD42b(-) EMPs, as well as circulating CD34(+)/VEGFR-2(+)/CD45(-) and CD34(+)/VEGFR-2(+)/CD45dim EPCs were significantly higher in preterm-born children compared to controls (p=0.01, p<0.001, p<0.001, p<0.001 and p<0.001, respectively). Maternal preeclampsia was associated with increased CD62E(+) and CD144(+) EMPs in the total study population, as well as with increased CD144(+) EMPs in the preterm-born group. Maternal gestational diabetes was associated with significantly decreased CD34(+)/VEGFR-2(+)/CD45(-) and CD34(+)/VEGFR-2(+)/CD45dim EPCs in the total study population, as well as in the preterm-born group. Moreover, prematurity was associated with higher waist circumference, higher WHR and neck circumference, higher SBP and DBP, higher uric acid levels, lower levels of protein S, higher PAI-1 levels, and prolonged closure time using the collagen/epinephrine cartridge assessed by the PFA-100. Prepubertal children born prematurely had also higher cIMT and aIMT, lower peak velocity of the brachial artery, as well as higher mean pressure and velocity of pulmonary artery compared to controls. Circulating EMPs and EPCs correlated independently with cardiovascular risk factors and hemostatic/fibrinolytic parameters in the total study population, as well as in the preterm-born group. Preterm birth was recognized as an independent predictor of each EMP and EPC subpopulation studied.Conclusion: Circulating CD62E(+), CD144(+) and CD31(+)/CD42b(-) endothelial microparticles EMPs, as well as circulating CD34(+)/VEGFR-2(+)/CD45(-) and CD34(+)/VEGFR-2(+)/CD45dim endothelial progenitor cells (EPCs), are increased in prepubertal preterm-born children in comparison with peers born full-term, suggesting a possible correlation between prematurity and endothelial dysfunction. Maternal preeclampsia is associated with an increase in EMPs, while maternal gestational diabetes is associated with a decrease in EPCs. Whether EMPs and EPCs could act, in clinical practice, as a complementary tool for non-invasive evaluation of endothelium in preterm-born children, as well as for early detection of high-risk preterm-born individuals require further investigation.

Εισαγωγή: Υπολογίζεται ότι 11%, περίπου, των ζώντων νεογνών, παγκοσμίως, έχει γεννηθεί πρόωρα (<37 εβδομάδες κύησης). Αρκετές μελέτες έχουν δείξει τη δυσμενή επίδραση της προωρότητας στην καρδιαγγειακή υγεία, ωστόσο, δεν έχουν ακόμη αποσαφηνιστεί οι πιθανοί μηχανισμοί με τους οποίους η προωρότητα αποτελεί ανεξάρτητο παράγοντα κινδύνου για την εμφάνιση καρδιαγγειακής νόσου, καθώς και η συσχέτιση της με την εμφάνιση ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας στη μετέπειτα ζωή. Τα ενδοθηλιακά μικροσωματίδια (EMPs) και τα ενδοθηλιακά προγονικά κύτταρα (EPCs) αποτελούν αξιόπιστο, πρώιμο δείκτη ενδοθηλιακής βλάβης. Τα κυκλοφορούντα EMPs είναι μικρού μεγέθους μεμβρανικά κυστίδια, τα οποία αποβάλλονται από τα ενδοθηλιακά κύτταρα, κατά την ενεργοποίηση, απόπτωση ή τραυματισμό τους. Τα κυκλοφορούντα EPCs προέρχονται από τον μυελό των οστών, πολλαπλασιάζονται και διαφοροποιούνται σε ώριμα ενδοθηλιακά κύτταρα, και διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στην νεοαγγειογένεση και επιδιόρθωση του αγγειακού ενδοθηλίου. Τα κυκλοφορούντα EMPs και EPCs δεν έχουν μελετηθεί, έως τώρα, σε παιδιά προεφηβικής ηλικίας γεννημένα πρόωρα.Σκοπός: Σκοπός της μελέτης είναι η μέτρηση των EMPs και EPCs σε παιδιά προεφηβικής ηλικίας γεννημένα πρόωρα και η διερεύνηση πιθανής συσχέτισής τους με δείκτες καρδιαγγειακού κινδύνου και παραμέτρους ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας.Υλικό και Μέθοδοι: Πρόκειται για συγχρονική μελέτη, όπου μελετήθηκαν 136 παιδιά προεφηβικής ηλικίας, από τα οποία τα 63 ήταν γεννημένα πρόωρα και τα 73 ήταν γεννημένα ύστερα από τελειόμηνη κύηση, ως μάρτυρες. Τα κυκλοφορούντα CD62E(+), CD144(+) και CD31(+)/CD42b(-) EMPs, καθώς και τα κυκλοφορούντα CD34(+)/VEGFR-2(+)/CD45(-) και CD34(+)/VEGFR-2(+)/CD45dim EPCs προσδιορίσθηκαν με κυτταρομετρία ροής και έγινε σύγκριση αυτών μεταξύ προώρων και τελειομήνων. Καταγράφηκαν τα σωματομετρικά χαρακτηριστικά, όπως ο δείκτης μάζας σώματος (ΒΜΙ), ο λόγος περιμέτρου μέσης προς ισχίων (WHR) και η περίμετρος τραχήλου, η συστολική (ΣΑΠ) και η διαστολική (ΔΑΠ) αρτηριακή πίεση, αιματολογικές και βιοχημικές παράμετροι, όπως γενική αίματος, γλυκόζη, ινσουλίνη, HOMA-IR και λιπίδια ορού, καθώς και αιμοστατικοί/ινωδολυτικοί παράμετροι, όπως ινωδογόνο, vWFAg, παράγοντες VIII και IX, πρωτεΐνες C και S, πλασμινογόνο, και PAI-1. Μελετήθηκε, επίσης, η αδρή λειτουργικότητα των αιμοπεταλίων μέσω του χρόνου σύγκλεισης με τη χρήση κολλαγόνου/επινεφρίνης από αναλυτή λειτουργικότητας αιμοπεταλίων PFA-100. Επιπροσθέτως, πραγματοποιήθηκε υπερηχογραφική μέτρηση του πάχους έσω-μέσου χιτώνα των κοινών καρωτίδων (cIMT) και κοιλιακής αορτής (aIMT), υπερηχογραφική μέτρηση της ενδοθηλιο-εξαρτώμενης αγγειοδιαστολής (FMD) της βραχιονίου αρτηρίας, καθώς και υπερηχογράφημα καρδιάς.Αποτελέσματα: Τα κυκλοφορούντα CD62E(+), CD144(+) και CD31(+)/CD42b(-) EMPs, καθώς και τα κυκλοφορούντα CD34(+)/VEGFR-2(+)/CD45(-) και CD34(+)/VEGFR-2(+)/CD45dim EPCs βρέθηκαν υψηλότερα στα πρόωρα συγκριτικά με τα τελειόμηνα (p=0.01, p<0.001, p<0.001, p<0.001 και p<0.001, αντίστοιχα). H προεκλαμψία της μητέρας κατά την κύηση βρέθηκε ότι σχετίζεται με αυξημένα CD62E(+) και CD144(+) EMPs στον συνολικό πληθυσμό της μελέτης, καθώς και με αυξημένα CD144(+) EMPs στον πληθυσμό των προώρων. Ο ΣΔ κύησης συσχετίσθηκε με σημαντικά χαμηλότερα CD34(+)/VEGFR-2(+)/CD45(-) και CD34(+)/VEGFR-2(+)/CD45dim EPCs τόσο στον συνολικό πληθυσμό της μελέτης, όσο και στον πληθυσμό των προώρων. Επιπροσθέτως, διαπιστώθηκε ότι η προωρότητα σχετίζεται με μεγαλύτερη περίμετρο μέσης, μεγαλύτερο λόγο περιμέτρου μέσης προς ισχίων και περίμετρο τραχήλου, υψηλότερα επίπεδα συστολικής και διαστολικής αρτηριακής πίεσης, υψηλότερα επίπεδα ουρικού οξέος, χαμηλότερα επίπεδα πρωτεΐνης S, υψηλότερα επίπεδα PAI-1 και παρατεταμένο χρόνο σύγκλεισης αιμοπεταλίων, όπως μετρήθηκε με αναλυτή PFA-100. Τα παιδιά προεφηβικής ηλικίας που γεννήθηκαν πρόωρα είχαν, επίσης, μεγαλύτερο cIMT και aIMT, χαμηλότερη μέγιστη ταχύτητα ροής της βραχιονίου αρτηρίας κατά τη φάση της υπεραιμίας, και υψηλότερες τιμές μέσης πίεσης και ταχύτητας στην πνευμονική αρτηρία συγκριτικά με τα τελειόμηνα. Τα κυκλοφορούντα EMPs και EPCs συσχετίσθηκαν ανεξάρτητα με δείκτες καρδιαγγειακού κινδύνου και αιμοστατικές/ινωδολυτικές παραμέτρους τόσο στον συνολικό πληθυσμό της μελέτης, όσο και στον πληθυσμό των προώρων. Ο πρόωρος τοκετός αναγνωρίσθηκε ως ανεξάρτητος καθοριστής όλων των υποπληθυσμών των EMPs και EPCs που μελετήθηκαν.Συμπεράσματα: Τα κυκλοφορούντα CD62E(+), CD144(+) και CD31(+)/CD42b(-) ενδοθηλιακά μικροσωματίδια (EMPs), και τα κυκλοφορούντα CD34(+)/VEGFR-2(+)/CD45(-) και CD34(+)/VEGFR-2(+)/CD45dim ενδοθηλιακά προγονικά κύτταρα (EPCs) είναι υψηλότερα σε παιδιά προεφηβικής ηλικίας γεννημένα πρόωρα συγκριτικά με τα τελειόμηνα, υποδηλώνοντας πιθανή συσχέτιση της προωρότητας με ενδοθηλιακή δυσλειτουργία. Η προεκλαμψία της μητέρας κατά την κύηση σχετίζεται με αύξηση των EMPs και ο ΣΔ κύησης σχετίζεται με μείωση των EPCs. Περαιτέρω μελέτη απαιτείται για την ανάδειξη των EMPs και EPCs ως συμπληρωματικών δεικτών μη επεμβατικής αξιολόγησης της λειτουργίας του ενδοθηλίου και έγκαιρης ανίχνευσης των προώρων υψηλού κινδύνου.