Aort sertliği, esnek bir arter olan aort duvarının her bir ventriküler ejeksiyonu sırasında oluşan siklik basınç değişimlerine karşı genişleme kapasitesinin azalması olarak tanımlanır. Santral arteriyel sertlikte artma yaşlanmanın bir işaretidir (36).
Ayrıca diyabet, ateroskleroz ve kronik böbrek hastalığı sonucunda da olabilir. Santral damarların genişleme kapasitesinin azalması, arter basıncını ve akım dinamiğini değiştirir (37). Bunun sonucunda KY, MI, ani kardiyak ölüm gibi kardiyak ve inme, demans, böbrek yetersizliği gibi kalp dışı diğer komplikasyonların gelişimi gözlenebilir (36,37).
Esneklik, bir cisme uygulanan kuvvet ve meydana getirdiği biçim değişikliği ile ifade edilir. Birim alana düşen kuvvete ise gerilim denir. Meydana gelen biçim bozukluğunun orijinal haline oranına ise germe adı verilir. Arteriyel damarların biyolojisinde mekanik stres basınç olarak, germe ise çapta meydana gelen değişiklik olarak tanımlanır (38). Aralarındaki ilişki doğrusal olmadığı için, verilen basınçtaki eğrinin eğimi esnekliği yansıtır. İster sert, ister esnek olsun büyük çaplı bir arterde basınç artışıyla meydana gelen hacim uyumu küçük bir arterden daha fazladır. Bu değişiklik, arteriyel uyumlardaki değişikliklerin karşılaştırılmasında yanlış yönlendirici olabilir (39). Esneklik ise uyumda meydana gelen kısmi değişikliklere karşılık gelen çaptaki ya da hacimdeki değişikliklerdir. Esneklik değişik boyutlardaki arterleri karşılaştırmada faydalıdır.
Arteriyel sertlik sigara içimi, hiperkolesterolemi, diyabet, HT gibi bilinen aterosklerotik risk etmenlerinin artışı ve yaşlanmanın sonucu olarak gelişir. Artmış arteriyel sertlik ya da azalmış esneme kapasitesi damar sisteminin yaygın aterosklerotik tutulumunun göstergesidir (37). Aortta sertlik oluşumu SKB ve kalbin önündeki yükün artmasına, DKB ve koroner kan akımının azalmasına neden olur.
Takip eden dönemde sol ventrikül hipertrofisi gelişir. Koroner iskemi ortaya çıkar ve kardiyovasküler olayların gelişimi hızlanır (46). Arteriyel sertlik mortalitenin bir göstergesi olmasının yanısıra; böbrek hastalığı, inme, demans, KY ve MI gibi damarsal hastalıklar için de belirleyici öneme sahiptir. Arterlerde ortaya çıkan sertlik aynı zamanda stres artışına neden olarak aterosklerotik plak rüptürüne neden olabilir (47). Son zamanlarda Safar ve ark. (10) arteriyel sertliğin stresle ve istirahatte olan
enerji tüketimine, yalnızca katkıda bulunmakla kalmayıp, aynı zamanda yaşlılarda ortostatik hipotansiyon ve daha fazla nefes darlığı oluşumuna katkıda bulunduğunu rapor etmişlerdir.
2.5.1.Arteriyel Sertlik Göstergeleri
Arteriyel sertlik göstergeleri olarak; nabız dalga hızı, augmentasyon basıncı, augmentasyon indeksi ve kompliyans kullanılır (40).
Nabız Dalga Hızı: Arteriyel segment boyunca yayılan nabzın hızı olarak tanımlanır. Uzaklık/zaman farkı (m/s)
Arteriyel Uyum (Kompliyans): Basınç artışına göre çapta meydana gelen mutlak değişim. Çap farkı/basınç farkı
Augmentasyon indeksi: Augmentasyon basıncı (P2-P1)/Nabız basıncı
Aort kökünde sol ventrikül ejeksiyonuna bağlı yükselen basınç yansıyan basınç dalgası ile üst üste gelmektedir. Her iki dalganın kesiştiği nokta augmentasyon noktası olarak isimlendirilmektedir. Augmentasyon indeksi (AIx), aortik basınç dalgasının yansıyan dalga nedeni ile yükselme miktarının nabız basıncına oranı olarak tanımlanmaktadır.
2.5.2.Arteriyel Sertlik Modelleri ve Basınç Ölçüm Yöntemi
Arteriyel sistemin incelenmesi için iki farklı örnek ortaya atılmıştır.
Windkessel örneğinde, arteriyel sistem yangın hortumu sistemine benzetilir. Büyük arterlere benzetilen ters çevrilmiş hava dolu bir kubbe aralıklı çalışan bir pompa tarafından üretilen akım pulsasyonlarını tamponlar (41). Geniş kalibreli yangın hortumu bir kanal olarak hareket eder ve hortumun ucundaki ağızlık periferik arteriyollere benzer. Bu örnek arteriyel ağacın iletim ve tamponlama işlevlerini ayırır. Sadece direnç arttığı zaman sistolik ve diyastolik kan basıncında eşit derecede artışla birlikte ortalama KB artar (42). Bununla birlikte, esneklikte ek bir azalma olduğunda ortalama KB aynı miktarda artar. Fakat KB dalgalanmaları artarak sistolik KB’nı orantısız biçimde artırırken DKB’da belirgin bir değişim olmaz. Bununla birlikte Windkessel örneği iki önemli sınırlamaya sahiptir. Birincisi, arteriyel
sistemin tamponlama ve iletim işlevleri ayrı değildir (43). Aort ve ana dalları her iki özelliğe de eş zamanlı sahiptir. Ek olarak, en elastik arter aorttan, daha müsküler ve daha az elastik periferik arterlere doğru gidildiğinde tamponlama işlevi ilerleyici bir şekilde azalır. Ancak iletim işlevinde belirgin artış olur. İkincisi, Windkessel örneği, nabız dalgası hızının sonsuz bir değere sahip olduğunu varsayar. Arteriyel sistem boyunca basınç dalga hızı sabit olmadığı için bu varsayım gerçekleşmeyebilir. Bu heterojeniteyi ise bitişik arteriyel bölümlerdeki ayrı ayrı iletim ve tamponlama miktarları belirler. Özellikle sağlıklı kişilerde periferik arterler santral arterlerden daha serttir. Bu fenomen, periferden kalbe doğru gidildikçe damarlardaki basınç dalgasının genliğinde artışa yol açar. Bu durum basınç artışı (amplifikasyonu) olarak bilinir (42,43).
Bir arter boyunca taşınan nabız dalgası genliğinin sınırlı bir değer olduğunu varsayan yayılım örneğini (propagatif model) arteriyel sisteme uygulamak daha doğru bir yaklaşımdır. Bu örnek, periferik direnç noktalarında sonlanan ve değişken elastik özellikleri olan gerilebilir basit bir tüpten oluşur. Tüpün dağılmış elastik özellikleri ileri yönlü nabız dalgası oluşumuna izin verir. Böylece tüpün sonundan, direnç noktasından ve çok sayıda dallanma noktasından yansıyan nabız dalgası oluşur. Oluşan nabız dalgasının yayılımı arteriyel tüpün gerilebilirliği ile ters yönlü ilişkilidir. Bu örnekler üzerinde daha fazla çalışılınca, tüpün sonunun yüksek bir dirence sahip olduğu, ileri yönlü dalgaların bu yüksek direnç noktalarından yansıdığı ve geriye doğru dalgaların üretildiği gösterildi (41,43).
Normal bir arteriyel sistemde, sol ventrikül ejeksiyonu ile birlikte tüm sistem boyunca ileri yönlü yayılan sistolik bir nabız dalgası oluşur. Bu dalga periferden yansıyarak diyastolde geri döner ve ikincil dalgalanmalar (fluktuasyonlar) oluşturur.
Bu sayede diyastol esnasında da santral (aort kökü) basınç belirli bir seviyede tutulmuş ve koroner perfüzyon desteklenmiş olur (44). Arteriyel sertlik arttığı zaman arteriyel sistem boyunca yayılan nabız dalgasının hızı artar. Bu ise nabız dalgasının perifere daha hızlı ulaşmasına ve daha erken yansımasına yol açar. Yansıyan dalganın kalbe ulaşması zamanla diyastolden sistole kayar. Bu dalgalar ileri yönlü dalgalarla birleşirler ve sistolik basınç artar. Öte yandan diyastolik dalgalanmaların (fluktuasyon) azalması nedeni ile KB’nda diyastolde keskin bir düşüş olur. Sonuç
olarak, arteriyel sertliğin artışı, aort kökündeki basıncın (santral aort basıncı) geç sistolde artmasına (art yük), diyastolde azalmasına ve ortalama arteriyel basıncın artmasına sebep olur (42-44).
2.5.3.Arteriyel Sertliğin Ölçüm Yöntemleri
Arteriyel sertlik hipertansif hastalarda kardiyovasküler hastalıkların güçlü bir prediktif göstergesidir. Arteriyel sertliği ölçme yöntemleri aşağıda sıralanmıştır:
Nabız Dalga Hızı
Augmentasyon indeksi
Arteriyel Kompliyans
Ambulatuar Arteriyel Sertlik İndeksi
X-ray Kalsifikasyon Skorlaması
Aortik nabız dalga hızı (NDH), arteriyel sertliği ölçmek için kullanılan altın standart yöntemdir (45).
Arteriyel nabız dalgası analizinin gündeme geldiği ilk yıllardan beri nabız dalgası kaydı ve analizi uzun süre girişimsel olarak yapılmıştır. Daha sonra ultrason ve manyetik rezonans görüntüleme gibi ileri teknolojik gelişmeler sayesinde girişimsel olmayan yöntemler ortaya çıkmıştır. Yapılan kapsamlı araştırmalar sonrası bu yeni yöntemlerin geçerliliği ispatlandıktan ve artmış arteriyel sertliğin önemi anlaşıldıktan sonra kullanımları daha da yaygınlaşmıştır. Girişimsel olmayan yöntemler sayesinde fizik bakı sırasında dahi arteriyel sertliğin değerlendirilmesinin önü açılmıştır. Arteriyel sertlik analizi klinik olarak birbirini tamamlayan iki farklı yöntemi içerir.
Arteriyel sertlik saptanması (bölgesel / yerel / sistemik)
Yansıyan nabız dalgası (dalga refleksiyon) analizi
Sistemik arteriyel sertlik sadece dolaşım örneklerinden tahmin edilebilir.
Bunun tersine bölgesel arteriyel sertlik arteriyel sistem boyunca farklı yerlerden direkt ve noninvazif yöntem ile ölçülebilir. Dalga geri yansıması (refleksiyonu) analizi periferik bir arterden (genellikle radiyal, karotis ve brakiyal arter) nabız dalgası kaydı ile yapılır. Bu dalgadan santral nabız dalgası elde edilerek çeşitli
analizler yapılır. Bu analizlerde nabız dalgasının farklı özelliklerini (basınç, distansiyon, doppler vb.) ölçen çok sayıda girişimsel olmayan cihaz kullanılmaktadır.
2.5.4.Arteriyel Sertliğin Bölgesel Değerlendirilmesi
Bölgesel arteriyel sertlik saptanmasında en sık olarak aorta kullanılır. Torasik ve abdominal aorta arteriyel tamponlama işlevine en büyük katkıyı yapar ve aortik NDH çok çeşitli topluluklarda sonuçların bağımsız ön gördürücüsüdür (48). Bununla birlikte, bütün arteriyel alanlar değerlendirmede kullanılabilir. Bölgesel sertlik için kullanılan yöntem NDH ölçümüdür.
2.5.5.Arteriyel Sertlik ve Nabız Dalga Hızı
Arteriyel vuru, kalp kasılmaları ile atılan kanın periferik arterler boyunca yarattığı dalgalanmadır. Sol ventriküldeki kan aort kapağı aracılığı ile perifere boşalırken, arteriyel ağacın çap, basınç ve akım özellikleri ile etkileşir (49). Sol ventrikül kasılması ile kanın çıkan aortaya atılması tüm vücuttaki arter duvarlarında bir basınç dalgası oluşturur. Bu basınç dalgası arterlerin yapısına ve kalbe olan uzaklıklarına bağlıdır. Vücudun çeşitli bölgelerindeki arterlere farklı hız, genlik ve yapıda ulaşır (50). Bu basınç dalgası girişimsel kateterler ya da dışsal (eksternal) basınç transdüserleri ile kaydedilebilir. Girişimsel olmayan basınç transdüserlerinin en önemli avantajları arteriyel ağacın birçok yerinden kayıt alabilmeleridir.
Sol ventrikülün kasılması ile kanın çıkan aortaya atılması aortu dilate eder ve arteriyel ağaca belli hızlarda yayılım gösteren bir nabız dalgası oluşturur. Bu dalganın yayılım hızı arteriyel sertliğin bir ölçütü olan NDH’dır. Hız ne kadar yüksekse arteriyel sertlik o kadar fazla ve arteriyel genişleyebilme kabiliyeti o kadar zayıftır. Genişleyebilirlik belirli çapta oluşan basınç değişikliğine cevap olarak gelişen rölatif çap/hacim, uyum (kompliyans) ise mutlak çap/hacim değişikliği olarak tanımlanabilir (50). Esneklik, genişleyebilirliğin kantitatif ölçümüdür. Sertlik ise, uyum ve genişleyebilirlik kavramlarına anlamca zıt, özgün olmayan bir kavramdır.
Nabız basıncı, sol ventrikül ejeksiyonu ile oluşup, arter duvarının elastik ve geometrik özellikleri ile kanın yoğunluğuna bağlı bir hız ile arteriyel sisteme dağılır.
Nabzın belli uzunluktaki arteriyel segmentteki hareket hızı olarak tanımlanan NDH,
nabız basıncı kaydının yapıldığı iki bölge arasındaki uzaklık ve aradaki zaman farkı ile ilişkilidir (49,50).
NDH’nın esas belirleyicileri arter duvarının ve arter lümeninin özellikleridir.
Aort sertliği için en uygun ölçüm yöntemlerinden birisi de karotis-femoral arterler arası NDH ölçümüdür. Bu ölçüm, sağ karotis ve sağ femoral arter ölçüm noktaları arasındaki mesafenin, sağ karotisten alınan basınç, gerilme veya doppler dalgasının başlama noktası ile sağ femoral arterden alınan dalganın başlama noktası (ayaktan ayağa) arasındaki süreye bölünmesi ile [NDH= D (metre) / Δt (saniye)] bulunur (Şekil 1) (39). Bu yöntemde mesafe (D) iki ölçüm noktası arasındaki mesafe olarak hesaplanabileceği gibi, bu mesafeden aort-karotis arasındaki mesafe çıkarılarak veya aort-femoral mesafesinden aort-karotis mesafesi çıkarılarak da hesaplanabilir (39,42).
Şekil 2.1.Karotis-femoral NDH’nın ayaktan ayağa yöntemiyle ölçülmesi (39)
2.5.6.Geri Yansıma (Refleksiyon) Dalgalarının Değerlendirilmesi
Arteriyel dalga ventrikül kasılmasına bağlı gelişen ileriye doğru dalgadan ve geri yansıma dalgalarından oluşmaktadır. Dalgalar çoğunlukla periferde ve dallanma noktalarında geriye yansır (51). Esnek damarlarda NDH küçük olduğu için yansıyan dalgalar diyastol sırasında aort köküne daha geç varırlar. Sertliğin artmış olduğu
durumlarda, NDH yüksek olduğu için geri yansıma dalgası aort köküne diyastolde daha erken ulaşır. İleriye doğru olan dalgaya eklenerek dalganın genliğinde ve sistolik basınçta artmaya neden olur. Bu fenomen augmentasyon indeksi (Aix) kullanılarak hesaplanabilir (52). Aix, yüksek NDH dışında geri yansıma noktalarındaki değişikliklerden de etkilenir. Klinik araştırmalarda DKB ile birlikte yaş ve NDH’nın da Aix’in önemli belirleyicilerinden olduğu gösterilmiştir (51).
Arteriyel basınç dalga analizi asendan aorta gibi santral düzeyde analiz edilmelidir. Çünkü geniş santral arterler, sol ventrikül ve arter duvarları üzerindeki yükü daha doğru olarak yansıtır. Aort basınç dalgaları, radiyal ve brakiyal arter dalgalarından ya da ana karotis arter dalgalarından analiz edilebilir. Radiyal ve ana karotis arterdeki dalgalar kurşun kalem boyutundaki problarla, brakiyal arterdeki dalgalar ise kola manşon bağlanarak yapılan ölçüm ile elde edilebilir (53).
2.5.7.Arteriyel Sertlik, Augmentasyon İndeksi ve Santral Nabız Basıncı Brakiyal arterden ölçülen ve periferal basınçları gösteren sistolik ve nabız basınçlarıyla, karotis arterden ölçülen ve santral basıncı gösteren basınçların birbirleriyle karıştırılmaması gerekmektedir. Periferal arterlerde geri yansıma (refleksiyon) noktaları santral arterlerden daha yakındır ve geri yansıma dalgaları periferal arterlerde santrale göre daha hızlı ilerler. (54). Amplifikasyon fenomenine göre basınç dalgasının genliği periferal arterlerde santral arterlere göre daha büyüktür. Bu yüzden genç hastalarda brakiyal arterler yoluyla ölçülen sistolik ve nabız basınçları, santral basınçları daha yüksek gösterir. Santral basınçlar ve Aix, ilerleyen dalganın hızına, yansıyan dalganın genliğine, yansıma noktasına, ejeksiyon süresine, kalp hızı ile kasılmasına bağımlıdır (55). Oysa ki; NDH intrinsik olarak arteriyel sertliğin bir göstergesidir. Ayrıca, patofizyolojik durumlar ve ilaçlar NDH’nı değiştirmeden santral basınçları ve Aix’i değiştirebilir. Bunlara ek olarak Aix, NDH’na göre kalp hızına daha duyarlıdır (54,55).
2.5.8.Arteriyel Sertliği Etkileyen Değişkenler
Arteriyel sertliği etkileyen değişkenler demografik, klinik ve yaşam şekli özellikleri olmak üzere üçe ayrılabilir. Yaş (özellikle 55 yaş sonrası) kardiyovasküler risk faktörlerinden ve KB’dan bağımsız olarak geniş elastik arterlerin sertliğini
belirleyen temel unsurdur. Çünkü yaşla birlikte arteriyel duvarda elastik bileşenlerin yeniden biçimlenmesi (remodeling) ve bozulması (dejenerasyonu) meydana gelmektedir. Yaş ile birlikte erkek ve kadınlarda arteriyel sertlikte artış gözlenmektedir (56). Kadınlarda aynı yaştaki erkeklere göre daha düşük sertlik artışı olmaktadır. Bunun cinsiyet hormonlarının etkisinden kaynaklanabileceği düşünülmektedir (57). Birçok KV risk etmeni ve hastalıkları arteriyel sertliği etkilemektedir. Bunlardan başlıcaları; HT, diyabet, hiperlipidemi ve metabolik sendromdur. Bunların dışında KAH ve KY hastalarında da dalga geri yansımalarında (refleksiyonlarında) artış izlenmektedir. Hem KAH’nda, hem de KY’nde endotel işlev bozukluğu olmaktadır (58). Yaşam tarzına bakıldığında uzun süreli sigara kullanımı ve uzun süreli kafein alınması sinerjistik etki ile arteriyel sertliği artırmaktadır. Obezite ve diyetle alınan tuz miktarı da arteriyel sertliği etkilemektedir. Ayrıca düzenli egzersiz yapanlar ile hareketsiz (sedanter) yaşam sürenlere bakıldığında hareketsiz yaşam sürenlerde arteriyel sertlik artmış olarak gözlenmiştir (56).