< Terug naar vorige pagina
Project
Een zoektocht in de Vlaamse bevolking naar genen en omgevingsfactoren met invloed op de micro- en macrocirculatie
In deze doctoraatsthesis onderzochten we de genetische en milieu-gerelateerde determinanten van de micro en macrocirculatie. Omdat de diameter van de retinale fijne bloedvaten een nieuw fenotype in onze studiewas, bepaalden we eerst de reproduceerbaarheid om ons te verzekeren vangoede kwaliteit. We onderzochten of we de factoren gecorreleerd met ditfenotype, zoals eerder gerapporteerd in de literatuur, konden reproduceren. Vervolgens beoordeelden we de erfelijkheidsgraad en de familiale aggregatie van de retinale microvasculatuur om verdere genetische analyseste onderbouwen. We kozen voor het 1675 G/A polymorfisme in de angiotensine II type-2 receptor als kandidaatgen omdat dit eiwit in de retina totexpressie komt. Ons onderzoek naar de eigenschappen van de grote bloedvaten focuste op levensstijl, inclusief de inname van natrium en vitamineK, en op het niveau versus de variabiliteit van de bloeddruk als determinant van macrovasculaire eigenschappen. In alle analyses corrigeerden we voor covariabelen en verstrengelende factoren en hielden we rekening met de verwantschap tussen studiedeelnemers.
In de eerste studie gebruikten we de state-of-the-art Bland en Altman methode omde reproduceerbaarheid van het centrale retinale arteriool equivalent (CRAE), het centrale retinale venulaire equivalent (CRVE) en de arteriool-tot-venulaire ratio (AVR) te berekenen. Twee waarnemers bepaalden deze fenotypes tweemaal bij 84 willekeurig gekozen studiedeelnemers. Voor de eerste waarnemer was de reproduceerbaarheid 13,2% voor CRAE, 8,4% voor CRVE en 9,0% voor AVR. Voor de tweede waarnemer bedroegen deze waarden respectievelijk 10,3%, 10,8% en 16,0%. De reproduceerbaarheid tussen waarnemers was 10,8% voor CRAE, 9,9% voor CRVE en 14,6% voor AVR. CRAE nam toe met vrouwelijk geslacht en roken en nam af met de leeftijd en de gemiddelde arteriële druk. CRVE nam af met de leeftijd. Deze correlaties waren consistent met eerdere literatuurbevindingen.
We onderzochten de erfelijkheidsgraad van CRAE, CRVE en AVR bij 413 willekeurig gerekruteerde deelnemers behorend tot 70 families. Rekening houdend met alle verstrengelende factoren, bedroeg de erfelijkheidsgraad van CRAE, CRVE en AVR 0,213 (p=0,044), 0,339 (p=0,010) en 0,272 (p=0,004), respectievelijk. De ouder-kinder correlaties voor CRAE, CRVE en AVR bedroegen respectievelijk 0,118 (NS), 0,225 (p<0,01) en 0,215 (p<0,05). De overeenkomstige waarden voor de correlaties tussen volle broers en zusters waren 0,222 (p<0,05), 0,213 (p<0,05), en 0,390 (p<0,001). De genetische en milieu-gerelateerde correlaties tussen CRAE en CRVE bedroegen0,360 en 0,545 (p<0,001 voor beide).
In de volgende stap van ons onderzoek naar de microcirculatie, bestudeerden we de associatie van de diameter van de retinale fijne bloedvaten met het 1675 G/A polymorfisme in het eerste intron van het AT2R gen. We pasten een gemengd model toe om de associatie tussen fenotype en genotype te beoordelen hierbij rekening houdend met verwantschap en covariabelen.Bij 340 willekeuriggeselecteerde personen uit een Vlaamse bevolking, was CRAE 5,5 µm hoger bij vrouwen dan bij mannen (p<0,001). In multivariabele analyse, was the 1675 A allel geassocieerd met een hogere CRAE bij beide geslachten samen (+4,49 µm; p=0,014) en bij mannen (+4,91 µm; p=0,032) met een gelijkaardige trend bij vrouwen (+3,41 µm; p=0,14). AVR was verhoogd in de aanwezigheid van het AT2R A allel vergeleken met AT2R G hemizygoten en homozygoten (+0,024 µm; p=0,0082). CRVE was niet gecorreleerd met het 1675G/A polymorfisme.
In ons onderzoek naar de macrocirculatie onderzochten we de associatie tussen arteriële stijfheid en urinair natrium, zowel op een dwarsdoorsnede manier alsprospectief. Bij 630 deelnemers (gemiddelde leeftijd, 40,6 jaar; 51% vrouwen) bepaalden we de natriumconcentratie in 24-uur urinestalen. Deze metingen gebeurden zowel tijdens het onderzoek aan de basislijn als tijdens een vervolgonderzoek (mediane opvolgtijd, 9,7 jaar). Tijdens het vervolgonderzoek, bepaalden we ook de systolische versterkingsindex (VI) terhoogt van de arteria carotis en van de aorta. In de multivariabele longitudinale analyses, vonden we dat een stijging van de urinaire natriumconcentratie met 40 mmol/l respectievelijk geassocieerd was met een VI-afname met 1,38% ter hoogte van de halsslagader (p=0,04) en met 1,54% ter hoogte van de aorta (p=0,02). In een dwarsdoorsnede analyse van de vervolgonderzoeksgegevens bedroegen deze waarden 1,26% (p=0,07) en 1,52% (p=0,04), respectievelijk. De VI van halsslagader en aorta waren niet gecorreleerd met de urinaire uitscheiding van natrium over 24 uur.
Het inactieve matrix Gla eiwit (dp-ucMGP) weerspiegelt de vitamine K status. We bestudeerden de associatie tussen circulerend inactief MGP (dp-cuMGP), gemeten op de basislijn, en de nadelige gezondheidsuitkomsten tijdens de opvolging, bij een aselecte steekproef van 2318 Vlamingen. Het risico op overlijden en niet-kanker sterfte nam curvilineair toe (p≤0,008) met 15,0% en 21,5% voor een verdubbeling van het nadir: 1,43 en 0,97 μg/L, respectievelijk. Cardiovasculaire sterfte nam lineairtoe met hoger dp-ucMGP, maar de coronaire eindpunten namen af. De uitvalratio geassocieerd met een verdubbeling van dp-ucMGP bedroeg 1,14 (p=0,027) voor cardiovasculaire sterfte en 0,93 (p=0,021) voor coronaire eindpunten. Circulerend dp-ucMGP was geassocieerd (p≤0,001) met de MGPgen varianten rs2098435, rs4236 en rs2430692. We gebruikten deze varianten als instrumentele variabelen in een Mendeliaanse randomisatie analyse. Niet-kanker sterfte en coronaire eindpunten (p≤0,022) waren oorzakelijk gerelateerd met dp-ucMGP, maar de totale en cardiovasculaire sterfte waren dat niet (p≥0,13).
We beoordeelden de tijdsgebonden associatie tussen de arteriële eigenschappen inclusief intima-media dikte van de halsslagader (cIMT), de distensibiliteit van de halsslagader (cD) en polsgolfsnelheid tussen de arteria carotis en de arteria femoralis (cfPWV) enerzijds en het niveau (SBPL) en de variabiliteit (SBPV) van de systolische bloeddruk anderzijds. Het niveau en de variabiliteit van de bloeddruk werden berekend uit vijf opeenvolgende metingen tijdens één contact. Bij 1087 deelnemers (gemiddelde leeftijd 41,8 jaar, 50,4% vrouwen,) die werden opgevolgd gedurende 2,55 jaar (mediaan), voorspelde een toename in SBPL van 15 mm Hg (p≤0,019) een verhoging van cIMT met 15 µm, een daling van cD met1,53 103 kPa1, en een verhoging van cfPWV met 0,285 m/s, terwijl de SBPV-indexen, gemeten tijdens het onderzoek aan de basislijn, geen van de arteriële metingen, gedaan tijdens het vervolgonderzoek, kon voorspellen. In een groep van 713 deelnemers, die nog verder werden opgevolgd voor 3,14 jaar, voorspelde een lagere cD (p<0,01) een hogere SBPL (+ 2,57 mm Hg) en SBPV (+ 0,531 eenheden), onafhankelijk van de basislijnbloeddruk, , een groter verschil tussen het maximale en minimale SBPL (+ 1,75 mm Hg) en een hogere gemiddelde echte variabiliteit (+ 0,654 mm Hg). Een hogere cfPWV voorspelde een toename in SBPL van 1,11 mm Hg (p=0,031).
Samengevat, toonden we een matige erfelijkheidsgraad en een significante familiale aggregatie van de retinale microvasculatuur aan. Retinaal CRAE was geassocieerd met 1675G/A polymorfisme in het AT2R gen. Wat betreft de eigenschappen van de grote bloedvaten, vonden we een significante en inverse associatie tussen de centrale systolische VI en de urinaire natriumconcentratie. Een hooggehalte aan circulerend inactief MGP, dat een tekort aan vitamine K weerspiegelt, voorspelde een hoger risico op totale, niet-kanker en cardiovasculaire sterfte. De incidentie van coronaire eindpunten was daarentegen invers geassocieerd met circulerend inactief MGP, gemeten tijdens het basisonderzoek. De Mendeliaanse randomisatie analyse wees op een oorzakelijke relatie tussen niet-kanker sterfte en coronaire eindpunten en inactief MGP. We suggereren dat er een vicieuze cirkel bestaat tussen systolische bloeddruk en arteriële stijfheid. Stijfheid van de halsslagader voorspelde een hogere systolische bloeddrukvariabiliteit. Bloeddrukvariabiliteit was echter niet geassocieerd met de arteriële opvolgmetingen. Ons doctoraatsonderzoek was gericht op de micro- en macrocirculatie, en onze bevindingen hebben klinische relevantie. De associatie tussen de eigenschappen van de retinale bloedvaten en genetischevariabiliteit wijzen op het mogelijke belang van het lokale renine-angiotensine systeem in de pathogenese van retinale aandoeningen. De inverserelatie tussen de centrale VI en de urinaire natriumconcentratie ondersteunen de aanbevelingen niet om de zoutinname op bevolkingsniveau te verlagen tot minder dan 1500 mg per dag. Hoge circulerende concentraties van inactief MGP, een risicofactor voor nadelige gezondheidsuitkomsten, kunnen een doelwit zijn voor preventie door vitamine K supplementatie. Ten slotte, geeft de vicieuze cirkel tussen arteriële eigenschappen en het bloeddrukniveau aan dat medicatie die zowel de bloeddruk verlaagtals de arteriële elasticiteit kan verbeteren, in het bijzonder voordelig zou kunnen zijn in de primaire en secundaire preventie van cardiovasculaire aandoeningen. Tot slot, moet bloeddrukniveau-en niet bloeddrukvariabiliteit, zoals voorgesteld door andere onderzoekers-het doelwit blijven voor bloeddruk-gerelateerde behandelingen in de klinische praktijk.
In de eerste studie gebruikten we de state-of-the-art Bland en Altman methode omde reproduceerbaarheid van het centrale retinale arteriool equivalent (CRAE), het centrale retinale venulaire equivalent (CRVE) en de arteriool-tot-venulaire ratio (AVR) te berekenen. Twee waarnemers bepaalden deze fenotypes tweemaal bij 84 willekeurig gekozen studiedeelnemers. Voor de eerste waarnemer was de reproduceerbaarheid 13,2% voor CRAE, 8,4% voor CRVE en 9,0% voor AVR. Voor de tweede waarnemer bedroegen deze waarden respectievelijk 10,3%, 10,8% en 16,0%. De reproduceerbaarheid tussen waarnemers was 10,8% voor CRAE, 9,9% voor CRVE en 14,6% voor AVR. CRAE nam toe met vrouwelijk geslacht en roken en nam af met de leeftijd en de gemiddelde arteriële druk. CRVE nam af met de leeftijd. Deze correlaties waren consistent met eerdere literatuurbevindingen.
We onderzochten de erfelijkheidsgraad van CRAE, CRVE en AVR bij 413 willekeurig gerekruteerde deelnemers behorend tot 70 families. Rekening houdend met alle verstrengelende factoren, bedroeg de erfelijkheidsgraad van CRAE, CRVE en AVR 0,213 (p=0,044), 0,339 (p=0,010) en 0,272 (p=0,004), respectievelijk. De ouder-kinder correlaties voor CRAE, CRVE en AVR bedroegen respectievelijk 0,118 (NS), 0,225 (p<0,01) en 0,215 (p<0,05). De overeenkomstige waarden voor de correlaties tussen volle broers en zusters waren 0,222 (p<0,05), 0,213 (p<0,05), en 0,390 (p<0,001). De genetische en milieu-gerelateerde correlaties tussen CRAE en CRVE bedroegen0,360 en 0,545 (p<0,001 voor beide).
In de volgende stap van ons onderzoek naar de microcirculatie, bestudeerden we de associatie van de diameter van de retinale fijne bloedvaten met het 1675 G/A polymorfisme in het eerste intron van het AT2R gen. We pasten een gemengd model toe om de associatie tussen fenotype en genotype te beoordelen hierbij rekening houdend met verwantschap en covariabelen.Bij 340 willekeuriggeselecteerde personen uit een Vlaamse bevolking, was CRAE 5,5 µm hoger bij vrouwen dan bij mannen (p<0,001). In multivariabele analyse, was the 1675 A allel geassocieerd met een hogere CRAE bij beide geslachten samen (+4,49 µm; p=0,014) en bij mannen (+4,91 µm; p=0,032) met een gelijkaardige trend bij vrouwen (+3,41 µm; p=0,14). AVR was verhoogd in de aanwezigheid van het AT2R A allel vergeleken met AT2R G hemizygoten en homozygoten (+0,024 µm; p=0,0082). CRVE was niet gecorreleerd met het 1675G/A polymorfisme.
In ons onderzoek naar de macrocirculatie onderzochten we de associatie tussen arteriële stijfheid en urinair natrium, zowel op een dwarsdoorsnede manier alsprospectief. Bij 630 deelnemers (gemiddelde leeftijd, 40,6 jaar; 51% vrouwen) bepaalden we de natriumconcentratie in 24-uur urinestalen. Deze metingen gebeurden zowel tijdens het onderzoek aan de basislijn als tijdens een vervolgonderzoek (mediane opvolgtijd, 9,7 jaar). Tijdens het vervolgonderzoek, bepaalden we ook de systolische versterkingsindex (VI) terhoogt van de arteria carotis en van de aorta. In de multivariabele longitudinale analyses, vonden we dat een stijging van de urinaire natriumconcentratie met 40 mmol/l respectievelijk geassocieerd was met een VI-afname met 1,38% ter hoogte van de halsslagader (p=0,04) en met 1,54% ter hoogte van de aorta (p=0,02). In een dwarsdoorsnede analyse van de vervolgonderzoeksgegevens bedroegen deze waarden 1,26% (p=0,07) en 1,52% (p=0,04), respectievelijk. De VI van halsslagader en aorta waren niet gecorreleerd met de urinaire uitscheiding van natrium over 24 uur.
Het inactieve matrix Gla eiwit (dp-ucMGP) weerspiegelt de vitamine K status. We bestudeerden de associatie tussen circulerend inactief MGP (dp-cuMGP), gemeten op de basislijn, en de nadelige gezondheidsuitkomsten tijdens de opvolging, bij een aselecte steekproef van 2318 Vlamingen. Het risico op overlijden en niet-kanker sterfte nam curvilineair toe (p≤0,008) met 15,0% en 21,5% voor een verdubbeling van het nadir: 1,43 en 0,97 μg/L, respectievelijk. Cardiovasculaire sterfte nam lineairtoe met hoger dp-ucMGP, maar de coronaire eindpunten namen af. De uitvalratio geassocieerd met een verdubbeling van dp-ucMGP bedroeg 1,14 (p=0,027) voor cardiovasculaire sterfte en 0,93 (p=0,021) voor coronaire eindpunten. Circulerend dp-ucMGP was geassocieerd (p≤0,001) met de MGPgen varianten rs2098435, rs4236 en rs2430692. We gebruikten deze varianten als instrumentele variabelen in een Mendeliaanse randomisatie analyse. Niet-kanker sterfte en coronaire eindpunten (p≤0,022) waren oorzakelijk gerelateerd met dp-ucMGP, maar de totale en cardiovasculaire sterfte waren dat niet (p≥0,13).
We beoordeelden de tijdsgebonden associatie tussen de arteriële eigenschappen inclusief intima-media dikte van de halsslagader (cIMT), de distensibiliteit van de halsslagader (cD) en polsgolfsnelheid tussen de arteria carotis en de arteria femoralis (cfPWV) enerzijds en het niveau (SBPL) en de variabiliteit (SBPV) van de systolische bloeddruk anderzijds. Het niveau en de variabiliteit van de bloeddruk werden berekend uit vijf opeenvolgende metingen tijdens één contact. Bij 1087 deelnemers (gemiddelde leeftijd 41,8 jaar, 50,4% vrouwen,) die werden opgevolgd gedurende 2,55 jaar (mediaan), voorspelde een toename in SBPL van 15 mm Hg (p≤0,019) een verhoging van cIMT met 15 µm, een daling van cD met1,53 103 kPa1, en een verhoging van cfPWV met 0,285 m/s, terwijl de SBPV-indexen, gemeten tijdens het onderzoek aan de basislijn, geen van de arteriële metingen, gedaan tijdens het vervolgonderzoek, kon voorspellen. In een groep van 713 deelnemers, die nog verder werden opgevolgd voor 3,14 jaar, voorspelde een lagere cD (p<0,01) een hogere SBPL (+ 2,57 mm Hg) en SBPV (+ 0,531 eenheden), onafhankelijk van de basislijnbloeddruk, , een groter verschil tussen het maximale en minimale SBPL (+ 1,75 mm Hg) en een hogere gemiddelde echte variabiliteit (+ 0,654 mm Hg). Een hogere cfPWV voorspelde een toename in SBPL van 1,11 mm Hg (p=0,031).
Samengevat, toonden we een matige erfelijkheidsgraad en een significante familiale aggregatie van de retinale microvasculatuur aan. Retinaal CRAE was geassocieerd met 1675G/A polymorfisme in het AT2R gen. Wat betreft de eigenschappen van de grote bloedvaten, vonden we een significante en inverse associatie tussen de centrale systolische VI en de urinaire natriumconcentratie. Een hooggehalte aan circulerend inactief MGP, dat een tekort aan vitamine K weerspiegelt, voorspelde een hoger risico op totale, niet-kanker en cardiovasculaire sterfte. De incidentie van coronaire eindpunten was daarentegen invers geassocieerd met circulerend inactief MGP, gemeten tijdens het basisonderzoek. De Mendeliaanse randomisatie analyse wees op een oorzakelijke relatie tussen niet-kanker sterfte en coronaire eindpunten en inactief MGP. We suggereren dat er een vicieuze cirkel bestaat tussen systolische bloeddruk en arteriële stijfheid. Stijfheid van de halsslagader voorspelde een hogere systolische bloeddrukvariabiliteit. Bloeddrukvariabiliteit was echter niet geassocieerd met de arteriële opvolgmetingen. Ons doctoraatsonderzoek was gericht op de micro- en macrocirculatie, en onze bevindingen hebben klinische relevantie. De associatie tussen de eigenschappen van de retinale bloedvaten en genetischevariabiliteit wijzen op het mogelijke belang van het lokale renine-angiotensine systeem in de pathogenese van retinale aandoeningen. De inverserelatie tussen de centrale VI en de urinaire natriumconcentratie ondersteunen de aanbevelingen niet om de zoutinname op bevolkingsniveau te verlagen tot minder dan 1500 mg per dag. Hoge circulerende concentraties van inactief MGP, een risicofactor voor nadelige gezondheidsuitkomsten, kunnen een doelwit zijn voor preventie door vitamine K supplementatie. Ten slotte, geeft de vicieuze cirkel tussen arteriële eigenschappen en het bloeddrukniveau aan dat medicatie die zowel de bloeddruk verlaagtals de arteriële elasticiteit kan verbeteren, in het bijzonder voordelig zou kunnen zijn in de primaire en secundaire preventie van cardiovasculaire aandoeningen. Tot slot, moet bloeddrukniveau-en niet bloeddrukvariabiliteit, zoals voorgesteld door andere onderzoekers-het doelwit blijven voor bloeddruk-gerelateerde behandelingen in de klinische praktijk.
Datum:1 jan 2011 → 12 dec 2014
Trefwoorden:calcioropic, Hormones
Disciplines:Maatschappelijke gezondheidszorg, Gezondheidswetenschappen, Publieke medische diensten, Cardiale en vasculaire geneeskunde, Genetica, Systeembiologie, Moleculaire en celbiologie, Morfologische wetenschappen
Project type:PhD project