Orthostatic responses of peripheral and central blood pressure in patients with hypertension and atherosclerotic carotid stenosis
AbstractObjective. The purpose of this study was to determine the frequency and severity of orthostatic responses of central and peripheral blood pressure (BP) during the active stand test (AST) in patients with arterial hypertension (HTN) and hemodynamically significant stenosis of the internal carotid artery (ICA).
Patients and methods. The study group included patients aged 18 years and older with HTN and ≥ 60% ICA stenosis (NASCET criteria). It consisted of 77 patients (mean age 68±6 years, 44 men). The control group comprised 77 ambulatory patients (mean age 68±6 years, 43 men) with hypertension but with no lesion of the internal carotid artery. The patients of both groups underwent the active stand test, i. e., measuring peripheral blood pressure in the sitting position and 3 minutes after standing up. Orthostatic hypotension was defined as a systolic blood pressure (SBP) drop of 20 mm Hg or more and/or a diastolic blood pressure (DBP) drop of 10 mm Hg and more upon standing. Besides, the study group patients were additionally subjected to assessing central blood pressure during the AST and pulse wave contour analysis.
Results. Overall, orthostatic hypotension was diagnosed in 21 (27%) patients of the study group and in 17 (22%) patients of the control group (p=0.46), with systolic orthostatic hypotension more frequently observed in the study group patients (21 vs 9 cases, p=0.015). A decrease in central systolic blood pressure was more pronounced than that of peripheral SBP (ppSBP-cSBP <0.001). Changes in peripheral systolic blood pressure during the AST were found to be associated with the presence of a significant ICA lesion (βICA+= 0.201, p=0.03) and the baseline level of SBP (β=-0.348, p=0.001). The same variables (the fact of ICA stenosis and baseline SBP) mostly explained the development of systolic orthostatic hypotension (ORICA+ = 2.95 (95% CI [1.1 – 7.7], p=0.03 and β=0.437, p<0.001, respectively).
Conclusions. Asymptomatic OH occurred in 27% of patients with arterial hypertension and ICA stenosis, more frequently in the form of isolated systolic OH. In orthostasis, the range of change in central blood pressure significantly exceeded the range of change in peripheral blood pressure. The presence of an ICA lesion in patients with arterial hypertension is a factor exerting significant influence on changes in systolic blood pressure in orthostasis and the occurrence of OH.
Funding. This research was supported by the Russian Science Foundation (Grant № 23-25-00272).
Conflict of interest. The authors declare no conflicts of interest.
Authors’ contribution. Study conception and design – Gurevich A.P., Emelyanov I.V., Ionov M.V., Konradi A.O.; data collection and handling – Gurevich A.P., Ionov M.V., Boyarinova M.A., Moguchaia E.V., Kolesova E.P.; statistical processing – Gurevich A.P., Ionov M.V.; draft manuscript preparation – Gurevich A.P., Ionov M.V.; manuscript revision – Rotar O.P., Chernyavskiy M.A.
For citation: Gurevich A.P., Emelyanov I.V., Ionov M.V., Rotar O.P., Boyarinova M.A., Moguchaia E.V., Kolesova E.P., Chernyavskiy M.A., Konradi A.O. Orthostatic responses of peripheral and central blood pressure in patients with hypertension and atherosclerotic carotid stenosis. Angiology and Vascular Surgery. Journal named after Academician A.V. Pokrovsky. 2024; 30 (2): 33–41. DOI: https://doi.org/10.33029/1027-6661-2024-30-2-33-41
Keywords: arterial hypertension; carotid stenosis; orthostatic hypotension; active stand test; central blood pressure
References
1. Farrell M.C., Shibao C.A. Morbidity and mortality in orthostatic hypotension. Autonomic Neuroscience. 2020; 229: 102717. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autneu.2020.102717
2. Naylor R., Rantner B., Ancetti S., et al. Editor’s Choice – European Society for Vascular Surgery (ESVS) 2023 Clinical Practice Guidelines on the Management of Atherosclerotic Carotid and Vertebral Artery Disease. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 2023; 65 (1): 7–111. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2022.04.011
3. Tang X., Wu B., Liu L., et al. Correlation of orthostatic hypotension with extracranial carotid and intracranial cerebral arteries atherosclerosis in patients with acute ischemic stroke under cerebral angiography. Blood Pressure Monitoring. 2021; 26 (5): 328–332. DOI: https://doi.org/10.1097/MBP.0000000000000535
4. Ricci F., Fedorowski A., Radico F., et al. Cardiovascular morbidity and mortality related to orthostatic hypotension: a meta-analysis of pro spective observational studies. European Heart Journal. 2015; 36 (25): 1609–1617. DOI: https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehv093
5. Juraschek S.P., Taylor A.A., Wright J.T. Jr., et al.; SPRINT Research Group. Orthostatic Hypotension, Cardiovascular Outcomes, and Adverse Events: Results From SPRINT. Hypertension. 2020; 75 (3): 660–667. DOI: https://doi.org/10.1161/HYPERTENSIONAHA.119.14309
6. Hartog L.C., Schrijnders D., Landman G.W.D., et al. Is orthostatic hypotension related to falling? A meta-analysis of individual patient data of prospective observational studies. Age and Ageing. 2017; 46 (4): 568–575. DOI: https://doi.org/10.1093/ageing/afx024
7. Christopoulos E.M., Tran J., Hillebrand S.L., et al. Initial orthostatic hypotension and orthostatic intolerance symptom prevalence in older adults: A systematic review. International Journal of Cardiology. 2020; 8: 100071. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijchy.2020.100071
8. Avirame K., Lesemann A., List J., et al. Cerebral autoregulation and brain networks in occlusive processes of the internal carotid artery. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 2015; 35 (2): 240–247. DOI: https://doi.org/10.1038/jcbfm.2014.190
9. DuBose L.E., Ponto B.L.L., Moser D.J., et al. Higher Aortic Stiffness Is Associated With Lower Global Cer ebrovascular Reserve Among Older Humans. Hypertension. 2018; 72 (2): 476–482. DOI: https://doi.org/10.1161/HYPERTENSIONAHA.118.11143
10. North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial. Methods, patient characteristics, and progress. Stroke. 1991; 22 (6): 711–720. DOI: https://doi.org/10.1161/01.str.22.6.711
11. Freeman R., Wieling W., Axelrod F.B., et al. Consensus statement on the definition of orthostatic hypotension, neurally mediated syncope and the postural tachycardia syndrome. Clinical Autonomic Research. 2011; 21 (2): 69–72. DOI: https://doi.org/10.1007/s10286-011-0119-5
12. Kobalava Zh.D., Konradi A.O., Nedogoda S.V., et al. Arterial hypertension in adults. Clinical guidelines 2020. Russian Journal of Cardiology. 2020; 25 (3): 3786. DOI: https://doi.org/10.15829/1560-4071-2020-3-3786 (in Russian)
13. Laurent S., Cockcroft J., Van Bortel L., et al.; European Network for Non-invasive Investigation of Large Arteries. Expert consensus document on arterial stiffness: methodological issues and clinical applications. European Heart Journal. 2006; 27 (21): 2588–2605. DOI: https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehl254
14. Huang C.C., Wu Y.S., Chen T., et al. Long-term effects of baroreflex function after stenting in patients with carotid artery stenosis. Autonomic Neuroscience. 2010; 158 (1–2): 100–104. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autneu.2010.06.009
15. Dani M., Dirksen A., Taraborrelli P., et al. Orthostatic hypotension in older people: considerations, diagnosis and management. Clinical medicine (London, England). 2021; 21 (3): e275–e282. DOI: https://doi.org/10.7861/clinmed.2020-1044
16. Mattace-Raso F.U., van den Meiracker A.H., Bos W.J., et al. Arterial stiffness, cardiovagal baroreflex sensitivity and postural blood pressure chang es in older adults: the Rotterdam Study. Journal of Hypertension. 2007; 25 (7): 1421–1426. DOI: https://doi.org/10.1097/HJH.0b013e32811d6a07
17. Protogerou A.D., Stergiou G.S., Lourida P., Achimastos A. Arterial stiffness and orthostatic blood pressure changes in untreated and treated hypertensive subjects. Journal of the American Society of Hypertension. 2008; 2 (5): 372–377. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jash.2008.03.011
18. Tsekouras N.S., Katsargyris A., Skrapari I., et al. The role of carotid plaque echogenicity in baroreflex sen sitivity. Journal of Vascular Surgery. 2011; 54 (1): 93–99. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jvs.2010.11.121
19. Gavrilenko A.V., Al-yousef N.N., Bulatova L.R. Glomus-sparing techniques in surgery of carotid arteries. Russian Journal of Cardiology and Cardiovascular Surgery. 2019; 12 (2): 95–99. DOI: https://doi.org/10.17116/kardio20191202195 (in Russian)
20. Tikkakoski A.J., Tahvanainen A.M., Leskinen M.H., et al. Hemodynamic alterations in hypertensive patients at rest and during passive head-up tilt. Journal of Hypertension. 2013; 31 (5): 906–915. DOI: https://doi.org/10.1097/HJH.0b013e32835ed605
21. Tabara Y., Nakura J., Kondo I., et al. Orthostatic systolic hypotension and the reflection pr essure wave. Hypertension Research. 2005; 28 (6): 537–543. DOI: https://doi.org/10.1291/hypres.28.537
На основании выявленных изменений САД пациенты в основной группе (n=77) были разделены на подгруппы в соответствии с наличием или отсутствием центральной ОГ. В подгруппе пациентов с ОГ регистрировались более высокие исходные показатели центрального, периферического САД и AIx, чем у пациентов без ОГ. Различий в исходных показателях центрального и периферического ДАД, кфСРПВ не выявлено. Изначальная ЧСС в положении сидя была ниже у больных с ОГ по сравнению с пациентами без ортостатического снижения АД. Снижение AIх в вертикальном положении значительнее в подгруппе пациентов с ОГ, диагностированной по динамике центрального АД (табл. 2). Количество принимаемых АГП в подгруппах значимо не различалось: 2,3±1,1 против 2,2±1,2 (p=0,7).
)
Все количественные показатели выражены как среднее арифметическое ± среднеквадратичное отклонение (M±SD).
По результатам множественного линейного регрессионного анализа с поправкой на основные исходные характеристики выявлено, что изменения периферического САД при АОП отчасти (R²модели = 0,213, p<0,001) зависят от наличия значимого поражения ВСА (βВСА+=0,201, р=0,03) и от исходного уровня САД (β=-0,348, р=0,001). Независимыми предикторами (R²модели=0,232, p<0,001) отрицательных изменений периферического ДАД являются возраст (β=-0,201, р=0,02) и исходный уровень периферического ДАД (β=-0,529, p<0,001 соответственно). Предикторами систолической ОГ в результате проведения множественной логистической регрессии (R²модели=0,229, p<0,001) оказались наличие значимого поражения ВСА (βВСА+= ОШ 2,95 [95% ДИ (1,1-7,7), р=0,03] и исходный уровень периферического САД (β=0,437, p<0,0001) (рис. 4).
)
Обсуждение
В выполненном исследовании продемонстрировано, что хотя формально частота выявления ОГ у пациентов с АГ со стенозом ВСА (основная группа) и без стеноза ВСА (контроль) одинакова, у пациентов основной группы чаще регистрировали так называемую изолированную систолическую ОГ. При этом изолированного снижения ДАД не происходило. По сравнению с периферическим САД изменения центрального САД в ортостазе у пациентов со стенозом ВСА оказались более выраженными. Хотя исходные показатели AIx у пациентов с ОГ были выше, а ЧСС несколько ниже, лишь сам факт наличия стеноза ВСА и более высокие исходные значения САД влияли на изменения АД при проведении АОП и развитие ОГ.
Частота развития бессимптомной ОГ у больных со стенозом ВСА составила 27%. Столь высокая частота встречаемости ОГ в нашем исследовании, с одной стороны, противоречит результатам ранее проведенных исследований. Так, в работе С.С. Huang et al. показано, что среди пациентов со стенозом ВСА доля пациентов с ОГ составляет лишь 6% (n=32, средний возраст - 74 года). С другой стороны, в их исследовании не у всех пациентов исходно была диагностирована АГ (66% пациентов), тогда как в нашем исследовании АГ являлась обязательным критерием включения [14].
У пациентов со стенозом ВСА и ОГ исходное периферическое САД оказалось выше в сравнении с пациентами без ОГ, что можно соотнести с результатами других исследований [15]. Отдельные исследователи высказывали предположения, что факт наличия изолированной систолической АГ, зачастую выявляемой у пациентов пожилого возраста, связан с нарушением артериального комплаенса и выраженным изменением АД во время ортостатической пробы, в том числе с ОГ [16]. С учетом среднего возраста включенных в наше исследование пациентов (69 лет) данные предположения вполне обоснованы.
На данный момент опубликовано небольшое количество исследований, посвященных взаимосвязям артериальной жесткости и ОГ. Результаты этих работ противоречивы. Так, в крупном популяционном исследовании среди пациентов пожилого возраста (n=2490, средний возраст - 72 года) была продемонстрирована независимая связь между повышением артериальной жесткости и развитием клинически значимой ОГ [ОШ 1,45 (95% ДИ (1,09-1,93) для верхнего квартиля значений кфСРПВ по сравнению с 1-м квартилем] [16]. Результаты другого исследования, в которое включали пациентов с АГ (n=69, средний возраст - 54 года), также продемонстрировали ассоциацию между повышенной кфСРПВ и выраженной динамикой САД при переходе в ортостаз у пациентов, не получающих антигипертензивную терапию, но не среди пациентов, принимающих гипотензивные препараты [17]. В проведенном нами исследовании не удалось установить подобную закономерность, хотя наблюдались статистически значимые различия исходных показателей кфСРПВ, а также частоты развития изолированной систолической ОГ в группах.
Одним из основных факторов, приводящих к неадекватному постуральному ответу АД и ЧСС, может являться нарушение активации барорецепторного рефлекса при повышенной сосудистой жесткости [16]. При уменьшении эластичности артериальной стенки и ее растяжимости уменьшается активность барорецепторного рефлекса, регулирующего снижение АД при переходе в вертикальное положение. В разных исследованиях у пациентов с атеросклерозом ВСА была продемонстрирована связь между повышением артериальной жесткости и снижением кардиовагальной барорефлекторной чувствительности [2, 18]. Возможно, именно поэтому гломус-сохраняющие методики выполнения вмешательств обладают преимуществом в отношении профилактики нарушений регуляции АД и развития ОГ в послеоперационном периоде у подобной категории пациентов [19].
Постуральные изменения АД могут быть связаны с изменением отраженной пульсовой волны, которое возникает при возрастании жесткости аорты и крупных артерий: ранний возврат обратной волны с большей амплитудой значительно повышает центральное АД. По данным контурного анализа пульсовой волны, который проводился отдельно у пациентов в основной группе, мы установили, что AIx в исходном положении был выше у больных с ОГ, хотя при АОП у всех пациентов было выявлено абсолютное снижение AIx. Полученные результаты совпадают с результатами исследования A.J. Tikkakoski et al., где было показано, что AIx - вариабельный показатель, который снижался при проведении АОП и у больных с АГ и здоровых добровольцев [20].
При сравнении ортостатических реакций у пациентов со стенозом ВСА динамика снижения центрального АД значительно превосходила таковую для периферического АД. Это может косвенно свидетельствовать о возможной обратной связи между снижением САД в аорте и усилением САД в дистальных участках сосудистого русла. Ранее в другом исследовании было показано более выраженное снижение САД в аорте по сравнению с периферическим САД через 1 мин после перехода в положение стоя у людей старше 50 лет без атеросклеротического поражения периферических артерий (n=155) [21]. Вероятнее всего, зафиксированные нами различия возникают в результате уменьшения амплитуды и/или скорости отраженной пульсовой волны при проведении АОП. При этом ослабевает ее влияние на суммирующую пульсовую волну, которая, в свою очередь, распространяясь дистальнее аорты по магистральным артериям, в значительной степени усиливается.
Ограничения исследования
Это поперечное исследование, поэтому не может быть сделан вывод о причинно-следственной связи показателей с ОГ. Мы исследовали зависимость между снижением центрального САД в ортостазе и жесткостью аорты, используя консенсусные критерии для определения ОГ по оценке АД на плечевой артерии, поскольку нет существующих рекомендаций и протоколов по диагностике ОГ по данным центрального АД. Также у пациентов в контрольной группе не была проведена оценка центральной гемодинамики в ответ на АОП, поэтому мы провели сравнительный анализ ортостатических изменений периферического и центрального САД лишь в основной группе.
Заключение
У пациентов с АГ и значимым стенозом ВСА бессимптомная ОГ является достаточно частым состоянием и встречается у 27% чаще всего в форме изолированной систолической ОГ. При этом амплитуда снижения центрального САД значительно превосходит снижение периферического САД.
Факт наличия значимого стеноза ВСА и более высокие исходные значения периферического САД оказывают статистически значимое влияние на изменчивость САД в ортостазе и возникновение ОГ.
Литература
1. Farrell M.C., Shibao C.A. Morbidity and mortality in orthostatic hypotension. Autonomic Neuroscience. 2020; 229: 102717. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autneu.2020.102717
2. Naylor R., Rantner B., Ancetti S., et al. Editor’s Choice - European Society for Vascular Surgery (ESVS) 2023 Clinical Practice Guidelines on the Management of Atherosclerotic Carotid and Vertebral Artery Disease. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 2023; 65 (1): 7-111. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2022.04.011
3. Tang X., Wu B., Liu L., et al. Correlation of orthostatic hypotension with extracranial carotid and intracranial cerebral arteries atherosclerosis in patients with acute ischemic stroke under cerebral angiography. Blood Pressure Monitoring. 2021; 26 (5): 328-332. DOI: https://doi.org/10.1097/MBP.0000000000000535
4. Ricci F., Fedorowski A., Radico F., et al. Cardiovascular morbidity and mortality related to orthostatic hypotension: a meta-analysis of pro spective observational studies. European Heart Journal. 2015; 36 (25): 1609-1617. DOI: https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehv093
5. Juraschek S.P., Taylor A.A., Wright J.T. Jr., et al.; SPRINT Research Group. Orthostatic Hypotension, Cardiovascular Outcomes, and Adverse Events: Results From SPRINT. Hypertension. 2020; 75 (3): 660-667. DOI: https://doi.org/10.1161/HYPERTENSIONAHA.119.14309
6. Hartog L.C., Schrijnders D., Landman G.W.D., et al. Is orthostatic hypotension related to falling? A meta-analysis of individual patient data of prospective observational studies. Age and Ageing. 2017; 46 (4): 568-575. DOI: https://doi.org/10.1093/ageing/afx024
7. Christopoulos E.M., Tran J., Hillebrand S.L., et al. Initial orthostatic hypotension and orthostatic intolerance symptom prevalence in older adults: A systematic review. International Journal of Cardiology. 2020; 8: 100071. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijchy.2020.100071
8. Avirame K., Lesemann A., List J., et al. Cerebral autoregulation and brain networks in occlusive processes of the internal carotid artery. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 2015; 35 (2): 240-247. DOI: https://doi.org/10.1038/jcbfm.2014.190
9. DuBose L.E., Ponto B.L.L., Moser D.J., et al. Higher Aortic Stiffness Is Associated With Lower Global Cer ebrovascular Reserve Among Older Humans. Hypertension. 2018; 72 (2): 476-482. DOI: https://doi.org/10.1161/HYPERTENSIONAHA.118.11143
10. North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial. Methods, patient characteristics, and progress. Stroke. 1991; 22 (6): 711-720. DOI: https://doi.org/10.1161/01.str.22.6.711
11. Freeman R., Wieling W., Axelrod F.B., et al. Consensus statement on the definition of orthostatic hypotension, neurally mediated syncope and the postural tachycardia syndrome. Clinical Autonomic Research. 2011; 21 (2): 69-72. DOI: https://doi.org/10.1007/s10286-011-0119-5
12. Кобалава Ж.Д., Конради А.О., Недогода С.В. и др. Артериальная гипертензия у взрослых. Клинические рекомендации 2020. Российский кардиологический журнал. 2020; 25 (3): 3786. DOI: https://doi.org/10.15829/1560-4071-2020-3-3786
13. Laurent S., Cockcroft J., Van Bortel L., et al.; European Network for Non-invasive Investigation of Large Arteries. Expert consensus document on arterial stiffness: methodological issues and clinical applications. European Heart Journal. 2006; 27 (21): 2588-2605. DOI: https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehl254
14. Huang C.C., Wu Y.S., Chen T., et al. Long-term effects of baroreflex function after stenting in patients with carotid artery stenosis. Autonomic Neuroscience. 2010; 158 (1-2): 100-104. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autneu.2010.06.009
15. Dani M., Dirksen A., Taraborrelli P., et al. Orthostatic hypotension in older people: considerations, diagnosis and management. Clinical medicine (London, England). 2021; 21 (3): e275-e282. DOI: https://doi.org/10.7861/clinmed.2020-1044
16. Mattace-Raso F.U., van den Meiracker A.H., Bos W.J., et al. Arterial stiffness, cardiovagal baroreflex sensitivity and postural blood pressure chang es in older adults: the Rotterdam Study. Journal of Hypertension. 2007; 25 (7): 1421-1426. DOI: https://doi.org/10.1097/HJH.0b013e32811d6a07
17. Protogerou A.D., Stergiou G.S., Lourida P., Achimastos A. Arterial stiffness and orthostatic blood pressure changes in untreated and treated hypertensive subjects. Journal of the American Society of Hypertension. 2008; 2 (5): 372-377. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jash.2008.03.011
18. Tsekouras N.S., Katsargyris A., Skrapari I., et al. The role of carotid plaque echogenicity in baroreflex sen sitivity. Journal of Vascular Surgery. 2011; 54 (1): 93-99. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jvs.2010.11.121
19. Гавриленко А.В., Аль-Юсеф Н.Н., Булатова Л.Р. Целесообразность сохранения каротидного гломуса при хирургических вмешательствах на сонных артериях. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2019; 12 (2): 95-99. DOI: https://doi.org/10.17116/kardio20191202195
20. Tikkakoski A.J., Tahvanainen A.M., Leskinen M.H., et al. Hemodynamic alterations in hypertensive patients at rest and during passive head-up tilt. Journal of Hypertension. 2013; 31 (5): 906-915. DOI: https://doi.org/10.1097/HJH.0b013e32835ed605
21. Tabara Y., Nakura J., Kondo I., et al. Orthostatic systolic hypotension and the reflection pr essure wave. Hypertension Research. 2005; 28 (6): 537-543. DOI: https://doi.org/10.1291/hypres.28.537
All articles in our journal are distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)
п?? GEOTAR-Media Publishing Group. The use of textual and illustrative content from this publication for the training of any artificial intelligence systems п?? including machine learning models and neural networks п?? is strictly prohibited without the prior written consent of the copyright holder.