Reactive hyperemia correlates with the presence of sepsis and glycocalyx degradation in the intensive care unit: a prospective cohort study

Rev Bras Ter Intensiva. 2020 Jul-Sep;32(3):363-373. doi: 10.5935/0103-507X.20200064.
[Article in Portuguese, English]

Abstract

Objective: To investigate whether reactive hyperemia measured by peripheral arterial tonometry correlates with markers of endothelial dysfunction and may be used to identify sepsis in critical illness.

Methods: A prospective study was performed using a cohort of critically ill patients. Endothelial dysfunction was assessed on admission by quantifying reactive hyperemia-peripheral arterial tonometry and plasma levels of endothelin-1, soluble E-selectin, endocan and syndecan-1. Septic patients were compared to patients without evidence of infection.

Results: Fifty-eight septic patients were compared to 28 controls. The natural logarithm of reactive hyperemia-peripheral arterial tonometry was negatively correlated with cardiovascular comorbidities, disease severity and plasma levels of soluble E-selectin (p = 0.024) and syndecan-1 (p < 0.001). The natural logarithm of reactive hyperemia-peripheral arterial tonometry was lower in septic patients than in controls (0.53 ± 0.48 versus 0.69 ± 0.42, respectively). When adjusted for age, the multivariable model predicted that each 0.1-unit decrease in natural logarithm of reactive hyperemia-peripheral arterial tonometry increased the odds for infection by 14.6%. m.

Conclusion: Reactive hyperemia-peripheral arterial tonometry is closely related to soluble E-selectin and syndecan-1, suggesting an association between endothelial activation, glycocalyx degradation and vascular reactivity. Reactive hyperemia-peripheral arterial tonometry appears to be compromised in critically ill patients, especially those with sepsis.

Objetivo: Investigar se a hiperemia reativa correlaciona-se com marcadores de disfunção endotelial e pode ser utilizada para identificar sepse na doença crítica.

Métodos: Trata-se de estudo prospectivo em uma coorte de pacientes críticos. A disfunção endotelial foi avaliada quando da admissão, por meio da quantificação de hiperemia por tonometria arterial periférica e níveis plasmáticos de endotelina 1, E-selectina solúvel, endocana e sindecano 1. Os pacientes sépticos foram comparados com pacientes sem evidência de infecção.

Resultados: Cinquenta e oito pacientes sépticos foram comparados com 28 controle. O logaritmo natural da tonometria arterial periférica teve correlação negativa com comorbidades cardiovasculares, severidade da doença e níveis plasmáticos de E-selectina solúvel (p = 0,024) e sindecano 1 (p < 0,001). O logaritmo natural da tonometria arterial periférica foi mais baixo nos pacientes sépticos quando comparado com os de pacientes controle (0,53 ± 0,48 versus 0,69 ± 0,42, respectivamente) e, quando ajustado à idade, o modelo multivariado predisse que cada 0,1 de diminuição em unidades de logaritmo natural da tonometria arterial periférica levou a aumento de 14,6% na probabilidade de infecção.

Conclusão: A hiperemia reativa avaliada por tonometria arterial periférica tem estreita relação com E-selectina solúvel e sindecano 1, o que sugere associação entre ativação endotelial, degradação de glicocálix e reatividade vascular. A hiperemia reativa por tonometria arterial periférica parece estar comprometida em pacientes críticos, especialmente os com sepse.

Objetivo: Investigar se a hiperemia reativa correlaciona-se com marcadores de disfunção endotelial e pode ser utilizada para identificar sepse na doença crítica.

Métodos: Trata-se de estudo prospectivo em uma coorte de pacientes críticos. A disfunção endotelial foi avaliada quando da admissão, por meio da quantificação de hiperemia por tonometria arterial periférica e níveis plasmáticos de endotelina 1, E-selectina solúvel, endocana e sindecano 1. Os pacientes sépticos foram comparados com pacientes sem evidência de infecção.

Resultados: Cinquenta e oito pacientes sépticos foram comparados com 28 controle. O logaritmo natural da tonometria arterial periférica teve correlação negativa com comorbidades cardiovasculares, severidade da doença e níveis plasmáticos de E-selectina solúvel (p = 0,024) e sindecano 1 (p < 0,001). O logaritmo natural da tonometria arterial periférica foi mais baixo nos pacientes sépticos quando comparado com os de pacientes controle (0,53 ± 0,48 versus 0,69 ± 0,42, respectivamente) e, quando ajustado à idade, o modelo multivariado predisse que cada 0,1 de diminuição em unidades de logaritmo natural da tonometria arterial periférica levou a aumento de 14,6% na probabilidade de infecção.

Conclusão: A hiperemia reativa avaliada por tonometria arterial periférica tem estreita relação com E-selectina solúvel e sindecano 1, o que sugere associação entre ativação endotelial, degradação de glicocálix e reatividade vascular. A hiperemia reativa por tonometria arterial periférica parece estar comprometida em pacientes críticos, especialmente os com sepse.

MeSH terms

  • Aged
  • Biomarkers / blood
  • Cohort Studies
  • Critical Illness
  • E-Selectin / metabolism
  • Endothelium, Vascular / physiopathology
  • Female
  • Glycocalyx / metabolism*
  • Humans
  • Hyperemia / diagnosis
  • Hyperemia / etiology*
  • Intensive Care Units
  • Male
  • Manometry
  • Middle Aged
  • Prospective Studies
  • Sepsis / blood
  • Sepsis / diagnosis*
  • Severity of Illness Index
  • Syndecan-1 / metabolism

Substances

  • Biomarkers
  • E-Selectin
  • SDC1 protein, human
  • SELE protein, human
  • Syndecan-1

Grants and funding

Professor Rita Gaio was partially supported by Centro de Matemática da Universidade do Porto - CMUP (UID/MAT/00144/2013), which is funded by Fundação para a Ciência e a Tecnologia - FCT (Portugal) with national Ministério da Educação e Ciência (MEC) and European Regional Development Fund (ERDF) under the partnership agreement PT2020.