Fractal dimensions of skin microcirculation flow in subjects with familial predisposition or newly diagnosed hypertension

Background: Fractal analysis has been shown to be capable of characterizing irregular time series generated in non-linear systems. Fluctuations in skin flow signals have a fractal nature, but to date there has been no analysis of subjects with hypertension. The aim of this study is to assess the fractal dimensions of skin microcirculation flows in subjects with a familial predisposition or newly diagnosed hypertension. Methods: A four-minutes rest flow (RF), minimal flow (BZ) during three-minutes ischemia and eight-minutes heat flow (HF) were recorded (using laser Doppler flowmetry) in patients with untreated hypertension, and in normotensives with no [NT(-)] or with a familial predisposition to hypertension [NT(+)]. Average one-minute surface areas under the curve of flow records and box dimensions (D) were calculated. Anova Kruskall-Wallis, c2 statistic and multivariate reverse regression analysis were used for calculation. Results: We studied 70 people (average age 36.1 ± 10.3 years, 39 men). Hypertensives (n = 31) had significantly higher values of both clinical blood pressure and 24-hour ambulatory blood pressure, body mass index, glucose, triglycerides and insulin than the NT(-), (n = 17) and NT(+), (n = 22) groups. Mean values of flows and surface area under the curve of RF, BZ, HF records, D RF and D HF were comparable in studied groups, but D BZ differed (1.13 ± ± 0.05 vs 1.15 ± 0.05 vs 1.11 ± 0.05, respectively; p = 0.04). A family history of hypertension, insulin level and variability of 24-hour diastolic blood pressure were significant predictors of D BZ lower values in the multiple regression model. Conclusions: Subjects with a familial predisposition to hypertension reveal altered homeodynamics of microvascular flow, with diminished chaotic ischemic flow. (Cardiol J 2011; 18, 1: 26-32

Effect of gender on skin forearm microcirculation among middle age subjects with newly diagnosed hypertension

Wstęp Celem pracy była ocena wpływu płci badanych oraz obecności nadciśnienia tętniczego na zachowanie się przepływów i reaktywności mikrokrążenia skórnego w warunkach spoczynkowych oraz pod wpływem prowokacji niedokrwieniem oraz ogrzewaniem. Materiał i metody Badaniem objęto osoby z prawidłowymi wartościami ciśnienia tętniczego oraz z nowo rozpoznanym nieleczonym nadciśnieniem, u których wykonano pomiary wskaźnika masy ciała (BMI), ciśnienia tętniczego (BP), 24-godzinne monitorowanie ciśnienia (ABPM-SpaceLab 90207), badanie szybkości fali tętna (PWV-Complior), echokardiografię serca (General Electrics Vivid 3) oraz badania laboratoryjne. Badanie mikrokrążenia wykonano metodą dopplerowską (PeriFlux PF 5000) z oceną przepływów spoczynkowych (RF), minimalnych podczas niedokrwienia (zero biologiczne - BZ), maksymalnych po niedokrwieniu (PF) oraz po ogrzaniu skóry do 44°C (HF), rejestrowanych w jednostkach arbitralnych [U] i jako skórny przepływ naczyniowy (CVC). Metodą szybkiej transformacji Fouriera przeanalizowano zmiany przepływów zależne od czynności naczynioruchowej naczyń mikrokrążenia w okresie w RF, BZ, HF, analizując moc oscylacji [PU2/Hz] w 5 zakresach częstotliwości: pochodzenia śródbłonkowego, neurogennego, miogennego, oddechowego i sercowego. Dane przeanalizowano w 4 grupach mężczyzn i kobiet: 2 z prawidłowymi wartościami ciśnienia tętniczego (NT M i NT K) oraz 2 z nadciśnieniem (HT M i HT K). Przy porównaniu zmiennych stosowano testy ANOVA Kruskal- Wallisa, c2 oraz wyznaczano współczynniki korelacji Spearmana. Wyniki Przebadano 74 osoby w średnim wieku 34,5 ± 8,9 roku, 37 kobiet i 37 mężczyzn. Kobiety nie różniły się od mężczyzn pod względem wieku i PWV, miały natomiast niższe wartości BMI, hematokrytu, stężenia glukozy, kwasu moczowego, triglicerydów, insuliny, endoteliny, a wyższe cholesterolu frakcji HDL. Przy porównywalnej frakcji wyrzutowej parametry echokardiograficzne były mniejsze u kobiet niż u mężczyzn. U obu płci w grupach z nadciśnieniem i bez niego wartości ciśnienia tętniczego były porównywalne, natomiast były znacząco wyższe u badanych z nadciśnieniem w stosunku do osób z prawidłowymi wartościami ciśnienia. Niższe wartości CVC BZ występowały w grupach z nadciśnieniem (p = 0,01), z najsilniejszymi różnicami między NT K a HT M (p = 0,03) oraz NT M a HT K (p = 0,09). Najwyższy HF stwierdzono u kobiet bez nadciśnienia. W przepływach BZ moc widma aktywności naczynioruchowej zależnej od śródbłonka różniła się znacząco między grupami (p = 0,03), była najniższa w grupie K HT, szczególnie w porównaniu z M HT (p = 0,04). U obu płci obserwowano ujemną zależność między CVC BZ i wartościami ciśnień w 24-godzinnym monitorowaniu. U kobiet moc widma aktywności naczynioruchowej BZ zależnej od śródbłonka korelowała ujemnie z wartościami ciśnień w ABPM. Wnioski U osób z prawidłowym ciśnieniem tętniczym w średnim wieku wpływ płci żeńskiej na przepływy w mikrokrążeniu skórnym wiąże się głównie ze zwiększeniem wazodylatacji i przepływów pod wpływem ogrzewania. W nadciśnieniu u kobiet zmniejsza się minimalny przepływ w czasie niedokrwienia, z osłabieniem zależnej od śródbłonka aktywności naczynioruchowej.Background The aim of the study was to assess the influence of gender and hypertension on flow and reactivity of skin microcirculation at rest, during ischemia and heat stress. Material and methods Studied population consisted of normotensive subjects and patients with newly diagnosed untreated hypertension. Body mass index (BMI) and blood pressure (BP) measurements, 24-hour monitoring (ABPM-SpaceLab 90207), pulse wave velocity (PWV-Complior), echocardiography (General Electrics Vivid 3), laboratory investigations were performed. Skin microcirculation was assessed by laser Doppler flowmetry (PeriFlux PF 5000). Rest flow (RF), minimal flow during ischemia (biological zero - BZ), peak flow after ischemia (PF) and heat flow (HF) after thermal stress (44°C) were presented as arbitrary units [U] and as cutaneous vascular conductance (CVC). Fast Fourier’s transformation of RF, BZ and HF were also performed. Power frequency oscillations [PU2/Hz] was evaluated in five frequency intervals of endothelial, neurogenic, miogenic, respiratory and heart origin. Data were analyzed in 4 groups subjects: 2 normotensives (NT M i NT K) and 2 hypertensives (HT M i HT K). Statistical analysis was performed with ANOVA Kruskal-Wallis, c2 tests and Spearman correlation. Results Study population consisted of 74 persons aged 34.5 ± 8.9 years: 37 women and 37 men. Both gender were similar according to age and PWV, but women had lower values of BMI, hematocrit, glucose, uric acid, trigliceride, insulin, endothelin, and higher HDL cholesterol than men. Ejection fraction was similar, but other echocardiographic parameters were lower in female gender. Hypertensives had higher BP values than normotensives, but among normotensive and hypertensive groups BP values were comparable. Lower values of CVC BZ were observed in hypertensives (p = 0.01) with highest differences between NT K v. HT M (p = 0.03) and NT M v. HT K (p = 0.09). Highest HF was detected in normotensive women. Power of BZ oscillations of endothelial origin significantly differed (p = 0.03) among studied groups with the lowest values in K HT, especially v. M HT (p = 0.04). Among both gender negative correlation between CVC BZ and 24-BP values was observed. Power oscillations of BZ endothelial origin correlated negatively with ABPM BP values in women. Conclusions Normotensive women in middle age mainly influence on increase vasodilatation and thermal skin flow. Hypertensive women reveal decrease of minimal skin flow during ischemia and weakness of endothelial origin flowmotion

Functional changes of microcirculation in essential arterial hypertension

Wstęp Celem badania była ocena zmian czynnościowych w mikrokrążeniu w nadciśnieniu tętniczym oraz ich zależności od wartości ciśnienia tętniczego. Materiał i metody Do badania zakwalifikowano 90 osób poniżej 50 roku życia: 30 osób zdrowych, 30 pacjentów z nowo rozpoznanym nadciśnieniem tętniczym oraz 30 z nieleczonym nadciśnieniem tętniczym w wywiadzie, co najmniej od 5 lat. U każdego z pacjentów oceniono przepływ krwi przez mikrokrążenie skórne przy użyciu laserowego przepływomierza dopplerowskiego Periflux 5000 (Perimed, Szwecja). Rejestrację wykonywano w spoczynku oraz po 3-minutowej reakcji przekrwiennej w temperaturze podstawowej i 44°C. Pomiarów ciśnienia tętniczego dokonywano podczas 24-godzinnego ambulatoryjnego monitorowania ciśnienia (Spacelabs 90 207). Przeprowadzono analizę korelacji i regresji między parametrami mikrokrążenia a wiekiem, wskaźnikiem masy ciała, wskaźnikiem talia/biodra oraz średnim ciśnieniem skurczowym i rozkurczowym z całej doby. Wyniki Po okluzji w temperaturze podstawowej średni i maksymalny przepływ były wyższe u chorych z nadciśnieniem niż u osób zdrowych. Po okluzji w temperaturze 44°C u chorych z utrwalonym nadciśnieniem tętniczym czas potrzebny do osiągnięcia szczytowego przepływu był znacznie wydłużony w porównaniu z osobami zdrowymi. Parametry przepływu po okluzji korelowały głównie ze zmiennością ciśnienia tętniczego. W analizie wieloczynnikowej czynność mikrokrążenia zależała od wieku, otyłości brzusznej oraz średnich wartości ciśnienia skurczowego i rozkurczowego z całej doby. Wnioski Bodziec ischemiczny u chorych z nadciśnieniem zmieniał odpowiedź mikrokrążenia skórnego, powodując wydłużenie czasu narastania przepływu po niedokrwieniu, z uzyskaniem nieco wyższych wartości niż u osób zdrowych. Zmiany przepływów były zależne od wysokości i zmienności ciśnienia tętniczego.Background The aim of the study was to assess functional changes in microcirculation in primary hypertension and their dependence on blood pressure values. Materials and methods We enrolled 90 subjects under 50 years of age: 30 healthy persons, 30 patients with newly diagnosed hypertension and 30 - with untreated chronic hypertension, which lasted for at least for 5 years. Rest flow in microcirculation in basal condition and hyperemic reaction after 3 minutes ischaemia at base temperature and at temperature of 44°C were assessed based on laser Doppler flowmetry Periflux 5000 (Perimed, Sweden). Blood pressure measurements were obtained during 24-hour ambulatory monitoring procedure (SpaceLabs 90 207). Studied parameters of microcirculation and age, body mass index, waist to hip ratio, mean 24-hour systolic and diastolic blood pressures were analyzed with aspect of correlation and regression model. Results Mean and maximal post-occlusive flow at base temperature was higher in hypertensives than normotensive controls. Time to reach maximal post-occlusive flow at temperature of 44°C was significantly elongated in hypertensives than healthy subjects. Values of post-occlusive blood flow parameters were mainly related to blood pressure variability. In multi-factors analysis the age, abdominal obesity, mean systolic and diastolic 24-hour pressures significantly influenced the function of microcirculation. Conclusions Post-ischaemic reaction of skin microcirculation was altered in young hypertensives with longer time needed to get higher values of flow than controls. Flow changes were related to the values and variability of blood pressure

Functional changes of microcirculation in essential arterial hypertension

Wstęp Celem badania była ocena zmian czynnościowych w mikrokrążeniu w nadciśnieniu tętniczym oraz ich zależności od wartości ciśnienia tętniczego. Materiał i metody Do badania zakwalifikowano 90 osób poniżej 50 roku życia: 30 osób zdrowych, 30 pacjentów z nowo rozpoznanym nadciśnieniem tętniczym oraz 30 z nieleczonym nadciśnieniem tętniczym w wywiadzie, co najmniej od 5 lat. U każdego z pacjentów oceniono przepływ krwi przez mikrokrążenie skórne przy użyciu laserowego przepływomierza dopplerowskiego Periflux 5000 (Perimed, Szwecja). Rejestrację wykonywano w spoczynku oraz po 3 minutowej reakcji przekrwiennej w temperaturze podstawowej i 44°C. Pomiarów ciśnienia tętniczego dokonywano podczas 24-godzinnego ambulatoryjnego monitorowania ciśnienia (Spacelabs 90 207). Przeprowadzono analizę korelacji i regresji między parametrami mikrokrążenia a wiekiem, wskaźnikiem masy ciała, wskaźnikiem talia/biodra oraz średnim ciśnieniem skurczowym i rozkurczowym z całej doby. Wyniki Po okluzji w temperaturze podstawowej średni i maksymalny przepływ były wyższe u chorych z nadciśnieniem niż u osób zdrowych. Po okluzji w temperaturze 44°C u chorych z utrwalonym nadciśnieniem tętniczym czas potrzebny do osiągnięcia szczytowego przepływu był znacznie wydłużony w porównaniu z osobami zdrowymi. Parametry przepływu po okluzji korelowały głównie ze zmiennością ciśnienia tętniczego. W analizie wieloczynnikowej czynność mikrokrążenia zależała od wieku, otyłości brzusznej oraz średnich wartości ciśnienia skurczowego i rozkurczowego z całej doby. Wnioski Bodziec ischemiczny u chorych z nadciśnieniem zmieniał odpowiedź mikrokrążenia skórnego, powodując wydłużenie czasu narastania przepływu po niedokrwieniu, z uzyskaniem nieco wyższych wartości niż u osób zdrowych. Zmiany przepływów były zależne od wysokości i zmienności ciśnienia tętniczego.Background The aim of the study was to assess functional changes in microcirculation in primary hypertension and their dependence on blood pressure values. Materials and methods We enrolled 90 subjects under 50 years of age: 30 healthy persons, 30 patients with newly diagnosed hypertension and 30 — with untreated chronic hypertension, which lasted for at least for 5 years. Rest flow in microcirculation in basal condition and hyperemic reaction after 3 minutes ischaemia at base temperature and at temperature of 44°C were assessed based on laser Doppler flowmetry Periflux 5000 (Perimed, Sweden). Blood pressure measurements were obtained during 24-hour ambulatory monitoring procedure (SpaceLabs 90 207). Studied parameters of microcirculation and age, body mass index, waist to hip ratio, mean 24-hour systolic and diastolic blood pressures were analyzed with aspect of correlation and regression model. Results Mean and maximal post-occlusive flow at base temperature was higher in hypertensives than normotensive controls. Time to reach maximal post-occlusive flow at temperature of 44°C was significantly elongated in hypertensives than healthy subjects. Values of post-occlusive blood flow parameters were mainly related to blood pressure variability. In multi-factors analysis the age, abdominal obesity, mean systolic and diastolic 24-hour pressures significantly influenced the function of microcirculation. Conclusions Post-ischaemic reaction of skin microcirculation was altered in young hypertensives with longer time needed to get higher values of flow than controls. Flow changes were related to the values and variability of blood pressure