Age and sex and their influence on the anatomy of the abdominal aorta and its branches.

BACKGROUND: It is not clear how patients' age and sex influence the anatomy of the aorta and its branches.
OBJECTIVES: To determine the most frequent anatomical patterns of diameter and angulation of the abdominal aorta and its branches and the influence of patients' sex and age on these patterns.
METHODS: CT scans with intravenous contrast from 157 patients were analyzed. Diameter and angulations of the abdominal aorta and its branches were measured in individuals of both sexes, classified into five age groups: 20 to 30 years, 31 to 40 years, 41 to 50 years, 51 to 60 years, and 61 to 70 years. Eighteen variables were analyzed: 6 arterial origin angles, 9 arterial diameters, rate of diameter enlargement, and patient's sex and age. RadiAnt 4.2.1 DICOM viewer software was used for measurements.
RESULTS: The total of 157 CT scans were from 69 men and 88 women. There were statistical differences (p <0.05) in the following results: angle of origin and diameter of the superior mesenteric artery; renal artery angle and diameter; diameter of the common iliac arteries, and diameter and rate of diameter enlargement of the aorta in several segments, but not the segment immediately proximal to the celiac trunk.
CONCLUSIONS: The diameters of several aorta segments and of its branches (except the left renal artery) increase progressively with age in both sexes and are larger and have a higher rate of diameter enlargement in men than in women in the same age ranges. Between sexes, the angle of origin of the superior mesenteric artery was larger in men, except between 20 and 30 years, and the angle of origin of the left renal artery was larger in women between 51 and 60 years old.

INTRODUCTION

Anatomic knowledge is indispensable for planning and execution of surgical procedures, whether performed by open or endovascular approaches.1-4 The anatomy of the cardiovascular system undergoes changes related to age, lifestyle habits, and diseases. Aging causes structural and functional changes, particularly in the major arteries.5-11 These changes result in increased vascular rigidity due to increased production and deposition of collagen and loss of elastin fibers, primarily in the tunica media of large and medium arteries.5,9,10,12-14

Vascular rigidity has been known as a risk factor for cardiovascular diseases since the nineteenth century.9,14 However, noninvasive methods that enable the anatomy and physiology of the circulatory system to be studied (blood flow, diameter, angles, and other details), relating them to their clinical repercussions and utilities, have only recently become available.13,14

Studies have already proven that aging affects vascular changes differently in men and women and while there is already evidence of biochemical and functional differences,6 much still remains to be investigated in relation to the changes to the arterial anatomy that occur as aging advances and in relation to how patient sex influences these changes.

The objectives of this study were to determine the most frequent anatomic patterns of diameter and angles of the abdominal aorta and its branches and the influence of patients’ sex and age on these patterns.

METHODS

This is an analytical, descriptive, and retrospective study based on anatomic measurements of abdominal arteries examined using computed tomography (CT). It was approved by the institutional ethics committee (decision number 2.621.934).

The inclusion criteria were: patients of both sexes, aged from 20 to 70 years, who underwent an abdominal CT with intravenous contrast from January 2015 to September 2018. Exclusion criteria were: technical inability to perform the measurements, diseases that change vascular anatomy, such as aneurysms, vascular compression syndromes, and tumors with blood vessel distortions, among others, and anatomic variants, such as accessory/polar renal arteries and anomalous origins of visceral arteries.

No sample size calculation was performed. The sample comprised all examinations provided by a radiology service that partners the university that were conducted within the study period and met inclusion and exclusion criteria.

Examinations were conducted in a GE healthcare 16-channel CT scanner, with a 512 × 512 resolution matrix and slice thickness of 1.25 mm. Data were organized using a standardized protocol developed by the researchers and RadiAnt 4.2.1 DICOM viewer software (Medixant, Poznan, Poland) was used to perform measurements.

The following variables were analyzed by patient sex and age groups (20 to 30 years, 31 to 40 years, 41 to 50 years, 51 to 60 years, and 61 to 70 years): diameter, angle of origin, and rate of diameter enlargement of the superior mesenteric arteries (SMA), right renal arteries (RRA) and left renal arteries (LRA), the aortoiliac bifurcation (AB) angle, and the diameter and dilation index of the aorta in 4 different segments, specifically, proximal of the celiac trunk (ACT), proximal of the upper renal artery (AUR), distal of the lower renal artery (ALR), and proximal of the aortoiliac bifurcation (AAB), and the diameter and dilation index of the right common iliac artery (RCIA) and left common iliac artery (LCIA), as illustrated in Figure 1.

Figure 1

Points at which angles and diameters of the abdominal aorta and its branches were measured. SMA: superior mesenteric artery; RRA: right renal artery; LRA: left renal artery; AB: aortoiliac bifurcation; ACT: aorta proximal of the celiac trunk; AUR: aorta proximal of the upper renal artery; ALR: aorta distal of the lower renal artery; AAB: aorta proximal of the aortoiliac bifurcation; RCIA: right common iliac artery; LCIA: left common iliac artery [[Q1: Q1]].

For statistical analysis, the Shapiro-Wilk test was used to confirm normality of values; Student’s t test was used for comparisons by sex, and analysis of variance (ANOVA) was used for comparisons between age groups. The dilation index for each sex was calculated by subtracting the mean diameter found in the oldest age group (61 to 70 years) from that found in the youngest age group (20 to 30 years), dividing the result by the mean diameter in the youngest age group and then multiplying by 100; as in the following formula: DM1-DM2/DM2 x 100 (where DM1 is the mean diameter in the oldest age group and DM2 is the mean diameter in the youngest age group). BioEstat® 5.4 (Ayres, Belém) software was used and the significance level adopted was α = 0.05 or 5%.

RESULTS

A total of 198 CTs were analyzed. After application of exclusion criteria, 41 were rejected. The final sample therefore comprised 157 CTs, 69 from men and 88 from women, distributed across the following age groups: 20 to 30 years (20 patients); 31 to 40 years (24 patients); 41 to 50 years (35 patients); 51 to 60 years (42 patients); and 61 to 70 years (36 patients).

Superior mesenteric artery

The angle of origin of the SMA was statistically similar for men and women in all age groups, except from 61 to 70 years, in which male patients had a mean angle of 81.27° while female patients had a mean angle of 61.06°. Among female patients, this angle also did not vary significantly with increasing age, whereas in older men the SMA tended to emerge at an angle that was around 26° larger than in younger men (81.27° in the seventh decade of life vs. 54.64° in the third decade) (Figure 2).

Figure 2

Mean superior mesenteric artery angles for both sexes in the preestablished age groups.

The SMA diameter was similar among young men and women (7.66 mm for women aged 20 to 30 years and 7.64 mm for males in the same age group), but in older age groups this diameter was statistically larger among men (Figure 3).

Figure 3

Mean diameters of the superior mesenteric artery for both sexes in the preestablished age groups.

Renal arteries

The right renal artery (RRA) had a larger angle (mean = 67.92°) in young female patients (20 to 30 years) than in male patients in the same age group (mean = 55.07°) (p = 0.0335). The inverse relationship was observed in the oldest age group (61 to 70), in which men had a mean angle of 69.80° and women had a mean angle of 57.85° (p = 0.0140). There was no statistical difference in this angle as age increased in either sex (Figure 4).

Figure 4

Mean right renal artery angles for both sexes in the preestablished age groups.

On the left, the renal artery (LRA) also did not exhibit a statistically significant difference in angle as age increased when individuals of the same sex were compared and, in common with the RRA, the angle of origin was larger among older men (61 to 70 years) than among women in the same age group (means of 77.57° and 64.60° with p = 0.0084) (Figure 5).

Figure 5

Mean left renal artery angles for both sexes in the preestablished age groups.

The diameters of the renal arteries were larger on the right; men aged from 41 to 70 years had larger RRA diameters than women in the same age range, whereas the LRA was statistically of larger caliber in men for the 20 to 30 years age group only (p = 0.0354). The diameters of the renal arteries are shown in Figures 6 and 7.

Figure 6

Mean diameters of the right renal artery for both sexes in the preestablished age groups.

Figure 7

Mean diameters of the left renal artery for both sexes in the preestablished age groups.

Common iliac arteries

The common iliac arteries tend to have larger caliber in men than in women. On the right side, this was the case in the majority of age groups, with the exception of the youngest patients, among whom the mean diameter was the same in both sexes (Figure 8). On the left side, the common iliac artery was statistically of larger caliber in men aged 20 to 30 years, 31 to 40 years, and 51 to 60 years than in women in the same age groups (Figure 9).

Figure 8

Mean diameters of the right common iliac artery for both sexes in the preestablished age groups.

Figure 9

Mean diameters of the left common iliac artery for both sexes in the preestablished age groups.

The iliac arteries progressively increased in diameter as age increased in both sexes; but the increase in diameters was only statistically significant in men, specifically on the right (p = 0.0227).

Angle of the aortic bifurcation

Among women, the mean angle remained in the region of 44° in all age groups, whereas in men it varied from 45.48° from 20 to 30 years to 50.85° from 61 to 70 years, although

without statistical difference. There was only a statistically significant difference between patients of different sexes in the 31 to 40 years age group, in which the angle was larger in women (46.40°) than in men (37.31°) (p = 0.0187) (Figure 10).

Figure 10

Mean aortoiliac bifurcation angle for both sexes in the preestablished age groups.

Mean diameters of the abdominal aorta

At all points, statistically significant increases in the diameter of the aorta were observed as age increased, in both men and women. There was a trend for all diameters to be larger in men than in women. In the ACT (Figure 11) and ALR segments (Figure 12), differences were statistically significant in the age groups 31 to 40, 51 to 60, and 61 to 70, whereas in the AUR (Figure 13) and AAB segments (Figure 14) diameters were statistically larger in all age groups.

Figure 11

Mean diameters of the aorta proximal of the celiac trunk for both sexes in the preestablished age groups.

Figure 12

Mean diameters of the aorta distal of the lower renal artery for both sexes in the preestablished age groups.

Figure 13

Mean diameters of the aorta proximal of the upper renal artery for both sexes in the preestablished age groups.

Figure 14

Mean diameters of the aorta proximal of the aortoiliac bifurcation for both sexes in the preestablished age groups.

Rate of diameter enlargement

The rate of diameter enlargement was significantly higher in men in the following segments: SMA (p = 0.0023); RRA (p = 0.0003), and RCIA (p = 0.0191) (Figure 15).

Figure 15

Comparison of dilation indexes for men and women in the 20-30 and 61-70 years age groups. *: p<0.05.

Moreover, when patients in the oldest and youngest age groups were compared, the rates of diameter enlargement for the aortic segments analyzed were statistically higher in men than in women (p < 0.05), with the exception of the segment immediately proximal of the celiac trunk (Figure 16).

Figure 16

Comparison of dilation indexes for abdominal aorta segments in men and women in the 20-30 and 61-70 years age groups. In (A), in the segment proximal of the celiac trunk; in (B), proximal of the upper renal artery; in (C), distal of the lower renal artery; and in (D), proximal of the aortic bifurcation. *: p<0.05.

DISCUSSION

Aging is a dynamic, progressive, and irreversible process, intimately linked to biological, psychological, and social factors.5 Its effects are not only dependent on age, but also on sex, lifestyle, comorbidities, socioeconomic factors, and constitutional influences. This is why the elderly population is not uniform.5,10,15-17 Surgeons should strive to acquire the most detailed knowledge possible of the structures involved in each procedure performed, because this has positive impacts on the quality of the technique employed and on avoidance of iatrogenic injuries.

The aorta and other large caliber arteries, particularly those with a more developed elastic layer, become more dilated, stretched, and tortuous as patients age.13,18,19 Understanding of the changes arterial anatomy undergoes as it ages can be useful when planning invasive procedures, for example, when choosing approaches, the curvature of catheters, and the diameters of angioplasty balloons and stents in endovascular procedures, and, in the future, may also be of use in the manufacture of endovascular devices with diameters and curvatures that fit patients better on the basis of their sex and age group.

Obviously, when available, planning of an intervention should take into consideration anatomic information provided by noninvasive examinations; but the results of this study should nevertheless help to prevent certain difficulties. For example, when attempting selective catheterization of the LRA in a 68-year-old patient using a right femoral artery puncture for access, based on the differences in angles observed in the present study, it is probable that a female patient would present greater difficulty than a male in the same age group (Figure 17).

Figure 17

Abdominal computed tomography with contrast in coronal view, comparing measurements of the angle of origin of the left renal artery (LRA) in patients of both sexes aged 61 to 70 years. (A) angle of origin of the LRA in a man; (B) angle of origin of the LRA in a woman.

It is of interest to note that the study detected a greater tendency in men to dilation of arteries as age advances, such as the abdominal aorta and RCIA, as has been suggested before in other studies.17-22

The SMA also exhibited greater changes in angle and diameter in men. The lesser predisposition towards changes in arterial anatomy among women may be related to the role played by estrogen,6,9,22 which increases the bioavailability of nitric oxide (NO) without increasing expression and/or activity of endothelial nitric oxide-synthase (eNOS), which has antioxidant properties that may induce or accelerate vascular aging.6,8,9 Nitric oxide bioavailability is essential for normal endothelial function and it is known that advanced age leads to compromised endothelial NO production and increased NO inactivation by superoxide, contributing to age-related endothelial dysfunction.6,10,16,23,24

The most notable characteristics of vascular aging described in the literature are the mechanical and structural changes to vessel walls, including arterial dilation and thickening, primarily seen in the abdominal aorta and highlighted in many publications.5,12,15,22,25 Arterial changes over the course of life are also influenced by modifiable cardiovascular risk factors, such as hypertension, obesity, smoking, and lifestyle, and also by unmodifiable factors, such as genetics, age, and family history.15,16,21

It is known that aortic rigidity increases after 50 years of age even in healthy patients7,26 and post-mortem studies show that thickening of the aorta wall during aging occurs through increased tunica intima thickness, even in populations with low incidence of atherosclerosis.7,8,10,15,17 Anatomically, these changes do not only manifest as increased diameter, but also as aortic elongation, and, from a physiological point of view, arterial thickening, which is related to pulse wave velocity, and has been shown to be an independent risk factor for cardiovascular events.5,9,13,14

Although we did not investigate thickening, the changes to arterial diameter detected in this study corroborate findings in the literature. However, in a review of the literature, we did not find any studies that had correlated the angles of emergence of the branches of the abdominal aorta with patient sex and age.

Unfortunately, the retrospective nature of this study only enabled access to sex and age group of the patients examined, which meant that it was only possible to confirm that the diameter of the aorta was larger in men and that it increased progressively with age in both sexes (Figure 18). Several published articles have shown that the diameters of the aorta are larger in men than in women,12,18-20,22,25,26 but did not determine that the dilation index of these diameters is greater among men than among women in all age groups, as was detected in the present study.

Figure 18

Abdominal computed tomography with contrast in axial view, comparing measurements of diameters of the abdominal aorta proximal of the upper renal artery in patients of both sexes and different age groups. (A) male patient in the 20-30 years age group; (B) female patient in the 20-30 years age group; (C) male patient in the 60-70 years age group; (D) female patient in the 60-70 years age group.

Just as occurred with the aorta, the RCIA and LCIA also exhibited larger mean diameters in men than in women and the RCIA exhibited a significant increase in caliber as age increased.

The literature on aneurysms of the iliac arteries is scant, but there is evidence to suggest common iliac arteries without aneurysms have larger caliber on the right than on the left and that when aneurysms do occur they are both more frequent and tend to have larger diameter on the right,21,27-29 coinciding with the findings in our sample. This fact may be related to greater occurrence of aneurysms in the aorta (4 male cases:1 female case)30 and iliac arteries (5 male cases:1 female case),27 since the Laplace law states that the larger the radius of a vessel, the greater the tension exerted on its wall.31 In other words, since men have larger caliber vessels, they may have an anatomic predisposition to develop aneurysms in these arteries.

Obviously, this observation does not alone explain the increased incidence of aneurysms in segments of smaller diameter, since it is known that aneurysms of the abdominal segment of the aorta are around four times more frequent than those in the thoracic aorta, which has a larger diameter.13,28 The origins of a complex disease such as an aneurysm are undoubtedly multifactorial. It is known, for example, that there are considerable histological changes in the aorta over the course of life, since the aortas of young people have thick elastin fibers that are concentric and uniform, whereas in the elderly they are thinner and more fragmented, occupying a smaller volume in the tunica media of the artery.5,7,10,14,32,33

The ideal method for evaluating changes to arterial anatomy associated with age in patients of both sexes would be to follow a cohort of patients using imaging exams over the course of their lives. However, such a study design would have to overcome enormous obstacles to its execution. Other limitations of the present study include a relatively small number of CTs and the absence of information on patients’ comorbidities and lifestyle habits, such as smoking, which could predispose to changes to arterial anatomy.

CONCLUSIONS

The diameter of many different segments of the aorta increase progressively as age increases in patients of both sexes and diameters are larger in men than in women among patients in the same age groups. With the single exception of the LRA, the diameters of all of the branches of the aorta were larger in men than in women in all age groups. The angle of origin of the superior mesenteric artery was larger in men than in women in all age groups except for 20 to 30 years. The angle of origin of the left renal artery was larger in women than in men in the 51 to 60 years age group. With the exception of the aortic segment proximal of the celiac trunk, the dilation indexes for the diameters of all other segments of the abdominal aorta were higher in men than in women.

INTRODUÇÃO

O conhecimento anatômico é indispensável para o planejamento e a execução de procedimentos cirúrgicos por via aberta e endovascular1-4. A anatomia do aparelho cardiovascular sofre alterações relacionadas a idade, hábitos de vida e doenças. O envelhecimento provoca mudanças estruturais e funcionais, principalmente nas grandes artérias5-11. As alterações resultam em um aumento da rigidez vascular devido à maior produção e deposição de colágeno e perda de fibras de elastina, principalmente na camada média de grandes e médias artérias5,9,10,12-14.

A rigidez vascular é conhecida como um fator de risco para doenças cardiovasculares desde o século XIX9,14, porém, métodos não invasivos que permitem o estudo da anatomia e fisiologia do sistema circulatório (fluxo sanguíneo, diâmetro, angulações, entre outros), relacionando-as às suas utilidades e repercussões clínicas, foram disponibilizados apenas recentemente13,14.

Estudos já comprovaram que o envelhecimento afeta de modo distinto as alterações vasculares em homens e mulheres, e, embora já haja evidências de diferenças bioquímicas e funcionais6, ainda há muito a ser pesquisado sobre as alterações da anatomia arterial que ocorrem com o avançar da idade e sobre como o sexo do paciente influencia essas modificações.

Os objetivos da pesquisa foram determinar os padrões anatômicos de diâmetro e angulações mais frequentes da aorta abdominal e de seus ramos e a influência do sexo e da idade dos pacientes sobre esses padrões.

MÉTODOS

Estudo analítico, descritivo e retrospectivo baseado em medidas anatômicas de artérias abdominais avaliadas por tomografias computadorizadas (TC), aprovado pelo comitê de ética institucional (parecer 2.621.934).

Os critérios de inclusão foram: pacientes de ambos os sexos, com idade entre 20 e 70 anos, submetidos à TC abdominal com contraste endovenoso (EV), no período de janeiro de 2015 a setembro de 2018. Os critérios de exclusão foram: impossibilidade técnica para realização de medidas e doenças que alteram a anatomia vascular, como aneurismas, síndromes de compressão vascular e tumores com distorção de vasos sanguíneos, entre outras, e variações anatômicas, como artérias renais acessórias/polares e origem anômala de artérias viscerais.

Não foi realizado cálculo de tamanho amostral. A amostra foi obtida a partir de todos os exames disponibilizados por um serviço de radiologia parceiro da instituição de ensino, correspondentes ao período do estudo após a aplicação dos critérios de inclusão e exclusão.

Os exames foram realizados em tomógrafo GE healthcare de 16 canais, com matriz de resolução de 512 × 512 e espessura de corte de 1,25 mm. Os dados foram organizados por meio de protocolo padronizado, elaborado pelos pesquisadores, e o programa de computador RadiAnt 4.2.1 DICOM viewer (Medixant, Poznan, Polônia) foi usado para as medidas.

As seguintes variáveis foram analisadas de acordo com o sexo e as faixas etárias (20 a 30 anos, 31 a 40 anos, 41 a 50 anos, 51 a 60 anos e 61 a 70 anos) dos pacientes submetidos à TC: diâmetro, ângulo de emergência e taxa de dilatação das artérias mesentérica superior (AMS), renais direita (ARD) e esquerda (ARE), ângulo da bifurcação aorto-ilíaca (BA), diâmetro e taxa de dilatação da aorta em 4 segmentos, sendo proximal ao tronco celíaco (ATC), proximal à artéria renal mais alta (ARA), distal à artéria renal mais baixa (ARB) e proximal à bifurcação aorto-ilíaca (ABI) e das artérias ilíacas comuns direita (AICD) e esquerda (AICE), como é possível observar na Figura 1.

Figura 1

Pontos de aferição dos ângulos e diâmetros da aorta abdominal e seus ramos. AMS: artéria mesentérica superior; ARD: artéria renal direita; ARE: artéria renal esquerda; BA: bifurcação aorto-ilíaca; ATC: aorta proximal ao tronco celíaco; ARA: aorta proximal à artéria renal mais alta; ARB: aorta distal à artéria renal mais baixa; ABI: aorta proximal à bifurcação aorto-ilíaca; AICD: artéria ilíaca comum direita; AICE: artéria ilíaca comum esquerda.

Na estatística analítica, o teste de Shapiro-Wilk foi utilizado para comprovação da normalidade dos valores; utilizou-se o teste t de Student para comparação entre os sexos e análise de variância (ANOVA) como critério para comparação entre as faixas etárias. A taxa de dilatação em cada sexo foi calculada subtraindo-se o diâmetro médio encontrado na faixa mais avançada (61 a 70 anos) daquele encontrado na faixa etária etária mais nova (20 a 30 anos), dividindo-se o resultado pelo diâmetro médio da faixa etária mais jovem e multiplicando por 100; conforme a fórmula: DM1-DM2/DM2 x 100 (DM1: diâmetro médio na faixa etária mais avançada; DM2: diâmetro médio na faixa etária mais jovem). Foi utilizado o software BioEstat® 5.4 (Ayres, Belém) e adotado o nível de significância α = 0,05 ou 5%.

RESULTADOS

Foram avaliadas 198 TCs. Após submetidas aos critérios, 41 foram excluídas. Entre as 157 TCs componentes da amostra, 69 eram de homens e 88 de mulheres, distribuídas nas seguintes faixas etárias: 20 a 30 anos (20 pacientes); 31 a 40 anos (24 pacientes); 41 a 50 anos (35 pacientes); 51 a 60 anos (42 pacientes); e 61 a 70 anos (36 pacientes).

Artéria mesentérica superior

O ângulo de emergência da AMS foi estatisticamente semelhante entre homens e mulheres em todas as faixas etárias, exceto entre 61 a 70 anos, quando em pacientes do sexo masculino esse ângulo foi em média de 81,27°; enquanto, em mulheres, a angulação média foi de 61,06°. Em pacientes do sexo feminino, esse ângulo também não demonstrou variação significativa com o passar da idade, ao passo que em homens mais velhos a AMS tende a emergir em um ângulo cerca de 26° maior do que em homens mais jovens (81,27° na sétima década de vida versus 54,64° na terceira) (Figura 2).

Figura 2

Ângulos médios da artéria mesentérica superior em ambos os sexos e nas faixas etárias preestabelecidas.

O diâmetro da AMS foi semelhante entre homens e mulheres jovens (7,66 mm entre 20 a 30 anos para o sexo feminino e 7,64 mm para o masculino), porém, em faixas etárias mais avançadas, o diâmetro se tornou estatisticamente maior em homens (Figura 3).

Figura 3

Diâmetros médios da artéria mesentérica superior em ambos os sexos e nas faixas etárias preestabelecidas.

Artérias renais

A artéria renal direita (ARD), em pacientes mais jovens (20 a 30 anos), apresentou angulação maior em mulheres (média = 67,92°) do que em homens (média = 55,07°) (p = 0,0335). Uma relação inversa ocorreu na faixa etária mais avançada (61 a 70), já que em homens o ângulo médio foi de 69,80° e em mulheres, de 57,85° (p = 0,0140). Em nenhum dos sexos houve diferença estatística dessa angulação com o avançar da idade (Figura 4).

Figura 4

Ângulos médios da artéria renal direita em ambos os sexos e nas faixas etárias preestabelecidas.

À esquerda, a artéria renal (ARE) também não demonstrou modificação estatisticamente significante da angulação com o avançar da idade quando avaliados indivíduos do mesmo sexo e, assim como ocorreu na ARD, apresentou maior angulação da origem em homens mais velhos (61 a 70 anos) do que em mulheres da mesma faixa etária (médias de 77,57° e 64,60° com p = 0,0084) (Figura 5).

Figura 5

Ângulos médios da artéria renal esquerda em ambos os sexos e nas faixas etárias preestabelecidas.

Os diâmetros das artérias renais foram maiores à direita; homens com idade entre 41 e 70 anos apresentaram maior diâmetro da ARD do que mulheres da mesma faixa etária, enquanto a ARE foi estatisticamente mais calibrosa em homens apenas na faixa etária de 20 a 30 anos (p = 0,0354). Diâmetros das artérias renais encontram-se nas Figuras 6 e 7.

Figura 6

Diâmetros médios da artéria renal direita em ambos os sexos e nas faixas etárias preestabelecidas.

Figura 7

Diâmetros médios da artéria renal esquerda em ambos os sexos e nas faixas etárias preestabelecidas.

Artérias ilíacas comuns

As artérias ilíacas comuns tendem a ser mais calibrosas em homens do que em mulheres. No lado direito, isso aconteceu na maior parte das faixas etárias, exceto entre os pacientes mais jovens, nos quais o diâmetro médio foi o mesmo em ambos os sexos (Figura 8). No lado esquerdo, a ilíaca comum foi estatisticamente mais calibrosa em homens entre 20 a 30 anos, 31 a 40 anos e 51 a 60 anos do que em mulheres da mesma faixa etária (Figura 9).

Figura 8

Diâmetros médios da artéria ilíaca comum direita em ambos os sexos e nas faixas etárias preestabelecidas.

Figura 9

Diâmetros médios da artéria ilíaca comum esquerda em ambos os sexos e nas faixas etárias preestabelecidas.

As artérias ilíacas apresentaram aumento progressivo do diâmetro com o passar da idade em ambos os sexos; porém, apenas em homens houve aumento estatisticamente significante dos diâmetros, especificamente à direita (p = 0,0227).

Ângulo de bifurcação da aorta

Nas mulheres, a média se manteve ao redor de 44° em todas as faixas etárias, enquanto nos homens, embora sem diferença estatística, variou de 45,48° entre 20 a 30 anos a 50,85° entre 61 a 70 anos. Entre pacientes de ambos os sexos, houve diferença estatisticamente significativa apenas na faixa etária de 31 a 40 anos, na qual o ângulo apresentou-se maior em mulheres (46,40°) do que em homens (37,31°) (p = 0,0187) (Figura 10).

Figura 10

Ângulos médios da bifurcação aorto-ilíaca em ambos os sexos e nas faixas etárias preestabelecidas.

Diâmetros médios da aorta abdominal

Em todos os pontos, foram observados aumentos estatisticamente significantes do diâmetro aórtico com o passar da idade, tanto em homens quanto em mulheres. Os diâmetros tendem a ser sempre maiores em homens do que em mulheres. Nas topografias ATC (Figura 11) e ARB (Figura 12), houve significância estatística nas faixas etárias 31 a 40, 51 a 60 e 61 a 70, enquanto nas topografias ARA (Figura 13) e ABI (Figura 14) o diâmetro foi estatisticamente maior em todas as faixas etárias.

Figura 11

Diâmetros médios da aorta proximal ao tronco celíaco em ambos os sexos e nas diferentes faixas etárias preestabelecidas.

Figura 12

Diâmetros médios da aorta distal à artéria renal mais baixa em ambos os sexos e nas faixas etárias preestabelecidas.

Figura 13

Diâmetros médios da aorta proximal à artéria renal mais alta em ambos os sexos e nas faixas etárias preestabelecidas.

Figura 14

Diâmetros médios da aorta proximal à bifurcação aorto-ilíaca em ambos os sexos e nas faixas etárias preestabelecidas.

Taxas de dilatação

Para as seguintes topografias analisadas, a taxa de dilatação foi significativamente maior em homens: AMS (p = 0,0023); ARD (p = 0,0003) e AICD (p = 0,0191) (Figura 15).

Figura 15

Comparação da taxa de dilatação entre homens e mulheres nas faixas etárias de 20-30 e 61-70 anos. *: p<0,05.

Além disso, quando comparados pacientes nos extremos de idade, a taxa de dilatação do diâmetro dos segmentos aórticos pesquisados, foi estatisticamente maior em homens do que em mulheres (p < 0,05), com exceção daquele imediatamente proximal ao tronco celíaco (Figura 16).

Figura 16

Comparação da taxa de dilatação dos segmentos da aorta abdominal entre homens e mulheres nas faixas etárias de 20-30 e 61-70 anos. Em (A), no segmento proximal ao tronco celíaco; em (B), proximal à artéria renal mais alta; em (C), distal à artéria renal mais baixa; em (D), proximal à bifurcação aórtica. *: p<0,05.

DISCUSSÃO

O envelhecimento é um processo dinâmico, progressivo e irreversível, ligado intimamente a fatores biológicos, psíquicos e sociais5. Seus efeitos dependem não apenas da idade, mas de sexo, estilo de vida, comorbidades, fatores socioeconômicos e influências constitucionais. Por isso, não há homogeneidade na população idosa5,10,15-17. O cirurgião deve prezar pelo conhecimento mais particularizado possível sobre as estruturas abordadas em cada procedimento, pois isso afeta positivamente a qualidade da técnica e evita lesões iatrogênicas.

A aorta e outras artérias calibrosas, principalmente as com camada elástica mais desenvolvida, tornam-se mais dilatadas, alongadas e tortuosas conforme o paciente envelhece13,18,19. A compreensão das modificações da anatomia arterial com o envelhecimento pode ser útil para o planejamento de procedimentos invasivos — a exemplo da opção de acesso e curvaturas de cateteres e diâmetros de balões de angioplastia e stents em um procedimento endovascular —, além de, futuramente, poder auxiliar na fabricação de materiais endovasculares com diâmetro e curvaturas que melhor se adaptem a pacientes de acordo com sexo e faixa etária.

Obviamente, quando disponíveis, o planejamento de uma intervenção deve considerar informações anatômicas fornecidas por exames não invasivos; entretanto, os resultados desta pesquisa podem ajudar a prever algumas dificuldades. Por exemplo, ao tentar um cateterismo seletivo da ARE, tendo como acesso uma punção na artéria femoral direita em um paciente de 68 anos, baseado nas diferenças de angulação encontradas no presente estudo, é provável que, em uma paciente do sexo feminino, se encontrem dificuldades maiores do que as previstas para homens da mesma faixa etária (Figura 17).

Figura 17

Tomografia computadorizada contrastada de abdômen em corte coronal, comparando as medidas do ângulo de origem da artéria renal esquerda (ARE) em pacientes de ambos os sexos entre 61 e 70 anos. (A) ângulo de origem da ARE em um homem; (B) ângulo de origem da ARE em uma mulher.

É interessante ressaltar que o presente estudo detectou maior tendência de dilatação arterial, como na aorta abdominal e AICD, com o avançar da idade em homens, como já sugerido por outros estudos17-22.

A AMS também apresentou maior modificação de angulação e diâmetro em homens. A menor predisposição para alterações da anatomia arterial em mulheres pode estar relacionada ao papel do estrogênio6,9,22, que aumenta a biodisponibilidade de óxido nítrico (NO) sem aumentar a expressão e/ou atividade da óxido nítrico-sintase endotelial (eNOS), cujas propriedades antioxidantes podem induzir ou acelerar o envelhecimento vascular6,8,9. A biodisponibilidade do NO é fundamental para a função endotelial normal, e sabe-se que a idade avançada leva ao comprometimento da produção endotelial de NO e ao aumento da inativação dele pelo superóxido, o que contribui para a disfunção endotelial relacionada à idade6,10,16,23,24.

As características mais notáveis do envelhecimento vascular descritas na literatura são as mudanças mecânicas e estruturais que ocorrem nas paredes dos vasos, dentre elas, a dilatação e o espessamento arteriais, verificados principalmente na aorta abdominal e destacados em diversas publicações5,12,15,22,25. As alterações arteriais ao longo da vida também são influenciadas por fatores de risco cardiovasculares modificáveis, como hipertensão, obesidade, tabagismo e estilo de vida, além de fatores não modificáveis, a exemplo de genética, idade e história familiar15,16,21.

Sabe-se que, mesmo em pacientes saudáveis, a rigidez aórtica acentua-se após os 50 anos de idade7,26, e estudos post-mortem mostram que o espessamento da parede aórtica durante o envelhecimento ocorre por aumento na espessura da camada íntima, mesmo em populações com baixa incidência de aterosclerose7,8,10,15,17. Anatomicamente, essas alterações se manifestam não apenas pelo aumento do diâmetro, mas também pelo alongamento aórtico, e, do ponto de vista fisiológico, o espessamento arterial, que se relaciona com a velocidade de onda de pulso (pulse-wave velocity, PWV), demonstrou ser um fator de risco independente para eventos cardiovasculares5,9,13,14.

Embora não tenhamos pesquisado o espessamento, as modificações de diâmetro arterial detectadas neste estudo corroboram os achados da literatura. Nossa revisão, entretanto, não encontrou estudos que correlacionassem as angulações de emergência dos ramos da aorta abdominal com o sexo e a idade dos pacientes.

Infelizmente, o caráter retrospectivo desta pesquisa permitiu acesso somente ao sexo e à faixa etária dos pacientes submetidos aos exames, o que possibilitou apenas a constatação de que o diâmetro da aorta foi maior em homens e que aumentou progressivamente com o avançar da idade em ambos os sexos (Figura 18). Diversos artigos publicados apontaram que os diâmetros da aorta são maiores em homens do que em mulheres12,18-20,22,25,26; porém, não avaliaram que a taxa de dilatação desses diâmetros é maior em homens do que em mulheres em todas as faixas etárias, como detectado no presente estudo.

Figura 18

Tomografia computadorizada contrastada de abdômen em corte transversal, comparando as medidas dos diâmetros da aorta abdominal proximal à artéria renal mais alta em pacientes de ambos os sexos e diferentes faixas etárias. (A) paciente do sexo masculino na faixa etária entre 20 e 30 anos; (B) paciente do sexo feminino na faixa etária entre 20 e 30 anos; (C) paciente do sexo masculino na faixa etária entre 60 e 70 anos; (D) paciente do sexo feminino na faixa etária entre 60 e 70 anos.

Assim como aconteceu com a aorta, a AICD e a AICE apresentaram diâmetro médio maior em homens do que em mulheres e, considerando-se a AICD, apresentaram aumento significativo do calibre com o passar da idade.

A literatura sobre aneurismas de artérias ilíacas é escassa, mas evidências sugerem que as ilíacas comuns não aneurismáticas têm maior calibre à direita do que à esquerda e que aneurismas, quando ocorrem, além de serem mais frequentes, tendem a apresentar maior diâmetro à direita do que à esquerda21,27-29, o que corrobora os achados de nossa casuística. Este fato pode estar relacionado à maior ocorrência de aneurismas na aorta (4 masculinos:1 feminino)30 e ilíacas (5 masculinos:1 feminino)27, já que a lei de Laplace explica que quanto maior o raio do vaso, maior a tensão exercida na parede31. Ou seja, por apresentarem vasos mais calibrosos, pode haver uma predisposição anatômica para homens desenvolverem aneurismas nessas artérias.

Obviamente, essa observação não explica, isoladamente, a maior ocorrência de aneurismas em segmentos de menor diâmetro, já que é conhecido que aneurismas do segmento abdominal da aorta são cerca de quatro vezes mais frequentes do que aqueles da aorta torácica, a qual apresenta maior diâmetro13,28. Certamente, a origem de uma doença complexa como o aneurisma é multifatorial; sabe-se, por exemplo, que há uma marcada alteração histológica da aorta ao longo da vida, já que os jovens têm fibras de elastina grossas, concêntricas e homogêneas, enquanto os idosos as apresentam mais finas e fragmentadas, ocupando menor volume na camada média da artéria5,7,10,14,32,33.

Para avaliar as alterações da anatomia arterial associadas à idade em pacientes de ambos os sexos, o ideal seria acompanhar com exames de imagem uma coorte de pacientes ao longo da vida. Entretanto, esse desenho de estudo apresentaria enormes empecilhos para a execução. Outras limitações desta pesquisa são número relativamente baixo de TCs e o desconhecimento de comorbidades e hábitos de vida dos pacientes, como o tabagismo, que podem predispor a alterações da anatomia arterial.

CONCLUSÕES

O diâmetro da aorta em diversos segmentos aumenta progressivamente com o passar da idade em pacientes de ambos os sexos e, entre pacientes de mesma faixa etária, é maior em homens do que em mulheres. Os diâmetros de todos os ramos da aorta, com exceção da ARE, foram maiores em homens do que em mulheres em todas as faixas etárias. O ângulo de emergência da artéria mesentérica superior foi maior em homens do que em mulheres em todas as faixas etárias, com exceção da faixa etária entre 20 e 30 anos; o ângulo de origem da artéria renal esquerda foi maior em mulheres do que em homens com idade entre 51 e 60 anos. A taxa de dilatação dos diâmetros nos diferentes segmentos da aorta abdominal foi maior em homens do que em mulheres, com exceção do segmento proximal ao tronco celíaco.