Sigara İçen ve İçmeyen Bireylerde Kutanöz Mikrovaskülarite: Nicel Mikrovasküler Ultrasonografi Çalışması

Abstract

Amaç: Sigara içen ve sigara içmeyen gruplar arasında yanak ve hipotenar bölge kutanöz mikrovaskülaritesinin microV mikrovasküler ultrason görüntüleme ve QPack tabanlı analiz ile nicel olarak karşılaştırılması ve sigara içen grupta tek sigara sonrası kısa dönem değişimlerin değerlendirilmesi amaçlandı.

Gereç ve Yöntemler: Bu prospektif gözlemsel karşılaştırmalı çalışmaya 30–55 yaş aralığında 90 sağlıklı erişkin dahil edildi. Çalışma, en az 10 paket-yıl sigara maruziyeti olan sigara içen gruptaki 48 katılımcı ile sigara içmeyen gruptaki 42 katılımcıdan oluştu. Yanak ve dominant olmayan el hipotenar bölge cildi Esaote MyLab X90 ultrason sistemi, LMX 4-20 yüksek frekanslı lineer prob ve microV modu kullanılarak değerlendirildi. Mikrovaskülarite, sabit bir ilgi alanı içindeki renk kodlu mikrovasküler sinyal yüzdesi olarak QPack ile ölçüldü. Sigara içen gruptaki katılımcılar en az 2 saatlik sigara abstinansı sonrası ve bir sigara içtikten sonra tekrar değerlendirildi.

Bulgular: Başlangıç yanak mikrovaskülaritesi sigara içmeyen ve sigara içen gruplar arasında anlamlı farklılık göstermedi [0,90% (0,30–1,98) ve 1,10% (0,30–2,40), p=0,360]. Başlangıç hipotenar mikrovaskülaritesi de benzerdi [1,00% (0,45–2,43) ve 1,00% (0,40–2,85), p=0,932]. Sigara içen grupta tek sigara sonrası yanak veya hipotenar mikrovaskülaritesinde anlamlı değişiklik izlenmedi (sırasıyla p=0,273 ve p=0,870). Yanak mikrovaskülaritesi erkeklerde daha yüksek bulundu; hipotenar mikrovaskülarite ise lokal cilt kalınlığı ile pozitif korelasyon gösterdi.

Sonuç: Bu sağlıklı kohortta, yanak ve hipotenar bölgelerde istirahat halindeki sabit ilgi alanı temelli mikrovaskülarite sigara içen ve sigara içmeyen gruplar arasında anlamlı farklılık göstermedi ve akut sigara kullanımı sigara içen grupta anlamlı kısa dönem değişiklik oluşturmadı. Cinsiyet ve lokal cilt kalınlığı bu ölçümleri etkileyebilir.

Keywords

• Sigara
• cilt
• mikrovasküler görüntüleme
• ultrasonografi
• kutanöz mikrosirkülasyon
• hipotenar bölge

Supporting Institution

Bu çalışmanın yürütülmesi, veri toplama, veri analizi veya makale hazırlığı için herhangi bir özel mali destek alınmamıştır. Bu çalışmada kullanılan ultrason sistemi, Düzce Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi’nin desteği ile 2024.04.03.1473 numaralı proje kapsamında temin edilmiştir.

Project Number

2024.04.03.1473

Ethical Statement

Bu çalışma, Helsinki Bildirgesi ilkelerine uygun olarak yürütülmüştür. Çalışma protokolü, 5 Haziran 2023 tarihinde yerel Müdahalesiz Sağlık Araştırmaları Etik Kurulu tarafından onaylanmıştır (onay numarası: 2023/74).

Cutaneous Microvascularity in Smokers and Non-Smokers: A Quantitative Microvascular Ultrasound Study

Abstract

Aim: This study aimed to quantitatively compare cheek and hypothenar cutaneous microvascularity between the smoker and non-smoker groups using microV microvascular ultrasound imaging and QPack-based analysis, and to evaluate short-term post-smoking changes in the smoker group.

Material and Methods: This prospective observational comparative study included 90 healthy adults aged 30–55 years, comprising 48 participants in the smoker group with at least 10 pack-years of smoking exposure and 42 participants in the non-smoker group. Cheek and non-dominant hypothenar skin were examined using an Esaote MyLab X90 ultrasound system with an LMX 4-20 high-frequency linear transducer and microV mode. Quantitative microvascularity was measured using QPack as the percentage of color-coded microvascular signal within a fixed region of interest. Participants in the smoker group were examined after at least 2 hours of smoking abstinence and again after smoking one cigarette.

Results: Baseline cheek microvascularity did not differ significantly between the non-smoker and smoker groups [0.90% (0.30–1.98) vs. 1.10% (0.30–2.40), p=0.360]. Baseline hypothenar microvascularity was also similar [1.00% (0.45–2.43) vs. 1.00% (0.40–2.85), p=0.932]. In the smoker group, neither cheek nor hypothenar microvascularity changed significantly after smoking one cigarette (p=0.273 and p=0.870, respectively). Cheek microvascularity was higher in male participants, and hypothenar microvascularity correlated positively with local skin thickness.

Conclusion: In this healthy cohort, resting ROI-based microvascularity at the cheek and hypothenar regions did not differ significantly between the smoker and non-smoker groups, and acute smoking did not produce a significant short-term change in the smoker group. Sex and local skin thickness may influence these measurements.

Keywords

• Smoking
• skin
• microvascular imaging
• ultrasonography
• cutaneous microcirculation
• hypothenar region

Supporting Institution

No specific financial support was received for the conduct of this study, data collection, data analysis, or manuscript preparation. The ultrasound system used in this study was acquired with support from the Scientific Research Projects Coordination Unit of Düzce University under project number 2024.04.03.1473

Project Number

2024.04.03.1473

Ethical Statement

This study was conducted in accordance with the principles of the Declaration of Helsinki. The study protocol was approved by the local Non-Interventional Health Research Ethics Committee on June 5, 2023 (approval number: 2023/74).

References

1. Ortiz A, Grando SA. Smoking and the skin. Int J Dermatology. 2012;51(3):250-62. doi:10.1111/j.1365-4632.2011.05205.x.
2. Kennedy C, Bastiaens MT, Willemze R, Bouwes Bavinck JN, Bajdik CD, Westendorp RGJ. Effect of smoking and sun on the aging skin. J Invest Dermatol. 2003;120(4):548-54. doi:10.1046/j.1523-1747.2003.12092.x.
3. Rossi M, Pistelli F, Pesce M, Aquilini F, Franzoni F, Santoro G, et al. Impact of long-term exposure to cigarette smoking on skin microvascular function. Microvasc Res. 2014;93:46-51. doi:10.1016/j.mvr.2014.03.001.
4. Sørensen LT, Jørgensen S, Petersen LJ, Hemmingsen U, Bülow J, Loft S, et al. Acute effects of nicotine and smoking on blood flow, tissue oxygen, and aerobe metabolism of the skin and subcutis. J Surg Res. 2009;152(2):224-30. doi:10.1016/j.jss.2008.02.066.
5. Jensen JA, Goodson WH, Hopf HW, Hunt TK. Cigarette smoking decreases tissue oxygen. Arch Surg. 1991;126(9):1131. doi:10.1001/archsurg.1991.01410330093013.
6. Hashimoto H, Maruhashi T, Yamaji T, Harada T, Han Y, Takaeko Y, et al. Smoking status and endothelial function in Japanese men. Sci Rep. 2021;11(1):95. doi:10.1038/s41598-020-80012-x.
7. Higashi Y. Smoking cessation and vascular endothelial function. Hypertens Res. 2023;46(12):2670-8. doi:10.1038/s41440-023-01455-z.
8. Morecraft R, Blair WF, Brown TD, Gable RH. Acute effects of smoking on digital artery blood flow in humans. The Journal of Hand Surgery. 1994;19(1):1-7. doi:10.1016/0363-5023(94)90216-x.

9. Bosselmann T, Kolbenschlag J, Goertz O, Zahn P, Prantl L, Lehnhardt M, et al. Improvement of superficial and deep cutaneous microcirculation due to axillary plexus anesthesia impaired by smoking. JCM. 2021;10(10):2114. doi:10.3390/jcm10102114.
10. Matheson C, Simovic T, Heefner A, Colon M, Tunon E, Cobb K, et al. Evidence of premature vascular dysfunction in young adults who regularly use e-cigarettes and the impact of usage length. Angiogenesis. 2024;27(2):229-43. doi:10.1007/s10456-023-09903-7.
11. Corvino A, Varelli C, Cocco G, Corvino F, Catalano O. Seeing the unseen with superb microvascular imaging: Ultrasound depiction of normal dermis vessels. J Clin Ultrasound. 2022;50(1):121-7. doi:10.1002/jcu.23068.
12. Aziz MU, Eisenbrey JR, Deganello A, Zahid M, Sharbidre K, Sidhu P, et al. Microvascular flow imaging: a state-of-the-art review of clinical use and promise. Radiology. 2022;305(2):250-64. doi:10.1148/radiol.213303.
13. Cannella R, Pilato G, Mazzola M, Bartolotta TV. New microvascular ultrasound techniques: abdominal applications. Radiol Med. 2023;128(9):1023-34. doi:10.1007/s11547-023-01679-6.
14. Emmanuel Abiola Babington, Amedu C, Anyasor E, Reeve R. Non-contrast ultrasound assessment of blood flow in clinical practice. J Ultrason. 2024;24(98):1-9. doi:10.15557/JoU.2024.0029.
15. Chen X, Zhou L, Xia Y, Wong YN, He Q, Tang P, et al. Superb microvascular imaging for evaluating the activity of juvenile localised scleroderma: a preliminary study. Eur Radiol. 2024;34(10):6376-83. doi:10.1007/s00330-024-10738-z.
16. Kılıç ACK, Vasi İ, Altay E, Güllüoğlu S, Karaduman İ, Duran R, et al. Microvascular ultrasonography for quantitative evaluation of nailfold vasculature in systemic sclerosis. BMC Med Imaging. 2026;26(1):166. doi:10.1186/s12880-026-02313-3.
17. Goudot G, Berkane Y, De Clermont-Tonnerre E, Guinier C, Filz Von Reiterdank I, Van Kampen A, et al. Microvascular assessment of fascio-cutaneous flaps by ultrasound: A large animal study. Front Physiol. 2022;13:1063240. doi:10.3389/fphys.2022.1063240.
18. Atak M, Oktopcu Karakoyun H, Kurgan S, Acar SS, Keceli HG, Unsal E, et al. Effects of smoking on palatal thickness, density, and vascularization assessed by high-frequency ultrasonography. Sci Rep. 2026;16(1):25258. doi:10.1038/s41598-026-56012-8.
19. Catalano O, Roldán FA, Varelli C, Bard R, Corvino A, Wortsman X. Skin cancer: findings and role of high-resolution ultrasound. J Ultrasound. 2019;22(4):423-31. doi:10.1007/s40477-019-00379-0.
20. Levy J, Barrett DL, Harris N, Jeong JJ, Yang X, Chen SC. High-frequency ultrasound in clinical dermatology: a review. Ultrasound J. 2021;13(1):24. doi:10.1186/s13089-021-00222-w.
21. Vergilio MM, Monteiro E Silva SA, Jales RM, Leonardi GR. High‐frequency ultrasound as a scientific tool for skin imaging analysis. Exp Dermatol. 2021;30(7):897-910. doi:10.1111/exd.14363.
22. Pequeno ALV, Bagatin E. Dermatological ultrasound in assessing skin aging. Front Med. 2024;11:1353605. doi:10.3389/fmed.2024.1353605.
23. Jia X, Zhang P, Meng L, Tang W, Peng F. The association between smoking exposure and endothelial function evaluated using flow-mediated dilation values: a meta-analysis. BMC Cardiovasc Disord. 2024;24(1):292. doi:10.1186/s12872-024-03915-x.
24. Edvinsson ML, Andersson SE, Xu CB, Edvinsson L. Cigarette smoking leads to reduced relaxant responses of the cutaneous microcirculation. Vasc Health Risk Manag. 2008;4(3):699-704. doi:10.2147/VHRM.S2285.
25. Argalia G, Reginelli A, Molinelli E, Russo A, Michelucci A, Sechi A, et al. High-frequency and ultra-high-frequency ultrasound in dermatologic diseases and aesthetic medicine. Medicina (Kaunas). 2025;61(2):220. doi:10.3390/medicina61020220.
26. Polańska A, Jenerowicz D, Paszyńska E, Żaba R, Adamski Z, Dańczak-Pazdrowska A. High-frequency ultrasonography—possibilities and perspectives of the use of 20 MHz in teledermatology. Front Med. 2021;8:619965. doi:10.3389/fmed.2021.619965.