![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
LAM 2002;12(8):467-73.
ÖSSZEFOGLALÓ KÖZLEMÉNYEK
Az endotheldiszfunkció jelentősége és kezelésének lehetőségei krónikus szívelégtelenségben
dr. Mohácsi Attila (levelező szerző), dr. Lizanecz Erzsébet
Debreceni Egyetem, Orvos- és Egészségtudományi Centrum, Kardiológiai Klinika
4004 Debrecen, Pf. 1.
E-mail: mohacsi@jaguar.dote.hu
ÖSSZEFOGLALÁS
Az autokrin- és parakrinkontroll alatt álló endothel központi szerepet játszik az értónus szabályozásában. Szívelégtelenségben már a betegség korai stádiumában kialakul az endothel diszfunkciója. Létrejöttében a neurohormonális ellenreguláció, a renin-angiotenzin-aldoszteron rendszer aktivitásának fokozódása, a következményes magas szöveti és keringő angiotenzin II áll. A magas angiotenzin II-szint hozzájárul a bazális értónus fenntartásában szerepet játszó vasodilatator (nitrogén-monoxid, prosztaglandin I2) és vasoconstrictor (tromboxán A2, endotelin-1, katecholaminok) tényezők egyensúlyának felborulásához. Mindez az értónus növekedéséhez vezet, ami a vázizomban atrophiát, izomdegenerációt, a szívizomban pedig ischaemiás károsodást idéz elő. Mivel a renin-angiotenzin-aldoszteron rendszer egyes elemei genetikai szabályozás alatt állnak, a kialakuló angiotenzin II-koncentrációt és a vele együtt létrejövő szövetkárosodást a genetikai összetétel nagymértékben meghatározza. Az endotheldiszfunkció korrekciójára számos terápiás lehetőség kínálkozik, ezek közül az angiotenzinkonvertáz enzim inhibíciója tűnik a legígéretesebbnek. Ezért az endothelfunkció egyszerű, nem invazív mérése fontos elem a szívelégtelenségben szenvedő betegek betegek kivizsgálásában és kezelésében, azonban klinikai jelentőségének megerősítéséhez további vizsgálatok szükségesek.
szívelégtelenség, endotheldiszfunkció, ACE-gén-polimorfizmus, ACE-inhibitor terápia
Érkezett: 2002. július 15. Elfogadva: 2002. szeptember 11.
A szívelégtelenségben észlelt fokozott perifériás vascularis rezisztencia okai között a szimpatikus tónus emelkedése és a renin-angiotenzin-aldoszteron (RAA) rendszer aktiválódása mellett számos lokális faktor is szerepet játszik. Ezek közül a legjelentősebb az értónus koordinálásában központi szerepet betöltő endothelium diszfunkciója (1, 2). Szívelégtelenségben az értónus szabályozása mellett zavart szenved a legtöbb, ép endothelhez kötött funkció is (1. táblázat). Pletizmográfiás vizsgálattal a szívelégtelenségben szenvedőknél az alkar rezisztenciaereinek vasodilatatiója acetil-kolin adása után elmarad az egészséges önkéntesekhez képest (3), ez endotheldiszfunkcióra utal. A csökkent vasodilatatorkapacitás azonban nem általános minden vasodilatatoranyagra kiterjedő jelenség, mivel például a P-anyag és a kalciumionofor (A23187) adása után nem mutatható ki. A vasoconstrictiv tényezők fokozódására utal, hogy az L-arginin/nitrogén-monoxid átalakulást gátló Ng-monomethyl-L-arginin (L-NMME) nagyobb mértékű vasoconstrictiót idéz elő, mint ahogyan az a bazális értónust fenntartó nitrogén-monoxid (NO) csökkenéséből következne (4).
| ||||||||||||||||||||||
Patofiziológia
A csökkent vasodilatativ képesség hátterében a korábbi feltételezésekkel ellentétben nem a nitrogén-monoxid-termelés csökkenése, hanem annak fokozott inaktivációja áll (2. táblázat). Erre utal, hogy szívelégtelenségben szenvedő betegek vázizomsejtjeiben fokozódik az indukálható NO-szintáz (iNOS) expreszsziója, nő a keringő nitrit/nitrát metabolitok mennyisége, ugyanakkor csökken az endothelialis eredetű NO-szintáz (eNOS) mennyisége (5). Míg az eNOS az endothelialis eredetű relaxálófaktorral (EDRF) azonosított nitrogén-monoxid termelése révén vasodilatator, vérlemezke- és simaizomproliferáció-gátló, addig az iNOS igen reaktív szabad gyököket, például peroxinitriteket, peroxinitrátokat állít elő. Éppen ezért a nitrogén-monoxid valószínűleg a kóros mértékű oxidatív stressz és az egyidejűleg fennálló scavanger kapacitás csökkenése miatt gyorsan inaktiválódik. A szabad oxigéngyökök forrása a nitrit/nitrát vegyületek mellett az endothelialis eredetű NADPH-oxidáz fokozott expressziója, amit az angiotenzin-II stimulál (6). Az angiotenzin II az angiotenzin-1 (AT-1-R) receptorokon keresztül maga is potens vasoconstrictor, másrészt elősegíti az endotelin-1 (ET-1) felszabadulását (1. ábra). Az ET-1 egy 21 aminosavból álló peptid, a szérumban a betegség súlyosságával arányosan emelkedik a koncentrációja. Az endotelin-1 nagy affinitással kötődik a simaizomsejtek felszínén lévő ETA-receptorhoz, amelynek aktiválásával tartós vasoconstrictiót és a simaizomsejtek proliferációját idézi elő (7). A szívizomban lévő ETA-receptorok stimulálása szívizom-hypertrophia és fibrosis kialakulásához vezet. Az endotelin-1 direkt vascularis hatásán kívül felerősíti a szívelégtelenségben törvényszerűen kialakuló neuroendokrin ellenregulációt is, így például elősegíti az angiotenzin I átalakulását angiotenzin II-vé, fokozza az aldoszterontermelést és emeli a plazmareninszintet (7). Az értónus zavarát tovább fokozza, hogy az angiotenzin I és II átalakulásának kulcsenzime, az angiotenzinkonvertáz enzim (ACE) elősegíti a bradikinin bontását, amely vasodilatator tulajdonságú.
|
|
A csökkent perifériás perfúzió a vázizom elégtelen vérátáramlásához vezet; szívelégtelenségben ez az izomgyengeség egyik lehetséges oka; a coronariaerekben a fokozott értónus az ischaemiás szívizom-károsodás progresszióját idézi elő. A kóros endothelműködés a perifériás és coronariaperfúzión kívül érinti a szervezet egészét, így a vese és az agyi erek működésének szabályozását is.
Az endotheldiszfunkció kimutatása
Az endothelfunkció acetil-kolin adása előtt és után kvantitatív coronariaangiográfiával tanulmányozható. Az eljárás azonban invazív, számos szövődmény léphet fel, és a vizsgálat nem ismételhető tetszőlegesen. A pletizmográfia kevésbé megbízható eljárás, ezért a klinikai gyakorlatban az a. brachialis és az a. femoralis endothelfunkciójának vizsgálata terjedt el, amit Celermayer és munkatársai alkalmaztak először (8). A vizsgálat lényege, hogy nagy felbontású vascularis Doppler-készülékkel (7,510 MHz), az alkaron létesített leszorítás felengedése után, a hyperaemia indukálta érátmérő-változást mérjük, ami az endothelfüggő vasodilatatióval arányos. A vizsgálatra a reggeli órákban, lehetőleg 24 órás gyógyszerszünetet követően kerül sor. A mért értékek alapján számítjuk az úgynevezett áramlás kiváltotta dilatációt (flow-mediated dilatation), az FMD-értéket (%) (2. ábra). Az FMD értéke nem változik lényegesen az életkorral (< 10%), és nem tekinthető a koszorúér-betegség önálló rizikófaktorának sem; viszont hypercholesterinaemia, hypertonia, dohányzás, férfi nem, pozitív családi anamnézis jelenlétekor a mért FMD-értékek alacsonyabbak az egészségesekhez képest (810). Bár az FMD-érték csökkenésének nagysága és a coronariabetegség súlyossága között nincsen korreláció, a vizsgálat pozitív prediktív értéke megközelíti a koszorúér-betegségben alkalmazott nem invazív vizsgálatokét (szenzitivitás 71%, specificitás 81%) (10). Feltétlen előnye, hogy a beteg számára nem jelent megterhelést, a vizsgálat többször ismételhető, ezért különösen alkalmas például diéta vagy gyógyszerhatás lemérésére. A sorozatvizsgálat eredményeinek összehasonlíthatóságát csökkenti, hogy nehezen biztosítható az azonos mintavételi hely, valamint az endothel-lumen határ megítélése is szubjektív. A vizsgálat reprodukálhatóságát nagymértékben javította az automata kiértékelőfunkcióval rendelkező készülékek megjelenése (3. ábra).
|
|
Terápiás lehetőségek
Az endothelfunkció helyreállításának terápiás lehetőségeit a 3. táblázat tartalmazza.
| ||||||||||||||||||||||||||||
Nem gyógyszeres kezelés
Mind a szív-, mind a vázizom szempontjából fontos a csökkent szöveti perfúzió korrekciója. Szívelégtelenségben az endotheldiszfunkció korai jel, de funkcionális jelentősége különösen a csökkent terheléses kapacitás kialakításában kevésbé ismert. Szívelégtelenségben szenvedőknél a maximális oxigénfelvétel és az endothelfüggő vasodilatatorkapacitás közötti pozitív korreláció alapján valószínű, hogy a csökkent terhelhetőség egyik lehetséges oka a kóros endothelműködés (11). Szívelégtelenségben a rossz szöveti perfúzió miatt csökken az eNOS koncentrációja, így kevesebb nitrogén-monoxid szabadul fel, és túlsúlyba kerülnek a vasoconstrictiót előidéző tényezők (ET-1, ciklooxigenáz termékek). A vázizomzatban nő az iNOS-expresszió, a felszabaduló reaktív nitrit/nitrát intermedierek mérséklik a myofilamentum érzékenységét a kalcium iránt, a kontrakciók erejét, fokozzák a vázizom oxigénfelhasználását, s ez összességében a vázizom teljesítményének romlásához vezet. Ezzel szemben a rendszeres fizikai tréning (4. ábra) javítja a perifériás vérátáramlást, fokozza az eNOS expresszióját, ami ellenkező előjelű hatást fejt ki (11, 12). A keringő vérvolumen növekedése a felületi nyíróerők (shear-stress) fokozása révén a szuperoxid dizmutáz koncentrációjának emelkedéséhez vezet; ez a reaktív szabad gyökök közömbösítésével hozzájárul ahhoz, hogy kevesebb nitrogén-monoxid inaktiválódik (13). A rendszeres fizikai tréning további következménye, hogy csökken a szöveti ACE-koncentráció, ez a bradikinin metabolizmusában betöltött szerepe miatt jelentős. Az ACE identikus a kinináz II-vel, amelynek hatására a bradikinin inaktív metabolitokra bomlik. A bradikinin stimulálja a nitrogén-monoxid felszabadulását az endothelből. Hatására csökken a szöveti O2-felhasználás a vázizomban. Mindebből az következik, hogy a nitrogén-monoxid központi szerepet játszik a vázizom kontraktilitásának szabályozásában, ezért a rendszeres fizikai aktivitás a nitrogén-monoxid anyagcserére gyakorolt kedvező hatása révén jelentősen képes javítani a szívelégtelenségben szenvedő betegek kondícióját.
|
|
A rendszeres fizikai aktivitás a nitrogén-monoxid anyagcserére gyakorolt kedvező hatása révén jelentősen képes javítani a szívelégtelenségben szenvedő betegek kondícióját. |
Gyógyszeres kezelés
Angiotenzinkonvertázenzim-inhibitorok
Számos vizsgálat igazolta az endothelfunkció és a renin-angiotenzin-aldoszteron rendszer szoros kapcsolatát, valamint az angiotenzinkonvertázenzim- inhibitorok (ACEI) endothelfunkcióra gyakorolt kedvező hatását (14, 15); azonban szívelégtelenségben viszonylag kevés adat áll rendelkezésre. Állatkísérletes adatok szerint experimentálisan létrehozott szívelégtelenségben a perindopril tartós alkalmazása javítja az acetil-kolinra adott választ (14). Akut kísérletben az enalaprilát intraarterialisan adva javította a kolinerg ingerre kialakuló értágulatot (14). Drexler és munkatársai az ACE-gátlók hatására a szívelégtelenségben szenvedő betegek 60%-ánál a klinikai javulással párhuzamosan a rezisztenciaerek endothelfunkciójának javulását észlelték (16). Stephenson és munkatársai ezzel szemben 643 hónapos ACE-gátló kezelésre a kis rezisztenciaerekben az endotheldiszfunkció némi roszszabbodását tapasztalták (17). Bridges és munkatársai tartósan adott ACE-gátló kezelést követően nem találtak különbséget a szöveti plazminogén aktivátor (t-PA) és plazminogén-aktivátor-inhibitor-1 (PAI-1) koncentrációjában (18). A nagyszámú mortalitási vizsgálat ellenére nem tisztázott, hogy az ACE-gátló mortalitásra gyakorolt kedvező hatása érvényesül-e az endotheldiszfunkció tartós fennállása esetén is. A jövőben nagy esetszámú, prospektív vizsgálat végzése szükséges annak eldöntésére, hogy az endotheldiszfunkció tartós jelenléte módosítja-e az ACE-gátló kezelésre kialakuló mortalitáscsökkenést.
Az ACE-gátló kezelés hatását befolyásoló tényezők
AZ ACE-gén-polimorfizmus. Az ACE-t kódoló gént meghatározták és klónozták. Megállapították, hogy a 21 Kb nagyságú, 26 exonból és 25 intronból álló gén a humán genom 17q23 locusán található. Két allélját különböztetjük meg, attól függően, hogy a 16. intronban van-e vagy sem egy 287 bázispárnyi DNS-fragmentum. Amennyiben ez a fragmentum jelen van, úgy (I)-insertiós, hiánya esetén (D)-deletiós allélról beszélünk, amelyek homozigóta II-, DD- és heterozigóta ID-genotípust eredményeznek (19, 20). Az ACE-t kódoló gén insertiós/deletiós (I/D) polimorfizmusának következtében a szérum-ACE-koncentráció széles határok között ingadozik, ennek megfelelően a szérum- és szöveti angiotenzin II-szint is eltérő. Mivel az allélok additív hatásúak a plazma- és a szöveti ACE-szintekre, ezért a homozigóta II-genotípusban a legalacsonyabb és a DD-genotípusban a legmagasabb az ACE-, ezáltal az angiotenzin II- (AngII-) szint. Az II homozigótákkal összehasonlítva, az ID heterozigótákban átlagosan 31%-kal, DD homozigótákban 58%-kal nagyobb az ACE-aktivitás. A D-allél jelenléte az ischaemiás szívbetegség, az akut myocardialis infarctus előfordulásának kockázatát körülbelül 10-15%-kal növeli, szerepe azonban valószínűleg kisebb a betegség kialakulásában, mint azt korábban gondolták. DD-genotípussal rendelkező fiatal, egészséges, cardiovascularis rizikófaktor nélküli egyéneknél csökkent az endothelfüggő relaxáció, míg a simaizom relaxációja változatlan maradt (21). Hasonló megfigyeléseket tettek kezeletlen hypertoniások esetében is (22). Az ACE-gátló helyreállítja az endothel funkcióját, mértéke azonban függ az ACE-gén összetételétől, az úgynevezett ACE-gén-polimorfizmustól (23). Akut kísérletben az ACE-gátló hatására bekövetkező javulást az epicardialis coronariaerekben és a microvasculaturában nagyobb mértékűnek találták DD- vagy ID-genotípus esetén, mint II-genotípus jelenlétében (24, 25). Mivel a genetikai szabályozás nemcsak a keringő, hanem a szöveti angiotenzin-II-szintre is kiterjed, ezért feltételezik, hogy DD- vagy ID-genotípus esetén az ACE-gátló alkalmazása arányosan nagyobb gátlóhatással párosul. Pillanatnyilag nem eldöntött kérdés, hogy az ACE-gátló kezelésre nem reagáló esetek mortalitása magasabb-e, mint a reverzíbilis eseteké, ezért ennek tisztázásához további prospektív vizsgálatok szükségesek.
|
A csökkent vasodilatativ képesség hátterében a nitrogén-monoxid fokozott inaktivációja áll. |
ACE-gátló versus AT-1-receptorantagonista. Mivel az angiotenzin II hatása döntően az AT1R közvetítette szuperoxid-anion-produkció következtében alakul ki, az AT1R-blokkolók kedvezően befolyásolják az endotheldiszfunkciót. Atherosclerosisban akut kísérletben az intraarteriálisan adott losartan a tartós kezeléshez hasonlóan megszüntette a kóros endothelműködést (26).
A szöveti affinitás szerepe. Az ACE-fehérje két katalitikusan aktív, úgynevezett N- és C-terminálisból áll. A plazmamembránhoz a hidrofil tulajdonságú C-terminális láncon keresztül kapcsolódik, amit egy karboxipeptidáz enzim, a 663-Arg és 664-Ser helyen az N-terminálishoz közel két fragmentumra hasít. A szöveti, vagyis plazmamembránhoz kötött fragmentum nagyobb szerepet játszik a vasoconstrictor válasz kialakításában, mint a szolúbilis vagy keringő, a membránról leváló N-terminális rész, ugyanis knock out egerekben, ha az ACE-fehérje csak N-terminális részből áll, az állatok képtelenek a normális vérnyomás fenntartására és hipotóniásokká válnak. A különböző ACE-gátlókat aszerint is csoportosíthatjuk, hogy milyen az affinitásuk a hidrofil tulajdonságú C-terminálishoz. Feltételezik, hogy azok az ACE-gátlók például a quinaprilát vagy a ramipril , amelyek több oldallánccal kötődnek a C-terminálishoz, magasabb szöveti affinitással és fokozott gátlóhatással rendelkeznek (27). Hornig és munkatársai quinaprilát intraarterialis infúziójával az endothelfunkció nagyobb mértékű javulását tapasztalták, mint enalapril adása után, amit a magasabb szöveti affinitással és nagyobb gátlóhatással magyaráztak (28). Ennek ellentmondani látszik, hogy a nagy klinikai vizsgálatokban az enalaprilát nagyobb mértékű mortalitásredukciót okozott annál, mint az a gyógyszer vérnyomáscsökkentő hatásából következett volna; ezt egyesek az endothelfunkció korrekciójával magyarázzák.
Egyéb lehetőségek
Statin, hormon, antioxidáns, L-arginin
A statinoknak a lipidcsökkentő tulajdonságtól független kardioprotektív hatásuk is van (29, 30). Fokozzák a nitrogén-monoxid szekrécióját; antioxidánsok; a plazminogénaktivátor-inhibitor-1 (PAI-1) csökkentése és a szöveti plazminogénaktivátor (t-PA) szintjének emelésén keresztül csökkentik a prokoagulánsaktivitást; thrombocytaaggregációt gátló és gyulladáscsökkentő hatásuk is ismert. Helyreállítják a kóros endothelműködést, ezért alkalmazásuk különösen azokban a kórképekben előnyös, ahol endotheldiszfunkció is kimutatható. Egy skandináv vizsgálatban (4S) a diabeteses betegek körében 42%-kal kevesebb coronariaesemény és 43%-kal kevesebb coronaria eredetű halálozás fordult elő. Szívelégtelenségben, hacsak nem ischaemiás szívbetegség áll a háttérben, a statinok alkalmazásáról eltérő klinikai adatok láttak napvilágot.
A szívelégtelenségben szenvedő betegek izolált myocytái fokozott mennyiségben termelnek O2-t. A fokozott mennyiségű oxigéngyök szerepére utal, hogy szívelégtelenségben az antioxidáns tulajdonságú C-vitamin képes korrigálni az endothelfunkciót (31).
Ösztrogén és L-arginin tartós adása experimentális körülmények között javította az endothel funkcióját, de klinikai megerősítése még folyik (31).
Endotelinantagonisták
Az első endotelinreceptor-antagonista (ETRA) bosentan akut hemodinamikai állatkísérletekben javította a bal kamra funkcióját, a myocytafunkciót, a pulmonalis és szisztémás hemodinamikai paramétereket; csökkent a szívizom átépülése, javultak a coronarialekötéssel létrehozott szívelégtelenségben szenvedő állatok életkilátásai. A bosentan a REACH-1 vizsgálatban 41%-kal csökkentette a kórházi felvételek számát, de adását hepatotoxikus hatása miatt fel kellett függeszteni. Ezt követően egy nyitott vizsgálatban 86 beteget kezeltek csökkentett dózisú bosentánnal további hat hónapig. Mind a kórházi felvételek száma, mind a szívelégtelenség tünetei szignifikánsan jobbnak bizonyultak a napi 2×125 mg bosentánnal kezelt csoportban a placebocsoporthoz képest. A kezdeti ígéretes eredmények alapján jelenleg két nagyobb klinikai vizsgálat folyik, eredményük még nem áll rendelkezésre (ENABLE I és II.). A bosentan úgynevezett nem szelektív ETA/ETB receptorantagonista, adásakor emelkedik a szérumban keringő endotelin-1 szintje, mivel az ETB-receptor felelős az endotelin szérumból való eliminálásáért, és stimulálásakor nő a nitrogén-monoxid és a prosztaglandin koncentrációja is. Ezzel szemben a szelektív ETA-receptor-antagonisták (BQ-123, sitaxsentan, LU135252 kevésbé) anélkül csökkentik a keringő endotelin-1 szérumszintjét, hogy megszűnne a kedvező hemodinamikai hatásuk. A BQ123 infúziójakor szisztémás vasodilatatio alakul ki a pulmonalis vascularis rezisztencia egyidejű csökkenésével. A sitaxsentan elsősorban a pulmonalis vascularis rezisztenciaerekre hat, a LU135252 hatása a BQ123-mal megegyező. Valószínű, hogy a szelektív ETA-receptor-antagonista alkalmazása hosszú távon előnyösebb, mint a nem szelektív ETA/ETB receptorantagonistáké, mivel a kialakuló endotelin-1-szint-emelkedés kiolthatja a kedvező hemodinamikai hatást.
Irodalom
Endothelial cells under autocrine and paracrine control may have a central role in the regulation of vascular tone. Endothelial dysfunction is a very early sign of heart failure but the clinical consequence is not well understood. Recent evidence suggests that up-regulation of the neuro-endocrine-, and the renin-angiotensin-aldosterone system would lead to increased tissue- and circulating angiotensin-II levels. Elevated concentration of angiotensin-II provides a mechanism by which vasomotor responses to nitric oxide, prostaglandins are blunted, while the effects of vasoconstrictors such as thromboxans, endothelin and chatecholamins are enhanced. The higher basal vascular tone leads to the degeneration and atrophy of skeletal muscle, moreover to the the ischaemic damage of myocardial cells. Because renin-angiotensin-aldosterone system is under genetic control, the deleterious effects of angiotensin-II depends on the angiotensin-converting enzyme gene. Pharmacological attempts to counteract endothelial dysfunction in heart failure may include the angiotensin-converting enzyme inhibitor, which can potentially improve the endothel dependent vasodilatation response. The importance of measuring endothelial function by non-invasive techniques is yet unknown, thus, before we introduce the widespread testing of patients for endothelial function, more research has to be done.
heart failure, endothelial dysfunction, ACE-gene polymorphism, ACE-inhibitor therapy