FIZIOLOGIE, FIZIOPATOLOGIE, BIOFIZICĂ MODIFICAREA NIVELULUI PRESIUNII ARTERIALE ÎN CADRUL ŞOCULUI HEMORAGIC PE FONDAL DE INTOXICAŢIE ACUTĂ CU ETANOL Anatolie Vişnevschi, Stela Todiraş, Vasile Lutan Catedra Fiziopatologie şi fiziopatologie clinică Summary Change of arterial pressure within hemorrhagic shock associated with acute ethanol intoxication Morbidity and mortality following traumatic injury and hemorrhagic shock is exacerbated in the alcohol-intoxicated individual. The level of hypotension at the time of admittance into the emergency department is a critical indicator of outcome from injury. We have demonstrated that acute alcohol intoxication decreases basal mean arterial blood pressure (MABP) and exaggerates hypotension throughout hemorrhagic shock (HS) in male rats. Rezumat Rata morbidităţii şi mortalităţii în cadrul leziunilor traumatice şi a şocului hemoragic este crescută la personele cu intoxicaţie cu etanol. Nivelul hipotensiunii arteriale la persoanele cu şoc hemoragic în momentul internării în departamentele de urgenţă este un indicator critic în evoluţia ulterioară disfuncţiilor poliorganice. Studiile noastre au demonstrat că intoxicaţia acută cu alcool scade nivelul bazal al presiunii arteriale şi amplifică hipotensiunea în cadrul şocului hemoragic la şobolani. Actualitatea temei Un rol important în creşterea mortalităţii persoanelor cu diverse leziuni traumatice (în particular la persoanele tinere) este atribuit intoxicaţiei cu alcool. Aproximativ 25% din leziunile traumatice însoţite de şoc hemoragic se dezvoltă pe fondal de intoxicaţie acută cu etanol. Impactul intoxicaţiei acute cu alcool asupra organismului în cadrul traumatismelor de diferită origine este studiat insuficient, persoanele cu alcoolemie fiind predispuse unor leziuni mult mai severe (1). Datele din literatură relevă că intoxicaţia acută cu alcool interferează reacţiile de răspuns ale organismului la 141
Transcript
FIZIOLOGIE, FIZIOPATOLOGIE, BIOFIZICĂ
MODIFICAREA NIVELULUI PRESIUNII ARTERIALE ÎN CADRUL ŞOCULUI HEMORAGIC PE FONDAL DE INTOXICAŢIE ACUTĂ CU ETANOL
Anatolie Vişnevschi, Stela Todiraş, Vasile LutanCatedra Fiziopatologie şi fiziopatologie clinică
Summary Change of arterial pressure within hemorrhagic shock associated
with acute ethanol intoxicationMorbidity and mortality following traumatic injury and hemorrhagic shock is exacerbated
in the alcohol-intoxicated individual. The level of hypotension at the time of admittance into the emergency department is a critical indicator of outcome from injury. We have demonstrated that acute alcohol intoxication decreases basal mean arterial blood pressure (MABP) and exaggerates hypotension throughout hemorrhagic shock (HS) in male rats.
RezumatRata morbidităţii şi mortalităţii în cadrul leziunilor traumatice şi a şocului hemoragic este
crescută la personele cu intoxicaţie cu etanol. Nivelul hipotensiunii arteriale la persoanele cu şoc hemoragic în momentul internării în departamentele de urgenţă este un indicator critic în evoluţia ulterioară disfuncţiilor poliorganice. Studiile noastre au demonstrat că intoxicaţia acută cu alcool scade nivelul bazal al presiunii arteriale şi amplifică hipotensiunea în cadrul şocului hemoragic la şobolani.
Actualitatea temeiUn rol important în creşterea mortalităţii persoanelor cu diverse leziuni traumatice (în
particular la persoanele tinere) este atribuit intoxicaţiei cu alcool. Aproximativ 25% din leziunile traumatice însoţite de şoc hemoragic se dezvoltă pe fondal de intoxicaţie acută cu etanol. Impactul intoxicaţiei acute cu alcool asupra organismului în cadrul traumatismelor de diferită origine este studiat insuficient, persoanele cu alcoolemie fiind predispuse unor leziuni mult mai severe (1). Datele din literatură relevă că intoxicaţia acută cu alcool interferează reacţiile de răspuns ale organismului la pierderile de sânge şi influenţează negativ tonusul vascular şi nivelul presiunii arteriale. Alcoolul şi metaboliţii acestuia deteriorează funcţiile de bază ale sistemului nervos central, inclusiv controlul nivelului presiunii arteriale şi perfizia adecvată a organelor (9).
Reglarea vasomotricităţii şi prin urmare a debitului sanguin regional este realizată în bună parte prin sinteza locală de către endoteliocite a factorilor cu acţiune vasorelaxantă şi a celor cu efect vasoconstrictor; echilibrul acestora determină, în final, tonusul vascular şi nivelul de perfuzie tisulară.
Numerose cercetări pe animale de laborator au demonstrat că efectele alcoolului asupra sistemul cardiovascular sunt dependente de doza şi de durata de expunere (1-6). Utilizarea cronică a alcoolului este asociată cu un risc crescut de dezvoltare a patologiilor cardiovasculare. Efectele vasculare ale alcoolului sunt mediate atît de etanol cît şi de produşii metabolismului acestuia, în special de către acidaldehidă, acetat, de NADH şi NADP+, care provoacă leziuni celulare în special deteriorînd celulele endoteliale (11, 12).
Scopul prezentului studiu constă în aprecierea influenţei etanolului asupra nivelului
tensiunii arteriale în cadrul şocului hemoragic experimental.
141
Materiale şi metode Pentru realizarea experimentelor au fost utilizaţi 30 şobolani albi. Animalele au avut condiţii standarde de întreţinere: temperatura mediului constantă (21-22°C), umiditatea aerului stabilă, regimul întuneric-lumină (12:12 ore), plasate solitar în cuşcă. Pentru obţinerea aclimatizării, cu o săptămână înainte de efectuarea experimentului, animalele au fost plasate în camera de carantină. Şobolanii au fost anesteziaţi (administrare i/p) cu soluţie de cloral hidrat 4% (350mg/kg). Prin abord inghinal pe dreapta au fost detectate artera şi vena femurală, care au fost separate şi legaturate distal. Cateterele folosite pentru canulare au fost confecţionate din tub de polietilena PE 20 inserat în PE 50 (Sigma) şi heparinizate (10 IU/ml). După ce au fost introduse in arteră şi venă, capătul distal al cateterelor, prin tunel subcutanat a fost exteriorizat în aria interscapulară.
În urma restabilirii postoperatorii (72 ore), capătul distal al cateterului arterial a fost conectat la sistemul de monitorizare a indicilor hemodinamici. Perioada de aclimatizare a constituit 30-60 min Toate experimentele au fost efectuate strict între orele 11 şi 16, pentru a evita diferenţele indicilor cardiovasculari dictate de modificările ciclurilor circadiene.
Evaluarea indicilor hemodinamici a fost efectuată cu ajutorul sistemului computerizat TSE (Technical & Scientific Equipment, Bad Homburg, Germany), programul de lucru BM.
Şocul hemoragic (ŞH) a fost reprodus prin efuzia a 30% din volumul total de sânge din vena femurală. Intoxicaţia acută cu alcool a fost modelată prin administrarea intraperitoneală a etanolului de 20% în doză de 3g/kg cu 60 minute până la hemoragie (nivelul alcoolemiei 170 +/- 50 mg/dL).
În funcţie de sarcinile abordate au fost delimitate 3 loturi:• Lotul I (n=10) – martor;• Lotul II (n=10) - şoc hemoragic pe perioada 5 şi 120 min; • Lotul III (n=10) - şoc hemoragic pe perioada 5 şi 120 min. pe fondal de alcoolemie.
Datele obţinute au fost prelucrate computerizat, cu aplicarea setului de programe statistice Microsoft Excel. Probabilitatea mai mare de 95%, când p<0,05, s-a considerat drept discrepanţă statistică.
Rezultatele obţinute şi discuţii În rezultatul cercetărilor experimentale s-a stabilit o scădere veridică a presiunii arteriale
medii (PAM) la minutele 5 ( -41%) şi 120 (- 20%) ale şocului hemoragic comparativ cu nivelul bazal al presiunii arteriale (105± 6 mmHg) (Figura). Nivelul PAM , la animalele cu intoxicaţie acută cu etanol (alcoolemia 170 +/- 50 mg/dL), s-a dovedit a fi mai scăzut (84± 3mmHg) pe toată perioada de observaţie (60 minute) comparativ cu nivelul presiunii arteriale medii la animalele din lotul martor. Alcoolul exacerbează efectul hipotensiv apreciat iniţial ( minutul 5) (-24%; p< 0,01) şi (-10%; p<0,05) la a 120 minută de şoc hemoragic.
Efectul hipotensiv apreciat în cadrul intoxicaţiei acute cu alcool se poate datora vasodilataţiei sistemice, creşterii diurezei şi scăderii debitului cardiac. Este evident faptul, că alcoolul compromite mecanismele compensatorii care se includ în cadrul hemoragiei iar gradul compromiterii este direct proporţional nivelului alcoolemiei. Insuficienţa mecanismelor compensatorii în cadrul intoxicaţiei cu etanol este determinată de acidoza metabolică instalată, de micşorarea contractilităţii cardiace, relaxarea miocitelor vasculare , de dereglarea funcţionării sistemului endocrin (15) .
Cercetări experimentale contemporane demonstreză că etanolul inhibă eliberarea norepinefrinei, epinefrinei şi vasopresinei în cadrul şocului hemoragic. Şocul indus de hemoragia severă este caracterizat prin activarea canalelor KATP a musculaturii netede, creşterea nuivelului de monoxid de azot (NO) şi diminuarea nivelului plasmatic de vasopresină (7, 8, 19). Canalele de K + contribuie la menţinerea potenţialului membranar a musculaturii netede, în condiţii fiziologice fiind închise, iar scăderea pH-ului sanguin sau nivelului de ATP conduc la deschiderea acestora (18, 19). În cazul hemoragiei severe, canalele KATP se activează provocînd hiperpolarizarea celulelor musculaturii netede a peretelui vascular, astfel limitînd
142
pătrunderea ionilor de Ca în celulă cu reducerea duratei şi puterii de contracţie a vaselor periferice. Excesul de NO exacerbează această situaţie prin activarea canalelor KATP şi a miozinfosfatazei care suplimentar înhibă contracţia muşchiului neted (13,16,17).
Modificarea nivelului presiunii arteriale (%) în cadrul şocului hemoragic pe fondal de
alcoolemie
0
20
40
60
80
100
120
Bazal 5 min 60 min 120 min
Soc
Soc + Alc.
In vivo şi in vitro s-a demonstrat că alcoolul modifică reactivitatea vasculară la acţiunea substanţelor vasoactive. (17, 20, 21,). Rezultatele studiilor în vitro au demonstrat că alcoolul în concentraţia de 3% reduce semnificativ contracţia inelului aortic indusă de fenilefrină, mai mult ca atît în concentraţie de 5% etanolul inhibă complet acest răspuns (13,17). În pofida multitudinii cercetărilor asupra impactului alcool - hemoragie, puţine sunt studiile care au cercetat reactivitatea vasculară după un episod de intoxicaţie alcoolică acută complicată prin hemoragie severă. Unele studii denotă, că micşorarea efectului presor al catecolaminelor asupra vaselor în cadrul şocului hemoragic este determinat de tulburarea potenţialului transmembranar de repaos şi scăderea activităţii Rho kinazei. (6,14). Rho kinaza sporeşte sensibilitatea musculaturii netede faţă de ionii de Ca prin efectul inhibitor asupra miozinfosfatazei, astfel sporind tonusul vascular. Hemoragia creşte tranzitor activitatea Rho kinazei în etapa precoce urmată de un declin al activităţii Rho kinazei în perioada tardivă ceea ce explică creşterea initială a reactivităţii vasculare, manifestată prin mentinerea persiunii arteriale cu descreşterea ulterioară a nivelului acesteia (15).
În concluzie, nivelul mediu al presiunii arteriale în dinamica şocului hemoragic experimental pe fondal de intoxicaţie acută cu etanol este mai redus decît nivelul PAM determinat în cadrul şocului hemoragic. Acest studiu a demonstrat concludent că etanolul dereglează mecanismele compensatorii hemodinamice în cadrul ŞH, probabil limitînd includerea atît a mecanismelor compensatorii de origine centrală cît şi abolind mecanismele reglatorii endoteliudependente.
Bibliografie1. Daniel S, Bereczki D: Alcohol as a risk factor for hemorrhagic stroke. Ideggyogy Sz.57:247-
56, 2004.2. Fabbri A, Marchesini G, Morselli-Labate AM, Rossi F, Cicognani A, Dente M, Iervese T,
Ruggeri S, Mengozzi U, Vandelli A: Blood alcohol concentration and management of road trauma patients in the emergency department. J Trauma50(3):521-8, 2001.
143
3. Fiotti N, Tubaro F, Altamura N, Grassi G, Moretti M, Dapas B, Farra R, Mizzau M,Guarnieri G, Buiatti S, Giansante C: Alcohol reduces MMP-2 in humans and isolated smooth muscle cells. Alcohol 42:389-395, 2008.
4. Kleinhenz DJ, Sutliff RL, Polikandriotis JA, Walp ER, Dikalov SI, Guidot DM, Hart CM: Chronic ethanol ingestion increases aortic endothelial nitric oxide synthase expression and nitric oxide production in the rat. Alcohol Clin Exp Res. 32:148-54, 2008.
5. Landry DW, Oliver JA; The Pathogenesis of Vasodilatory Shock. N Engl J Med.345:588-595, 2001.
6. Li T, Liu L, Liu J, Ming J, Xu J, Yang G Zhang Y: Mechanisms of Rho kinase regulation of vascular reactivity following hemorrhagic shock in rats. Shock 29:65-70,2008.
7.Mathis KW, Zambell K, Olubadewo JO, Molina PE. Altered hemodynamic counterregulation to hemorrhage by acute moderate alcohol intoxication. Shock 26:55-61, 2006.
8. McDonough KH, Giaimo ME, Miller HI, Gentilello LM: Low-dose ethanol alters the cardiovascular, metabolic, and respiratory compensation for severe blood loss. J Trauma 53:541-8; discussion 548, 2002.
9. Molina PE, Zambell KL, Norenberg K, Eason, J, Phelan H, Zhang P, Stouwe C,Carnal JW, Porreta C: Consequences of alcohol-induced early dysregulation of responses to trauma/hemorrhage. Alcohol 33:217-27, 2004.
11. Phelan H, Stahls P, Hunt J, Bagby GJ, Molina PE: Impact of alcohol intoxication on hemodynamic, metabolic, and cytokine responses to hemorrhagic shock. J Trauma 52:675-82, 2002.
12. Reynolds K, Lewis B, Nolen JDL, et al: Alcohol consumption and risk of stroke: a meta-analysis. JAMA 289:579-88, 2003.
13. Rhee HM, Song BJ, Cushman S, Shoaf SE: Vascular reactivity in alcoholic rat aortas: in vitro interactions between catecholamines and alcohol. Neurotoxicology16:179-85,1995.
15. Swafford AN, Bidros D, Truxillo TM, Giaimo ME, Miller HI, McDonough KH: Ethanol intoxication and lactated Ringer's resuscitation prolong hemorrhage-induced lactic acidosis. Shock 20:237-44, 2003.
16. Tirapelli CR, Leone AF, Coelho EB, Resstel LB, Correa FM, Lanchote VL, Uyemura SA, Padovan CM, de Oliveira AM: Effect of ethanol consumption on blood pressure and rat mesenteric arterial bed, aorta and carotid responsiveness. J Pharm Pharmacol. 59:985-93, 2007.
17. Tirapelli CR, Al-Khoury J, Bkaily G, D’Orleans-Juste P, Lanchote VL, Uyemura SA, de Oliveira AM: Chronic Ethanol Consumption Enhances Phenylephrine-Induced Contraction in the Isolated Rat Aorta. J Pharmacol Exp Ther. 316:233-241, 2006 .
18. Vasdev S, Gill V, Singal PK: Beneficial Effect of Low Ethanol Intake on the Cardiovascular System: Possible Biochemical Mechanisms. Vascular Health and Risk Management. 2 (3), 2006.
19. Venkov CD, Myers PR, Tanner MA, Su M, Vaughan DE: Ethanol increases endothelial nitric oxide production through modulation of nitric oxide synthase expression. Thromb Haemost. 81:638-42, 1999.
20. Walsh RA, Simon DI, et al. Hurst's the Heart. 12th edition. New York, NY: McGraw-Hill; 2008.
21. Xu J, Liu L: The role of calcium desensitization in vascular hyporeactivity and its regulation after hemorrhagic shock in the rat. Shock 23:576-81, 2005.
144
OPTIMIZAREA PARAMETRILOR DE FORMĂ A STIMULILOR ELECTRICI ÎN ELECTROANALGEZIA LA ŞOBOLANI
SummaryElectrical stimuli shape parametres opimization in rat electroanalgesia
Transcranial electrostimulation (TES) is a procedure based on the effect induced by the electrical current when passing through the brain via electrodes placed in the scalp. During the research the evaluation of the analgetic effect of TES was tried on rats, this depending on the shape of the electrical stimuli, by measuring the deviations in blood pressure, during painful stimulation. When using rectangular shaped current, analgesia occured. While using triangular current, analgesia was not noticed.
RezumatElectrostimularea transcraniană (TES) reprezintă o metodă de acţiune a curentului
electric asupra creierului prin intermediul electrozilor plasaţi la nivelul scalpului. În cursul experimentului am încercat evaluarea efectului analgezic a TES la şobolani în dependenţă de forma stimulului electric, prin măsurarea devierilor în tensiunea arterială la stimuli dureroşi. La folosirea curentului de formă dreptunghiulară, am observat efect analgezic, la folosirea curentului de formă triunghiulară efectul analgezic a lipsit.
Actualitatea temeiDurerea şi tratamentul ei reprezintă un domeniu de importanţă majoră al medicinii.
Necătând la progresele ştiinţifice realizate, există numeroase necunoscute atât în fiziologia şi fiziopatologia durerii, cât şi în ceea ce priveşte tratamentul medicamentos şi nemedicamentos al ei.
Metodele nemedicamentoase de analgezie se folosesc frecvent în practica medicală şi interesul manifestat faţă de acestea este în continuă creştere. Deopotrivă cu metodele reflexoterapeutice, un loc important îl ocupă electroanalgezia.
Electrostimularea transcraniană (TES) reprezintă o metodă de acţiune a curentului electric asupra creierului prin intermediul electrozilor plasaţi la nivelul scalpului. Aceasta este o metodă non-invazivă de acţiune asupra sistemului antinociceptiv. Efectele analgezice obţinute depind de mai mulţi parametri:
1. Poziţia optimală a electrozilor. A fost demonstrat prin intermediul MRI că doar trecerea sagitală a curentului electric (amplasarea electrozilor pe frunte şi la nivelul apofizei mastoide) poate stimula sistemul antinociceptiv. Curentul electric trece pe două căi – extracerebral şi intracerebral. În ambele situaţii curentul trece prin intermediul lichidului cefalorahidian. Aceste două căi comunică prin intermediul structurilor hipotalamice aflate la fundul ventriculului III şi comunicările Luşca a ventriculului IV. La amplasarea laterală a electrozilor curentul electric nu acţionează asupra sistemului antinociceptiv, ci doar asupra structurile aflate la nivelul electrozilor[1]
2. Parametrii optimi ai curentului. Datele din literatură arată că efectul analgezic maxim apare la şobolani la frecvenţa impulsului electric de 70 Hz şi durata de 3,5 msec, cu suprapunerea curentului continuu în raport de 1:2. Efectul analgezic are loc numai la acţiunea sagitală a curentului electric. La o deviere de 2-4 Hz de la valoarea optimală efectul aproape că dispare[13].
În studiile autorilor la care am avut acces nu am găsit rezultate privind efectul analgezic al curentului alternativ în dependenţă de forma stimulului electric. Din aceste considerente am formulat obiectivul central de cercetare.
145
1 – Ventriculul lateral 2 – Ventriculul III 3 – Ventriculul IV Hip. - hipofiza
Figura 1. Schema trecerii curentului electric în cadrul TES în cazul amplasării sagitale a electrozilor.
Scopul studiului Evaluarea efectului analgezic a TES la şobolani în dependenţă de forma stimulului
electric.
Materiale şi metodeExperimentele au fost efectuate pe două loturi a câte 10 şobolani linia Wistar, masculi, cu
greutatea de 150-200 g. Toate manipulaţiile dureroase au fost efectuate sub narcoză, utilizându-se Tiopental de natriu în doză de 50 mg/kg greutate a animalului. După terminarea experimentelor animalele au fost sacrificate prin decapitare.
După 10 minute de la administrarea narcozei în regiunea anterioară a gâtului a fost injectată prin infiltrare soluţie de Lidocaină de 2%. În artera carotidă a fost introdus un cateter conectat la aparatul pentru monitorizarea presiunii arteriale.
Iniţial se monitoriza presiunea arterială în decurs de un minut. După aceasta se introduceau doi electrozi de stimulare le nivelul vârfului cozii şobolanului şi cu ajutorul aparatului „Tof-Watch SX” se aplicau stimuli electrici cu intensitatea 6,0 mA şi frecvenţa 1 impuls/secundă în decurs de un minut. Ulterior a fost monitorizată presiunea arterială timp de un minut.
La următoarea etapă electrozii sub formă de ace pentru stimulare transcraniană au fost introduşi sub piele: în regiunea frontală (dublu catod) şi după pavilionul urechii (dublu anod). Valoarea parametrilor curentului cu care s-a acţionat sunt redate în tabelul 2.1. Stimularea cu curent alternativ s-a realizat în corelare cu curentu continuu în raport de 1:2.
Tabelul 1Valoarea parametrilor curentului pentru stimularea transcraneană
Parametrul Valoarea parametrului pentru primul lot
Valoarea parametrului pentru primul lot
Forma curentului alternativ Dreptunghiular TriunghiularTimpul acţiunii (min) 20 min 20 minIntensitatea curentului alternativ (mA) 1mA 1 mA
După 20 min de acţiune în regimul dat a fost monitorizată presiunea arterială în decurs de un minut. Ulterior au fost aplicaţi stimuli electrici dureroşi cu intensitatea 6,0 mA şi frecvenţa 1 impuls/secundă în decurs de un minut cu determinarea ulterioară a presiunii arteriale.
Curba presiunii arteriale a fost salvata ca fişier aparte şi apoi au fost determinaţi următorii indici:
Din indicii respectivi am calculat:4. Presiunea arterială pulsatilă – diferenţa dintre presiunea arterială sistolică şi presiunea
arterială diastolică5. Presiunea arterială medie:
PAmedie = PA diastolică +1/3(PA sistolică – PA diastolică)Analiza statistică a fost realizată folosind programul „STATSDIRECT”. Pentru fiecare
grupă s-a efectuat testul Shapiro-Willck. Pentru compararea între grupe a fost utilizat testul T Student.
Rezultatele obţinute 1. Influenţa analgeziei transcraniene (TES) asupra indicilor aparatului cardiovascular la
acţiunea cu curent alternativ de formă dreptunghiulară. Dinamica presiunii arteriale sistolice. S-a înregistrat o creştere a indicilor presiunii arteriale
sistolice în cazul stimulării dureroase până la 113% (156,3±22,1 mm/Hg, p<0,05) comparativ cu indicii presiunii arteriale sistolice până la stimulare (138,3±26,2 mm/Hg, p<0,05). Aceasta se explică prin faptul că la acţiunea stimulilor dureroşi apare răspunsul “luptă sau fugă” care se realizează prin intermediul sistemului nervos simpatic. Ca rezultat al stimulării transcraniene s-a determinat o micşorare a presiunii arteriale până la 95% (132,2±22,4 mm/Hg, p<0,05) faţă de valorile iniţiale, iar în comparaţie cu valorile presiunii arteriale sistolice la stimularea dureroasă a scăzut cu 18%. La acţiunea repetată cu stimuli dureroşi după acţiunea transcraneană se determină o majorare a presiunii arteriale sistolice cu 4,5% faţă de presiunea arteriale după TES dar constituie 99.5% (137,7±18,9 mm/Hg, p<0,05) faţă de PA sistolică în faza iniţială (Tab. 2).
Dinamica presiunii arteriale diastolice. Fluctuaţiile presiunii arteriale diastolice sunt asemănătoare cu cele ale presiunii arteriale sistolice şi anume: s-a înregistrat o creştere a presiunii arteriale diastolice după acţiunea stimulilor dureroşi până la 116% (136,5±24,2 mm/Hg, p<0,05) comparativ cu perioada până la stimulare (117,5±26,9 mm/Hg, p<0,05). La stimularea transcraneană s-a determinat o micşorare a presiunii arteriale diastolice cu 20,1% faţă de valorile înregistrate la acţiunea stimulilor dureroşi şi o scădere până la 95,5% (112,7±19,1 mm/Hg, p<0,05) faţă de presiunea arterială diastolică până la stimulare. La stimularea ulterioară cu stimuli dureroşi se determină valori apropiate de presiunea arterială diastolică iniţială 100.7% (118,4±18,2112,7±19,1 mm/Hg, p<0,05) înregistrând o creştere cu 4,8% comparativ cu valorile înregistrate după stimularea transcraneană (Tab. 2).
Dinamica frecvenţei cardiace. Frecvenţa cardiacă înregistrată pînă la stimularea dureroasă a constituit 318,8±62,4 bătăi/min şi am considerat-o ca 100%. La acţiunea stimulilor dureroşi s-a determinat o creştere a frecvenţei cardiace până la 102,9% (328,2±82,4 bătăi/min, p>0,05), drept urmare a reacţiei de răspuns la durere a sistemului nervos simpatic. Valorile frecvenţei cardiace s-au majorat şi după stimularea transcraniană până la 104,6% (333,6±66,3 bătăi/min, p>0,05) şi se explică prin faptul că substanţele opioide au acţiune cardioacceleratore. Acţionând repetat cu stimuli dureroşi s-a înregistrat o creştere repetată a frecvenţei cardiace până la 106,2% (338,8±79,93 bătăi/min, p>0,05) (Tab. 2).
Dinamica presiunii diferenţiale. Presiunea diferenţială în faza iniţială a constituit 100% (20,8±5,9 mm/Hg, p>0,05). După stimularea dureroasă s-a determinat o micşorare a presiunii diferenţiale până la 95,2% (19,8±8,1 mm/Hg, p>0,05). O nouă micşorare a presiunii diferenţiale s-a determinat după stimularea transcraniană până la 93,7% (19,5±6,4 mm/Hg, p>0,05) după
147
care s-a înregistrat o creştere a indicelui dat până la 97,5% (20,3±7,4 mm/Hg, p>0,05). Datorită paralelismului dintre variaţiile presiunii arteriale sistolice şi diastolice presiunea diferenţială a căpătat valori foarte apropiate unele de altele. Fluctuaţiile presiunii diferenţiale nu manifestă o veridicitate statistică (Tab.2).
Dinamica presiunii arteriale medii. Valorile presiunii arteriale medii au crescut până la valoarea de 115% (143,14±23,1 mm/Hg, p<0,05) comparativ cu cu perioada până la stimulare (124,46±26,5 mm/Hg, p<0,05). La stimularea transcraneană s-a determinat o scădere a presiunii arteriale medii faţă acelaşi indice la stimularea dureroasă cu 19,1% şi o micşorare faţă de valorile iniţiale ale presiunii arteriale medii până la 95,9% (119,3±20,1 mm/Hg, p<0,05). La stimularea dureroasă ulterioară s-a determinat o creştere a presiunii arteriale medii in comparaţie cu valorile primate după stimularea transcraneană cu 2,9% dar sunt foarte aproape de valorile presiunii arteriale medii iniţiale 99.8% (124,23±18,9 mm/Hg, p<0,05) (Tab.2). Valoarea indicelui dat confirmă o dată în plus efectul analgezic obţinut prin intermediul stimulării transcraniene cu curent electric alternativ de formă dreptunghiulară..
Tabelul 2Valorile indicilor aparatului cardiovascular la acţiunea stimulilor dureroşi, TES cu curenţi
2. Influenţa analgeziei transcraniene (TES) asupra indicilor aparatului cardiovascular la acţiunea cu curent alternativ de formă triunghiulară.
Dinamica presiunii arteriale sitolice. Presiunea arterială sistolică a crescut faţă de perioada de până la stimularea dureroasă de la 137,6±26,0 mm/Hg ( p<0,05) la valoarea de 155,3±29,4 mm/Hg, (112,8%, p<0,05). La stimularea transcraneană cu curent alternativ de formă triunghiulară s-a determinat o creştere cu 12,9% faţă de valorile înregistrate după stimularea dureroasă şi o creştere până la 125,7% (173±35,8 mm/Hg, p<0,05) faţă de presiunea arterială înregistrată în faza iniţială. La acţiunea cu stimuli dureroşi repetaţi s-a determinat o creştere repetată a presiunii arteriale la valoarea de 131.9% (181,6±43,7 mm/Hg, p<0,05) ( Tab.3). Rezultatele obţinute infirmă ipoteza obţinerii unui efect analgetic la stimularea transcraneană cu curent alternativ de formă triunghiulară asociat cu curentul continuu.
Dinamica presiunii arteriale diastolice. Presiunea arterială diastolică pînă la stimulare a constituit 122,6±26,6 mm/Hg, p<0,05 ce reprezintă 100%. După stimularea dureroasă s-a determinat o ascensiune a presiunii arteriale diastolice până la 109,3% (134±23,5 mm/Hg,
148
p<0,05), ceea ce confirmă influenţa presoare a sistemului nervos vegetativ simpatic asupra vaselor sanguine ca reacţie la durere. La stimularea electrică transcraneană cu curent alternativ de formă triunghiulară asociat cu curent continuu s-a determinat o majorare cu 12,5% faţă de valorile înregistrate după stimularea dureroasă şi a constituit 121,5% (149±29,5 mm/Hg, p<0,05) faţă de valorile iniţiale. La stimularea dureroasă s-a determină o creştere repetată a valorilor presiunii arteriale diastolice până la 123,4% (151,3±35,7 mm/Hg, p<0,05) (Tab. 3)
Dinamica frecvenţei cardiac. Frecvenţa cardiacă pînă la stimularea dureroasă a constituit 230±18,8 bătăi/min, (p<0,05). Stimulii dureroşi aplicaţi pe coadă au determinat majorarea frecvenţei cardiace până la 121,1% (278,6±10,3 bătăi/min, p<0,05). O nouă creştere a frecvenţei cardiace s-a determinat după stimularea transcraniană şi a constituit 136% (315±7 bătăi/min, p<0,05) faţă de valorile înregistrate în faza iniţială. Repetarea stimulilor dureroşi au provocat o creştere repetată până la 149,5% (344±18,3 bătăi/min, p<0,05) (Tab. 3). Rezultatele obţinute sunt în deplină concordanţă cu variaţiile presiunii arteriale şi confirmă o dată în plus că efectul analgezic nu s-a determinat.
Dinamica presiunii arteriale diferenţiale. Presiunea arterială diferenţială a crescut până la 139,3% (20,6±8,5 mm/Hg, p>0,05) faţă de presiunea diferenţială calculată înainte de stimularea dureroasă, care avea valoarea de referinţă de 100% (15±1,5 mm/Hg, p>0,05). La stimularea transcraneană s-a determinat o creştere a presiunii arteriale diferenţiale până la 193,3% (29±5,1 mm/Hg, p>0,05). O valoare de 202% (30,3±8,7 mm/Hg, p>0,05) s-a înregistrat la acţiunea repetată cu stimuli dureroşi după stimularea transcraneană (Tab. 3).
Dinamica presiunii arteriale medii. S-a constatat o majorare a presiunii arteriale medii până la 110,3% (140,8±25,5 mm/Hg, p<0,05) faţă de valorile înregistrate iniţial (127,6±26,4 mm/Hg, p<0,05). După stimularea transcraneană s-a înregistrat o creştere până la valori de 120,3% (153,6±33,8 mm/Hg, p<0,05). Variaţii ascendente ale presiunii arteriale medii s-au determina şi la o nouă stimulare dureroasă, înregistrându-se valori de 126,3% (161,2±38,5 mm/Hg, p<0,05) (Tab. 3).
Parametrii indicilor înregistraţi la stimularea transcraneană cu curent alternativ de formă triunghiulară în asociaţie cu curentul continuu sunt, per ansamblu, diametral opuşi cu parametrii indicilor ce ar caracteriza efectul analgezic.
Tabelul 3Valorile indicilor aparatului cardiovascular la acţiunea stimulilor dureroşi, TES cu
curenţi triunghiulari şi stimulare dureroasă după TES
Perioada iniţială
Stimulare dureroasă TES TES+stimulare
dureroasăPresiunea arterială sistolică mm/Hg
137,6±26,0* 155,3±29,4* 173±35,8* 181,6±43,7*
Presiunea arterială diastolică mm/Hg
122,6±26,6* 134±23,5* 149±29,5* 151,3±35,7*
Frecvenţa cardiacă bătăi/minut
230±18,8* 278,6±10,3* 315±7* 344±18,3*
Presiunea diferenţială mm/Hg
15±1,5ns 20,6±8,5ns 29±5,1ns 30,3±8,7ns
Presiunea arterială medie mm/Hg
127,6±26,4* 140,8±25,5* 153,6±33,8* 161,2±38,5*
149
Concluzii1. Efectul analgezic la şobolani poate fi obţinut prin stimulare transcraniană folosind curent
alternativ de formă dreptunghiulară asociat cu curentul continuu.2. La stimularea transcraneană cu curent alternativ de formă triunghiulară asociat cu
curentul continuu efectul analgezic lipseşte.3. Stimularea dureroasă repetată după stimularea transcraneană cu curent alternativ de
formă dreptunghiulară asociat cu curentul continuu nu modifică statistic veridic presiunea arterială, dovadă concludentă a efectului analgezic.
Kozlowski G.P. Transcranial electroanalgesia: study of mechanisms and safety by magnetic resonance imaging, [14C] – Deoxyglucose autoradiography and C-FOS immunocytochemistry. Abstr. 4th Int. Congr. “Paradigm of pain”. Jerusalem, 1994 : 14.
2. Lebedev V.P., Non-invasive Transcranial Electrostimulation of the Brain Antinociceptive System as Method of FES
3. Manzanares J., Corchero J., Romero J., Fernandez-Ruiz J.J., Ramos J. A., Fuentes J. A., - Pharmacological and biochemical interactions between opioids and cannabinoids, TIPS, vol 20, 287-295, iul 1999
4. Mulder G. J., - Pharmacological effects of drug conjugates: is morphine-6-glucuronid an exception?, TIPS, [13], 302-303, aug. 1992
5. Pasternak G. W., - The central question in pain perception may be peripheral, Proc. Natl. Acad. Sci. USA , vol 95, 10354-10355, sept 1998
6. Stein C., - Peripheral mechanisms of opioid anagesia în Handbook of experimental pharmacology vol.104 Opioids Ed. Springer-Verlag, 1993, p. 3-15
7. Vaccarino A. L., Olson G. A., Olson R. D., Kastin A. J., - Endogenous opiates:1998, Peptides, 20, 1527-1574, 1999
8. Yaksh T. L., - The spinal actions of opioids în Handbook of experimental , p. 53-76 9. Айрапетов Л.Н., Зайчик А.Ш., Трухманов М.С., Лебедев В.П., Кацнельсон Я.С.,
Сорокоумов В.А и др. Об изменении уровня β-эндорфина в мозге и спинномозговой жидкости при транскраниальной электроанальгезии. В сб.: Транскраниальная электростимуляция. Экспериментально-клинические исследования. СПб, 78-90 2001
10. Лебедев В.П., Козловски Дж.П. Транскраниальная электростимуляция угнетает вызванную стрессом экспрессию C-FOS в отдельных областях мозга крыс. В сб.: Транскраниальная электростимуляция. Экспериментально-клинические исследования. СПб, : 163-182. 2001
11. Лебедев В.П., Савченко А., Фан А.Б., Жиляев С.Ю., Транскранеальная електроаналгезия у крыс оптимальный режим электрических воздействий. «Транскранеальная электростимиляция» с.62-71, Санкт-Петербург 2001
SummaryInflammatory markers of hemorrhagic shock before and after
resuscitation with NOS inhibitor - DifeturHemorrhagic shock (HS) leads to an exaggerated production of inflammatory mediators,
such as cytokines and chemokines, which may play a significant role in the development of multiple organ failure (MOF) under those conditions. In HS the level of pro- and anti-inflammatory cytokines ( TNF α, IL-1, IL-6, IL-10) increases. Difetur inhibits iNOS induction, decreasing level of proinflammatory and antiinflammatory cytokines which may contribute to its inflammatory-reducing effects.
RezumatImpactul hemoragic declanşează producerea exagerată de mediatori inflamatori aşa ca
citokinele şi chemokinele cu rol semnificativ în dezvoltarea sindromului de disfuncţie poliorganică. În cadrul ŞH experimental creşte nivelul seric al citochinelor pro- şi antiinflamatoare (TNF α, IL-1, IL-6, IL-10). S-a stabilit că administrarea inhibitorului NO sintazei - Difetur conduce la micşorarea nivelului citokinemiei limitînd leziunile celulare şi ameliorînd funcţiile sistemelor de organe.
Actualitatea temei Şocul hemoragic (ŞH) este cea mai dificilă problemă a medicinei de urgenţă privind
elaborarea unei strategii patogenetice de resuscitare. Multitudinea verigilor patogenetice implicate în declanşarea şi dinamia ŞH impune căutarea unor noi remedii cu efect antihipotensiv, citoprotector şi antiinflamator care ar atenua gradul leziunilor celulare. Derivaţii izotioureici ce posedă acţiune antihipotensivă includ compuşi cu lanţ scurt de hidrocarbură, cum sunt S-metilizotiuroniu (metiron), S-etilizotiuroniu (izoturon) şi derivaţi ce conţin fosfor, aşa ca dietilfostatul – S-etilizotiuroniu (difetur), izopropilfosfitul- S-izopropilizotiuroniu (profetur) (3). Aceste remedii au fost propuşie pentru tratament şi resuscitare în cadrului ŞH (1 ). Mai mult ca atît sa stabilit experimental că preparatele acestui grup inhibă efectele relaxante ale L-argininei prin intermediul blocării nitric-oxid-sintetazei (NOS), element indispensabil în sinteza NO (3). Există trei posibilităţi de sinteză a NO din L-arginină : endotelială, neuronală şi macrofagală (inductibilă). Creşterea sintezei NO în cele mai dese cazuri este datorată majorării NOS inductibile. Ultima deţine un rol fiziopatologic decisiv în realizarea funcţiei citotoxice a macrofagelor activate, care pot produce NO de 10- 100 ori mai mult decît endoteliocitele vasculare. TNF α şi IL -1 rezultate din procesul inflamator, activează NOS-inductibilă determinănd o sinteză sporită de NO ( 7). NO eliberat pe cale inductibilă (macrofage) are o durată de viaţă de 10 ori mai mare decăt NO format pe cale constitutivă (4 ) . Impactul hemoragic declansează sindromul generalizat inflamator care induce sindromul de disfuncţie poliorganică, verigile patogenetice de bază ale cărui sunt efectele radicalilor liberi (inclusiv NO) produşi de stresul oxidativ, efectele acţiunii chemo- şi citochinelor, dereglări endoteliudependente ale reactivităţii vasculare e t c .
Scopul prezentului studiu constă în aprecierea nivelului de citokine pro şi antiinflamatoare în cadrul şocului hemoragic experimental pînă şi după resuscitarea cu inhibitorul NO sintazei – “Difetur”.
151
Materiale şi metodePentru realizarea experimentelor au fost utilizaţi 30 şobolani albi. Animalele au avut
condiţii standarde de întreţinere: temperatura mediului constantă (21-22°C), umiditatea aerului stabilă, regimul întuneric-lumină (12:12 ore), plasate solitar în cuşcă. Pentru obţinerea aclimatizării, cu o săptămână înainte de efectuarea experimentului, animalele au fost plasate în camera de carantină. Şobolanii au fost anesteziaţi (administrare i/p) cu soluţie de cloral hidrat 4% (350mg/kg). Prin abord inghinal pe dreapta au fost detectate artera şi vena femurală, care au fost separate şi legaturate distal. Cateterele folosite pentru canulare au fost confecţionate din tub de polietilena PE 20 inserat în PE 50 (Sigma) şi heparinizate (10 IU/ml). După ce au fost introduse în arteră şi venă, capătul distal al cateterelor, prin tunel subcutanat a fost exteriorizat în aria interscapulară.
Şocul hemoragic a fost reprodus prin efuzia a 30% din volumul total de sânge din artera femurală. În funcţie de sarcinile abordate au fost delimitate 3 loturi:• Lotul I (n=10) – martor;• Lotul II (n=10) - şoc hemoragic pe perioada 120 min; • Lotul III (n=10) - şoc hemoragic pe perioada 120 min. resuscitat cu Difetur (20mg/kg).
Nivelul IL-1α, IL-6, IL-10 şi TNF-α în serul sanguin a fost determinat prin metoda imunoenzimatică (ELISA; R&D Systems).
Datele obţinute au fost prelucrate computerizat, cu aplicarea setului de programe statistice Microsoft Excel. Probabilitatea mai mare de 95%, când p<0,05, s-a considerat drept discrepanţă statistică.
Rezultatele obţinuteConform rezultatelor experimentelor (vezi figura), în cadrul ŞH experimental nivelul citochinelor proinflamatoare a crescut comparativ cu lotul martor : a IL-1 cu 64% (p<0,01) , a TNF α cu 80% (p<0,001) cu o tendinţă de augmentare a nivelului IL-6. Nivelui citochinelor antiinflamatoare IL-10 s-a majorat cu 50%. La resuscitarea prin inhibitorul NO-sintazei „Difetur”, nivelul citochinelor atît pro cît şi antiinflamatoare a descrescut comparativ cu nivelul acestora în cadrul ŞH – a IL-1 cu 54% ( p<0,05 ); a TNF α cu 50% (p<0,05), a IL-10 cu 30% (p<0,01).
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
IL-1α IL-10 TNF-α IL-6
Nivelul citochinemiei în ŞH pînă şi după resuscitare cu Difetur
MartorŞoc hemoragicŞH + Difetur
152
DiscuţiiCitokinele sunt proteine solubile produse de un mare număr de tipuri celulare
hematopoietice si nonhematopoietice. Acestea sunt esentiale pentru functia normala a sistemului imun şi expresia lor poate fi perturbată în diferute stări patologice, inclusiv ŞH (5). Citochinele sunt implicate în reglarea cresterii, în dezvoltarea şi activarea celulelor sistemului imun şi în medierea raspunsului inflamator. In general, diferite citokine au functii similare, în plus, multe citokine sunt pleotropice prin faptul că ele sunt capabile de acţiune pe multe tipuri celulare. Acest pleotropism rezultă din expresia pe multiple tipuri celulare a receptorilor pentru aceleaşi citokine, contribuind la formarea „retelei de citokine". Acţiunea citokinelor poate fi: autocrină, cînd celula ţintă este aceeaşi celulă care secretă citokina; paracrină, cînd celula ţintă este în apropiere- şi endocrina, cînd citokina este secretată în circulaţie şi acţionează distal de sursă. O altă clasificare împarte citokinele în citokine imunoreglatorii, care sînt implicate in activarea, creşterea şi diferentierea limfocitelor si monocitelor, de exemplu interleukina (IL)-2, IL-4 si factorul beta de transformare a cresterii (TGF3); citokine proinflamatoare care sunt produse predominant de fagocitele mononucleare, de exemplu IL-l, factorul alfa de necroza tumorala (TNFα), IL-6 si familia de chemokine ale citokinelor inflamatoare care includ IL-8, proteine chemotactice pentru monocite (MCP)-l, MCP-2, MCP-3, proteine inflamatoare pentru macrofage (MlP)-la, MIP-l şi citokine care regleaza creşterea şi diferenţierea leucocitelor imature, de exemplu IL-3, IL-7 şi factorul de stimulare al coloniilor granulocite-macrofage (GM-CSF). Printre produsii de secretie ai monocitelor-macrofagelor se numara enzimele hidrolitice, produsi oxidati TNF α, IL-l, -6, -l2, -l5, şi un numar de citokine de chemotactism (chemokine) implicate în orchestrarea răspunsului imun în ţesuturi (9) .
Interleuchina 10 a fost identificată ca “factor inhibitor al secreţiei de citochine”. Efectele biologice ale IL-10 pot fi sistematizate în efecte imunosupresoare , antiinflamatorii şi imunostsimulatoare. Efectele antiinflamatorii ale IL-10 se datorează inhibiţiei altor funcţii ale macrofagului , cum este cea a sintezei de citokine proinflamatoare de tipul IL-1, 6, 8, TNF-alfa precum şi de radicali liberi ai oxigenului şi derivaţi nitrici , indusă de activarea antigenică în cadrul răspunsului inflamator (8). Efectul inhibitor al IL-10 asupra sintezei citokinelor proinflamatorii are loc la nivel posttranscripţional şi necesită stimularea unei ribonucleaze (7).
În afară de acţiunea alterativă desinestătătoare asupra celulelor, citokinele proinflamatoare în ŞH activează celulele polimorfonucleare (neutrofilele care sunt o sursă importantă e a speciilor reactive de oxygen) şi stimulează sinteza de NO inductibil prin activarea NO sintazei. Conceptual se vehiculează afirmaţia unei legături directe între nivelele de NO inductibil şi gradul citochiemiei (5;10). Surse informaţionale (5,11) relevează că inhibiţia selectivă a NOS, expresia căreea a fost considerabilă în cadrul ŞH modelat la şobolani, se asociază cu diminuarea cantitativă a nivelului de IL-6, ICAM-1, G-CSF. Pe fondalul reducerii NO inductibile s-a observat diminuarea activităţii NF-kappa B şi micşorarea de ARNm pentru diferite cytokine (7).
În concluzie, ŞH experimental conduce la creşterea nivelului seric al citochinelor pro- şi antiinflamatoare. Administrarea derivatului izotioureic (Difetur) în resuscitarea animalelor cu ŞH conduce la diminuarea nivelului seric de citochine prin inhibiţia NOS.
în terapia şocului hemoragic. Jurnalul Societăţii Române de Anestezie Terapie Intensivă, mai 2001: p.75.
2. Gibot S, Massin F, Alauzet C, Derive M, Montemont C, Collin S, Fremont S, Levy B. Effects of the TREM-1 pathwaz modulation during hemorrhagic shock in rats. Shock. 2009 Mar 27.
3. Ghicavii V., Stratu E., Todiraş M. Noi argumente referitoare la mecanismul de acţiune a derivaţilor izotioureici. Conferinţa anuală a USMF “N.Testemiţanu” “Probleme medico biologice şi fundamentale” 19 octombrie 2000; vol. I: p.182-187.
153
4. Hierholzer C, Harbrecht B, Menezes JM, et al: Essential role of induced nitric oxide in the initiation of the inflammatory response after hemorrhagic shock. J Exp Med 187:917–928, 1998.
5. Kan WH, Hsu JT, Schwacha MG et al. Selective inhibition of iNOS attenuates trauma-hemorrhage/resuscitation-induced hepatic injury. J Appl Phzsiol. 2008 Oct;105(4):1076-82.
6. Kleinert H, Pautz A, Linker K, Schwarz PM: Regulation of the expression of inducible nitric oxide synthase. Eur J Pharmacol 500: 255-66, 2004.
8. Kobbe P, Stoffels B, Schmidt J, Tsukamoto T, Gutkin DW, Bauer AJ, Pape HC. IL-10 deficiency augments acute lung but not liver injury in hemorrhagic shock. Cytokine. 2009 Jan;45(1):26-31.
9. Meng ZH, Dyer K, Billiar TR, et al: Essential role for IL-6 in postresuscitation inflammation in hemorrhagic shock. Am J Physiol Cell Physiol 280:C343–C351, 2001.
10. Sato H, Kasai K, Tanaka T, Kita T, Tanaka N. Role of tumor necrosis factor-alpha and interleukin-1beta on lung dysfunction following hemorrhagic shock in rats.Med Sci Monit. 2008 May;14(5):BR79-87.
11. Subeq YM, Peng TC, Hsu BG, Lin NT, Chao YF, Hu TM, Lee RP. Effects of different fluid resuscitation speeds on blood glucose and interleukin-1 beta in hemorrhagic shock. J Trauma. 2009 Mar;66(3):683-92.
PREDISPOZIŢIA EREDITARĂ ÎN PATOGENIA HIPERTENSIUNII ARTERIALE ESENŢIALE (HTAE)
Ana Cumpănă (Conducător ştiinţific: dr în medicină, prof. univ. Andrei Iarovoi)
Catedra Fiziopatologie şi Fiziopatologie clinică
SummaryHereditary predisposition in the pathogenesis of essential hypertension
Blood circulation is due to a difference of pressure between the arterial system with high pressure and the venous system with low pressure. The difference of pressure is created by heart's pump activity. The last one, when increased, exerts an influence on the peripherical resistance, which is another component implicated in the development of hypertension. The circulation resistance can be explained by the multitude of muscular fibres in the walls of the arterioles; these ones can be in a state of contraction or dilatation, the "basic tonus" of the arterioles being controlled by the vegetative nervous system, by different metabolic substances and hormones. Of course, the revealing of a high blood pressure doesn't necessarily indicate a permanent hypertension. In the majority of cases (more than 90 per cent), the cause of hypertension can not be defined – this is the so-called "essential hypertension" (hypertensive disease). Essential hypertension is determined by the action of hereditary and vascular factors, repeated emotional states, some hormonal disturbances (related to the adrenal glands, for example) and environment factors. Studying the action of these factors allows us to explain why hypertension occurs in some families. Untreated hypertension is known to be a factor of risk, which favours the localization and the worsening of atherosclerosis, altogether with associated heart complications (ischaemic heart disease), cerebral accidents, stenoses of the carotid arteries or of the lower limbs' arteries (arteritis).
154
Rezumat Circulaţia sîngelui este datorată unei diferenţe de presiune între sistemul arterial cu presiune mare şi sistemul venos cu presiune mică. Diferenţa de presiune este creată de activitatea de pompă a inimii. Aceasta, odată fiind marită, exercită o influenţă asupra rezistenţei periferice care este o altă componentă implicată în dezvoltarea HTA. Rezistenţa circulatorie se explică prin multitudinea de fibre musculare ale pereţilor arteriolelor, ce se pot afla în stare de contracţie sau dilataţie, “tonusul de baza” al arteriolelor, controlat de sistemul neurovegetativ, de diverse substante metabolice, hormoni. Desigur, descoperirea unei tensiuni cresute nu indică prezenta unei hipertensiuni arteriale permanent. În marea majoritate a cazurilor (peste 90%), hipertensiunii arteriale nu i se poate preciza cauza; este asa numită “hipertensiune arterială esenţială” (boala hipertensivă). Apariţia HTA esenţiale este determinată de acţiunea factorilor ereditari, factorilor vasculari, starile emotive repetate, unele tulburari endocrine (suprarenale) şi factorii de mediu. Studierea acţiunii acestor factori ne permite de a explica apriţia HTA în cadrul unor familii. HTA esenţială netratată este cunoscută ca un factor de risc care favorizează localizarea şi agravarea aterosclerozei, antrenînd complicaţii cardiace (cardiopatia ischemică) accidente cerebrale, stenoze ale arterelor carotide sau a celor din membrele inferioare (arterite).
Generalităţi Hipertensiunea reprezintă o patologie a sistemului cardiovascular caracterizată prin majorarea valorilor tensiunii arteriale, mai sus de normă.
Limitele normale ale tensiunii arteriale
Virsta Tensiunea arterial sistolică Tensiunea arterial diastolică
3-5 ani 116 766-9 ani 122 7810-12 ani 126 8213-15 ani 136 86adulţi 140 90
Cauze Modificările fundamentale locale care stau la baza hipertensiunii arteriale sunt vasoconstricţia arterială şi creşterea conţinutului peretelui arteriolar în apă şi sare. Mai târziu apar leziuni organice şi ateroscleroza , care grăbesc evoluţia complicaţiilor.Clasificarea. În funcţie de etiologie HTA poate fi:- Esenţială sau idiopatică -nu se poate evidenţia o cauză organică- Secundară sau simptomatică-e dovedită cauza. Se deosebesc hipertensiuni secundare renale, endocrine, neurogene şi cardiovasculare.Hipertensiunea arterial Esenţială. Hipertensiunea arterială esenţială: prin care se înţelege orice sindrom clinic hipertensiv , în care valorile presiunii arteriale sunt crescute, în absenţa unei cauze organice. Principala dificultate în evidentierea mecanismelor responsabile de hipertensiune la pacienţi este atribuită varietăţii de sisteme implicate în reglarea tensiunii arteriale şi complexitaţii relaţiilor dintre aceste aşa ca: sistemul adrenergic periferic şi/ sau central, renal, hormonal si vascular . Hipertensiunea arterială esenţială (HTAE) este o boală foarte răspîndită, afectînd 10% din populaţie, mai ales persoanele în vîrstă, cu o incidenţă echilibrată între cele doua sexe pînă în
jurul vîrstei de 60 de ani. La persoanele trecute de 60 de ani, frecvenţa devine mai mare în rîndul femeilor.Etiopatogenia Majoritatea autorilor acceptă astăzi concepţia nervistă, potrivit căreia predispoziţia ereditară determină modificări neurogene în controlul tensiunii arteriale. Aceasta dtermină o anumită modalitate de răspuns la situaţii de stres , durere , frică , supărare. Diferiţi factori, excitanţi din sfera psiho-emoţională, acţionând pe fonul predispoziţiei ereditare, duc la apariţia unor focare de excitaţie permanentă la nivelul scoarţei cerebrale, determinând secundar o vasoconstricţie arterială. În lanţul patogenic al hipertensiunii mai intervin, tot prin intermediul scoarţei, sistemul endocrin şi rinichii.Rolul factorilor ereditari în apariţia HTAE Factorii genetici au fost mult timp consideraţi a fi importanţi în geneza hipertensiunii. In urma studiilor pe animale şi pe populaţii umane au fost obtinute date care susţin acest punct de vedere. O abordare a fost aceea de a aprecia corelaţia presiunii sanguine în cadrul familiilor (agregarea familială), chiar în condiţii în care diferiţi membri ai aceleiaşi familii traiesc în medii diferite, cu factori de risc variaţi. Ereditatea HTA a fost mulţi ani un subiect de confruntare între doua ipoteze:
- Pickering (1959) considera că tensiunea arterială, la fel ca şi alte caractere umane(talia, inteligenţa, ş.a) – este un caracter cantitativ, cu o distribuţie continuă în populaţie şi cu un determinism poligenic; iar HTA ar reprezenta variaţia extrema a acestei distribuţii.
- Platt (1947) susţinea că TA are un determinism monogenic. Pe parcurs s-a dovedit că HTA esentială are o etiologie multifactorială, fiind produsă de mai multe gene ale căror efect este modulat de interacţiunea între mai multe gene, cît şi între genă şi mediu. În final, au fost constatate şi defecte monogenice (de exemplu: sindromul Liddle) şi gene susceptibile (de ex. gena angiotensinogenului sau gena enzimei de conversie) care prezintă una din consecinţele apariţiei presiunei arterială crescută. Problema esenială a eredităţii HTA rămîne identificarea multiplelor gene de susceptibilitate şi efectul diferitor variante alelice în modularea TA. În principiu, anume alele ale multor gene sunt implicate în dezvoltarea HTA şi mai frecvent sunt prezente la hipertensivi decît la normotensivi şi trebuie să se transmită în familie împreună cu HTA. În studierea HTA s-a facut selecţia genelor pe baza mecanismelor şi moleculelor implicate în reglarea TA. Rolul fundamental îl au rinichii, suprarenalele, sistemul nervos ce participă la mecanismul presiune-natriuureză controlate de sistemul renină-angiotensină-aldosteron. Au fost identificate şi localizate genele ce codifică diferite componente ale sistemului:Gena ADD1 (alfa-adducina, senzor al modificării presiunii hidrostatice)Gena AGT (pentru angiotensinogen), ce se asociază semnificativ cu HTA.Gena pentru renină Gena ACE (pentru enzima de conversie a angiotensinei, situata pe cromozomul 17q23)Gena AT1R (pentru receptorul angiotensinei)Gena CYP11B2 (pentru aldosteron sintetaza)Gena SCNN1B(pentru subunitatea beta a canalului de sodiu non voltaj dependent tip 1) Pentru fiecare dintre aceste gene s-au identificat mai multe variante alelice şi s-a studiat efectul lor asupra concentraţiei plasmatice a produsului, asupra resorbţiei tubulare de sodiu sau asupra TA. Rezultatele obţinute au precizat că factorul genetic va determina sporirea rezistenţei vasculare periferice.Alte mecanisme responsabile de patogenia HTAE
- Hipertrofia miocitelor vasculare, cu îngustarea lumenului acestuia- Disfunctia ereditară a pompelor ionice şi acumularea ionilor de Ca+, ce va împiedica
relaxarea miocitelor vasculare
156
- Dereglari ereditare în transportul transmembranar al ionilor de Na+,cu acumularea acestuia în mediul intern, creşterea volemiei şi spasmul vaselor
- Sinteza mărită de endotelină Cele mai multe studii care au evaluat rolul sării în geneza hipertensiunii au apreciat că ionul de sodiu este cel important. Totuşi, unii cercetători au sugerat ideea, că ionul de clor poate fi la fel de important. Această sugestie este bazată pe observaţia, că administrarea sărurilor de sodiu fără clor la animalele hipertensive sensibile la sare nu creşte presiunea arterială. De asemenea, calciul a fost suspectat ca fiind implicat în patogeneza unor forme de hipertensiune esenţială. În studiile epidemiologice un aport crescut de calciu a fost asociat cu o creştere a presiunii sanguine; o creştere a nivelurilor de calciu în citoplasma miocitelor a fost constatată la unii hipertensivi; în final, blocanţii influxului de calciu sunt agenţi antihipertensivi eficienţi. Câteva studii au constatat o legătură potenţială între formele de hipertensiune sensibile la sare şi calciu. S-a postulat că, secundar unui exces de sare şi a incapacităţii rinichiului de a o elimina, poate apărea o creştere a factorilor natriuretici plasmatici. Unul dintre aceştia, aşa-numitul factor natriuretic digital-like, inhibă Na+-K+ ATP-aza sensibilă la ouabaină şi astfel determină acumularea intracelulară a calciului şi hiperreactivitatea muşchiului neted vascular. Cercetatorilor de la Maryland School of Medicine au demonstrate că persoanele care posedă una dintre variantele des întîlnite ale genei STK39 sunt mai expusi să sufere de hipertensiune arterial, comparative cu cei ce nu posedă această genă. Potrivit rezultatelor cercetarilor, gena STK39 produce o proteină implicată în reglarea modului în care rinichiul menţine concentraţia de sare în organism, un factor cheie în determinarea presiunii arteriale. Chiar în cazul mutaţiei genei STK39, instalarea hipertensiunii arteriale este susţinută şi de alte gene, cît si de factori de risc precum obezitatea,sedentarismul, fumatul şi aportul excesiv de sare. O explicaţie postulată pentru hipertensiunea sensibilă la sare este defectul generalizat al membranei celulare. Au fost constatate anomalii ale transportului transmembranar al sodiului. Întrucât s-au constatat atât creşteri, cât şi scăderi ale funcţiei diferitelor sisteme de transport, probabil că unele anomalii sunt procese primare, altele secundare. S-a admis că această anomalie în transportul sodiului reflectă o alterare nedefinită a membranei celulare şi că acest defect apare în multe, probabil în toate, celulele corpului, în special în miocitele vasculare. La fel sa costatat un defect ereditar al pompelor ionice ce asigură recaptarea Ca 2+în reticulul endoplasmatic. Ca urmare a acestui defect apare o acumulare anormală a calciului în muşchiul neted vascular, determinînd un răspuns vascular crescut faţă de agenţii vasoconstrictori. Pe baza studiilor care au utilizat hematii s-a propus că acest defect este prezent la 35-50% din populaţia cu hipertensiune arterială esenţială. Alte studii sugerează, că anomalia transportului sodiului în hematii nu este o anomalie fixă, ci poate fi modificată prin factori de mediu. Fiecare dintre aceste ipoteze prezintă drept rezultat final comun o creştere a calciului intracelular, ce determină reactivitate vasculară crescută. Totuşi, aşa cum s-a descris anterior, câteva mecanisme ar putea produce creşterea acumulării de calciu. Mai mult ca atît, acumularea execiva de sodiu în interiorul celulei musculare netede a peretelui vascular va determina edemul celular prin reţinerea apei, scăderea calibrului vascular si astfel o creştere a rezistenţei vasculare periferice. şi odată cu acumularea de calciu în celula musculară netedă vasculară se va determina o crestere a contractilităţii muşchiului neted din structura peretelui vascular – vasoconstricţie. Aşadar, ambele consecinţe ale alterării mecanismelor de transport prin membrane a ionilor acţionează sinergic în determinarea hipertensiunii arteriale.Defecte monogenice Un defect monogenic important în apariţia HTAE este sindromul Liddle. Aceasta prezintă o patologie cu transmitere autosomal-dominant care reprezintă o dereglare asociată cu alcaloză metabolică hipopotasemică, pierderi renale de K+ şi secreţie supresată de renină şi aldosteron.
157
Hipertensiunea în cazul acestui sindrom de regulă apare în copilărie. Sindromul Liddle implică funcţia anormală a rinichilor cu o resorbţie excesivă de natriu şi pierderile de potasiu din tubii renali. Această afecţiune este determinată de mutaţii în cadrul subunităţii III ale canalelor de Na+
apicale ale celulelor principale, determinînd creşterea conductivităţii acestora. Clasic, acest fenomen se observă în acidoză tubulară renală proximală (tip 2). Cetacidoza diabetică şi abuzul de toluen (inhalarea vaporilor de adezivi) pot creşte aportul de 3 -hidroxibutirat şi respectiv hipurat astfel cresc pierderile renale de K+. Copiii cu sindromul Liddle deseori ramîn asimptomatici, şi hipertensiunea se depistează doar în cazul unei examinări de rutină. Din cauza că acest sindrom se întîlneşte rar, diagnoza va fi stabilită doar în cazul cînd hipertensiunea nu va răspunde la agenţii antihipertensivi. În cadrul cerecetărilor efectuate de către geneticienii americani s-a demonstrat, că există mai mult de 50 de gene responsabile de apariţia hipertesiunii arteriale. Una din acestea este gena angiotensinogenului. În cazul măririi cantităţii de angiotensinogen are loc creşterea presiunii arteriale, şi respectiv apariţia hipertensiunei. În patogenia hipertensiunii arteriale esenţiale un rol important îl joacă şi hiperreactivitatea vasculară, cu alte cuvinte vasoconstricţia apare ca răspuns anormal la diferiţi stimulanţi. S-a constatat că cea mai puternică vasoconstricţie este realizată de catre o substanţă secretată însuşi de endoteliul vascular, numită endotelină. Endotelina mai posedă şi un efect secundar de creştere a masei musculare netede din peretele vascular, care aduce la creşterea rezistenţei vasculare şi astfel contribuie la instalarea hipertensiunii arteriale. Pe lîngă endotelină, endoteliul vascular mai secretă şi o serie de factori cu rol vasodilatator şi inhibitor al creşterii celulare şi contribuie la menţinerea structurii vasculare – prostaciclina, adenozina, monoxidul de azot, ş.a. Proprietatea endoteliocitelor de a sintetiza factorii inhibitori ai cresterii celulare poate fi dereglată chiar şi la leziuni minime endoteliale. Hipertrofia musculaturii netede de la nivelul vasului mai este determinată şi de angiotensina II. Aceasta unindu-se receptorul tip I de la nivelul vasului, declanşează o cascadă de reacţii biochimice, care activează expresia genelor, sinteza de proteine, mitogeneza şi hipertrofia miocardului.
Forme monogenice de HTASindromul Gene impli-
cateLocalizare cromozomiala
Functia normala a genei/mecanismul bolii
Deficienta de cortizol-11beta-ketoreductaza
HSD11B2 16q22 Pierederea funcţiei 11-beta-hidroxisteroid dehidrogenazei de tip2 permite activarea de către cortizol a receptorilormineralocorticoizi renali
Hiperaldosteronismul familial tip I
CYP11B1CYP11B2
8p21 Fuziunea genelor CYP11B2 şi CYP11B1 plaseaza productia aldosteronului sub controlul ACTH
Deficienţa 17-alfa-hidroxilazei
CYP17A1 10q24.3 17-alfa-hidroxilaza este necesara pentru sinteza cortizolului. Deficienţa sa deter-mină creşterea nivelului de ACTH şi a sintezei de dezoxi-corticosteron şi corticosteron ce produc hipertensiune
158
Sindromul Liddle (pseudohiper-aldosteronism tip I)
SCNN1BSCNN1G
16p13-p12 Reabsorbţia excesivă a sodiului la nivel renal este con- secinţa activării consecutive a canalului epitelial de sodiu datorată unor mutaţii cu trunchierea proteinei fie la nivelul subunităţii beta, fie a subunităţii gama a acestui canal
Pseudo-aldosteronism tip II
WNK1WNK4
12p1317q21-q22
Aceste gene codifică proteinkinaza ce influienţează reabsorbţia paracelulară a ionilor în nefronii distali.
Sindromul Bardet-Biedl, tipurile 2 si 4
BBS2BBS4
16q2115q22.3-q23
Genele codifică proteinele din clasa a doua a chaperoninelor; mecanismul bolii nu este bine cunoscut
Influienţa sistemului renin-angiotensin-aldosteron şi formele monogenice a HTAE (toate avînd în comun creşterea reabsorbţiei Na+)
Angiotensinogen ↓ ← Renina Angiotensina I ↓ ← ACE(enzima de conversie a angiotensimnogenului)
Angiotensina II → vasoconstricţie → creştere a TA ↓ AT1R suprarenala
↓ ← Deficienţa de 17-alfa hidroxilaza Mineralocorticoizi ← GRA(glucosteroid-remediable aldosteronism)
↓ Canal epitelial de Na+ ← sindr.Liddle (pseudohipoaldosteronism tip I) ↓ Reabsorbţia de Na+
Rezultatele obţinute de mai mulţi cercetători permit totuşi să concluzionăm:- Este puţin probabil ca o singură genă majoră să fie implicată în geneza HTA primare- Intervin mai multe gene polimorfice în dependentă de caracteristicele genetice şi
ecologice ale unei anumite populaţii- Între aceste gene există interacţiuni organizate într-o reţea – ce duc la creşterea TA- Efectul unor variante alelice ale unor gene implicate în sistemul renină-angiotensină
depinde de virsta şi de unii factori de mediu- Efectul unor medicamente antihipertensive noi (inhibitori ai ACE, blocanti de receptori
AT) poate fi influientat de polimorfismul genelor.
159
Bibliografie1. Prof. dr. L. Gherasim, prof. dr. E. Apetrei. „Actualităţi în cardiologie”.2. Vogt B. A. „Hypertension in children and adolescent” 3. Braunwald E. HEART DISEASE / Tratat de boli cardiovasculare. Vol. 1 şi 2 (Traducere în
rom.). Editura M.A.S.T., 2000 4. „Societatea Naţională de Cardiologie”. Ghidul de management al hipertensiunii arteriale.5. www.sfatulmedicului.ro/print_article.php?id=256&catname=Cardiologie6. ro.wikipedia.org/wiki/Special:Search?search=hipertensiune+arteriala&go=Go7. L. Gherasim - Medicină Internă, vol II -”Hipertensiunea arterială”8. Harrison - Principiile medicinei interne - „Boala vasculară hipertensivă”9. Mircea Covic, Dragoş Ştefănescu, Ionel Sadovici – „Genetica medicală”
UNELE VERIGI PATOGENETICE ÎN PRODUCEREA COAGULĂRII INTRAVASCULARE DISEMINATE
Ion Preguza(Conducător ştiinţific –d.h.ş.m., prof. univ., Porfirie Cazacu )
Catedra Fiziopatologie şi Fiziopatologie Clinică USMF „Nicolae Testemiţanu”
SummarySome pathogenetical links in generating of
disseminated intravascular coagulationDisseminated intravascular coagulation (DIC) is a complex systemic
thrombohemorrhagic disorder involving the generation of intravascular fibrin and the consumption of procoagulants and platelets. The resultant clinical condition is characterized by intravascular coagulation and hemorrhage.
DIC is always secondary to an underlying disorder and is associated with a number of clinical conditions, generally involving activation of systemic inflammation. DIC is most commonly observed in severe sepsis and septic shock. DIC has several consistent components including activation of intravascular coagulation, depletion of clotting factors, and end-organ damage.
Prognosis varies depending on the underlying disorder. The prognosis for those with DIC, regardless of cause, is often grim. The colloquial reference "death is coming," refers to the lack of existing and alternative forms of available treatment options, and to an expected worsening prognosis.
RezumatCoagularea intravasculară diseminată (CID) este un sindrom complex care implică
formarea fibrinei intravascular şi consumarea factorilor procoagulanţi şi a plachetelor sangvine. Tabloul clinic este determinat de prezenţa trombilor în vasele microcirculatorii, şi de sindromul hemoragic.
Sindromul CID apare întotdeauna pe fundalul unei patologii de bază. Pronosticul pentru un pacient cu diagnosticul CID depinde de patologia de bază, dar de regula, este nefavorabil, din cauza lipsei alternativelor şi opţiunilor de tratament.
Actualitatea temeiCoagularea intravasculară diseminată reprezintă un sindrom complex, o asociere
paradoxală a formarii de trombi în vasele microcirculatorii ,ce conduce, pe de o parte la multiple microtromboze în organe, iar inactivarea sau consumarea excesivă a factorilor coagularii şi plachetelor sangvine provoacă, pe de altă parte activarea ulterioară a proceselor fibrinolitice cu instalarea hemoragiilor severe (sindromului hemoragic), tabloul clinic fiind determinat de procesul care predomină. [7,12]
Sindromul CID nu este considerat o entitate de sine stătătoare, ci un mecanism patogenetic intermediar de boală, care poate apărea, însoţi şi complica evoluţia unui numar însemnat de afecţiuni primare acute sau cronice.
Acest proces de etiologie diversă reprezintă cea mai complexă anomalie a hemostazei, care pînă în prezent este însoţită de rate înalte de mortalitate şi morbiditate. Astfel avortul septic asociat cu CID severă are o mortalitate de 50%, în cazul traumatismelor mari prezenţa de sindrom CID dublează rata mortalităţii, iar purpura idiopatică fulminantă asociată cu CID prezinta o rată de mortalitate de 18%.[1,5]
Acest sindrom apare cu o frecvenţă egală la bărbaţi şi femei, declanşarea lui nefiind influenţată de vîrstă.
De menţionat, că in CID succesiunea etapelor hemostazei este una normala, fiind caracteristică mai degrabă o manifestare exagerată, hiperergică a coagularii.Etiologie
CID apare întotdeauna pe fundalul unei boli de bază. Totalitatea de factori etiologici, ce pot conduce la declanşarea sindromului CID sunt
divizaţi în următoarele grupe: Pătrunderea în sînge a unor cantităţi mari de factor tisular sau a activatorilor acestuia din
organele bogate în aceste substanţe (de exemplu din uter, prostată, plămîni, pancreas). Tulburarea proceselor reologice ale sîngelui şi microcirculaţiei (şocul traumatic, sindrom
hemoragic). Lezarea pereţilor vasculari cu eliberarea de factori declanşatori din endoteliu, plachete,
eritrocite şi ţesuturi cu accelerarea procesului de coagulare (de exemplu în capilaropatii, septicemii, richetsioze).
Extinderea unei agregări masive de plachete în microcirculaţie (de exemplu, în caz de reacţii imune şi autoimune, acumularea de metaboliţi şi substanţe biologic active).Situaţiile clinice care se pot asocia cu un sindrom de coagulare intravasculară diseminată
sunt: septicemia/infecţii severe mai ales cu bacterii Gram-negative; trauma (traumatismul cerebral, politraumatism); boli inflamatorii (pancreatită, enterita ulcero-necrotică); procese maligne (tumori solide, cancerul de prostată şi de pancres, boli mielo- şi limfoproliferative); accidente obstreticale (embolia cu lichid amniotic, decolare prematură a placentei, moartea intrauterină a fătului); anomalii vasculare (sindrom Kasabach-Merritt, anevrisme de vase mari); insuficienţă hepatică severă; reacţii imunologice sau toxice severe (transfuzii incompatibile, rejecţie de transplant); arsuri extinse; intervenţiile pe cord efectuate cu circulaţie extracorporală; muşcătură de şarpe.[6]
În funcţie de condiţiile de apariţie, agenţi declanşatori pot fi: endotoxine, tromboplastina tisulară (factor tisular), enzime proteolitice, produşi de hemoliză, veninuri.
Atît viteza de apariţie cît şi amploarea pe care o capătă CID este dependentă de mai mulţi factori. Dintre factorii favorizanţi de bază menţionam: acidoza severă prelungită, hipoxia/anoxia, staza capilară şi hemoconcentraţia.
PatogenieCoagularea intravasculară diseminata în funcţie de modul şi de accentul pus pe un anumit
aspect al patogeniei (mecanismelor de producere), a căpătat mai multe denumiri: coagulopatie prin consum, sindrom de defibrinare, fenomen trombohemoragic, dereglarea trombohemoragică consumptivă.
Termenul de coagulare intravasculară diseminată (CID) este mai frecvent utilizat în literatură şi în clinică deoarece atrage atenţia asupra unui proces dinamic de coagulare avînd loc intravascular şi în mod diseminat.
Sindromul CID are urmatoarele etape: 1.Faza de hipercoagubilitate. 2.Faza de hipocoagubilitate. 3.Faza finala.
161
Indiferent de factorul declanşator, sindromul CID debutează cu faza de hipercoagubilitate. Acesta presupune o activare spontana, excesiva, necontrolată a factorilor coagularii cu generarea de microtrombi şi depozitare de fibrină în vasele patului microcirculator, cauzînd dereglari de perfuzie a diferitor organe, şi consumarea factorilor coagulării (coagulopatie prin consum).
Patru mecanisme diferite sunt responsabile de dereglarile hematologice observate in sindromul CID: 1. Generarea unor cantitaţi mari de trombină. 2. Deprimarea activitaţii sistemelor anticoagulante. 3. Afectarea sistemului fibrinolitic.4. Depleţia factorilor coagulării şi a plachetelor sangvine.
În prezent se cunosc trei mecanisme care pot declanşa coagularea: 1. Activarea pe cale intrinsecă.2. Activarea pe cale extrinseca (care implica eliberarea de factor tisular).3. Activarea directă a factorilor coagulării de catre unele enzime eliberate in sînge
(venin de şarpe, enzime proteolitice eliberate din celulele lezate).Deoarece la pacienţii cu septicemie (CID apare la aproximativ 30-50% din pacienţii), şi
la iepurii injectaţi cu endotoxină, nivelul plasmatic al factorului XII (Hageman) scade, iar activitatea totală a kininelor creşte, sa presupus faptul că endotoxina produce o activare şi implicit un consum al factorului XII, declanşîndu-se astfel coagularea pe cale intrinsecă. Însa inhibarea în mod experimental a factorului XII nu a prevenit declansarea unui sindrom CID.[9]
Astfel a fost dovedit că nu factorul XII şi implicit activarea coagularii pe cale intrinsecă este veriga principală in CID.
Există date că nici plachetele sangvine nu pot fi considerate ca fiind principalul mediator în declanşarea CID, întrucît trombocitopenia indusă experimental nu previne instalarea CID indusă de exotoxină, deşi atenuează evident procesele necrotice.
Potrivit concepţiilor moderne, activarea coagulării pe cale extrinsecă, via factor tisular reprezintă principalul mecanism implicat în CID. [8]
Teoretic există trei posibilităţi de expunere a factorului tisular în contact cu sîngele: activarea celulei care expune în mod activ factor tisular la suprafaţă (fenomen
evidenţiat mai ales în cazul celulelor endoteliale); lezarea celulelor sub acţiunea oricărui factor etiologic; eliberarea de factor tisular de pe suprafaţa celulei şi trecerea acestuia în circulaţie
împreună cu fragmentele de membrană (mecanism ce intervine mai ales în cazuri de leucoze, cînd elementele blastice degradează în torentul circulator).
Mecanismele expuse mai sus pot fi influenţate de endotoxină atît prin acţiune directă asupra endoteliilor, cît mai ales pe cai mediate de macrofage, neutrofile şi mastocite. Astfel activarea macrofagelor şi mastocitelor de către endotoxină duce la eliberarea in torentul sangvin a mediatorilor inflamaţiei, mai cu seamă a interleukinei 1 (IL 1) şi a factorului necrozei tumorale (TNFα), care expun pe suprafaţa endoteliilor factor tisular.[10] Mai mult, activarea neutrofilelor şi implicit eliberarea radicalilor superoxizi determină leziuni a endoteliilor pînă la liză şi detaşare de pe membrana bazală, cu eliberarea unei cantităţi mari de factor tisular. [8]
Suplimentar, porţiunea polizaharidică a endotoxinei exercită un efect de activare a sistemului complement. Generarea de fragmente C3a şi C5a la rîndul lor stimulează eliberarea de radicali superoxizi şi de elastază din neutrofile, care la rîndul lor induc leziuni în celulele endoteliale, cu eliberare consecutivă de factor tisular. [8]
Indiferent de modul de expunere sau eliberare a factorului tisular, acesta duce implicit la activarea factorului VII şi declanşarea coagularii pe cale extrinseca. Paralel, trombina rezultată în acest proces potenţează şi calea intrinsecă prin activarea factorului VIII. Rezultatul final este formarea unei cantitaţi exagerate de fibrină în microcirculaţie.Acest mecanism este cu atît mai activ cu cît mecanismele anticoagulante ale endoteliilor sunt mai deprimate sub acţiunea aceloraşi agenţi patogeni care declanşează coagularea.
162
Sistemul anticoagulant contrabalansează activitatea procoagulantă a organismului. Din acest sistem fac parte antitrombina III, cofactorul II al heparinei, α2 macroglobulina, sistemul proteinei C etc.
Cercetările clinice şi experimentale au demonstrat faptul ca în cursul unui proces de CID activitatea anticoagulantă a organismului este deprimată. Există cel puţin două mecanisme care micşorează activitatea sistemului anticoagulant.
Pe de o parte se ajunge la o epuizare a inhibitorilor coagulării prin formarea de complexe inactive cu factorii activaţi ai coagulării. Astfel în cursul CID se constată o crestere marcată a complexelor trombină-antitrombină III, însă activitatea plasmatică a antitrombinei scade.
Pe de altă parte, leziunile endoteliilor diminuă intervenţia acestora în mecanismele de control ale coagulării.
Se ştie că activitatea antitrombinei III creşte considerabil la fixarea acesteia pe glucozaminoglicanii de la suprafaţa endoteliilor, iar prin lezarea endoteliilor, şi respectiv prin deficitul de glucozaminoglicani (dermatan sulfat, heparan sulfat) se reduce efectul de potenţare a activităţii antitrombinei III şi cofactorului heparinei. S-a mai sugerat că eliberarea masivă a factorului 4 plachetar (antiheparina) din trombocite în cursul CID interferă cu legarea antitrombinei III de heparan sulfatul endoteliilor. Deasemenea în CID scade şi nivelul plasmatic al inhibitorului specific al căii extrinseci a coagulării (TFPI) care în mod normal inactivează complexul factor tisular-factor VIIa, cu rol important în limitarea coagulării.
La fel prin lezarea endoteliilor se perturbă şi intervenţia trombomodulinei, o glicoproteină expusă pe suprafaţa celulelor endoteliale care joacă un rol crucial în activarea proteinei C. Proteina C activată fixează factorii V, VII activi şi mai puţin trombina, reducîndu-le simţitor activitatea acestora.
De remarcat faptul că endotoxina şi IL 1 produc o eliberare de PGI2. De fapt, PGI2 este unul din cei mai puternici inhibitori ai agregarii şi secreţiei plachetare, exercitînd totodată şi un efect vasodilatator. Însă se pare ca PGI2 nu este în stare să prevină declanşarea CID. Probabil are loc contracararea efectelor PGI2 de catre cantitatea mare de TxA2, eliberată în timpul activării plachetelor sanguine de catre trombină. Deasemenea nu este exclusă o epuizare materială a PGI2.
Dupa cum am menţionat, declanşarea CID este însoţită de formare de fibrină în patul microcirculator. Marea varietate în ce priveşte distribuţia trombilor în diversele teritorii vasculare sugerează intervenţia unor factori locali în procesul de polimerizare şi precipitare a fibrinei, generate în procesul de coagulare. Factorii, cu rol în localizare a microtrombilor, sunt reprezentaţi de gravitatea leziunilor endoteliale şi de reacţiile vasomotorii. [11]
Astfel, reproducerea CID, sau injectarea de fibrină solubilă la animalele de experienţă, paralel cu administrare de catecolamine, agravează manifestarile necrotice în organe, în timp ce administrarea de α-blocanţi şi denervarea simpatică reduce în mod apreciabil generarea de microtrombi în capilarele la animalele de laborator. Mai mult microtrombozele cu procese necrotice afectează, mai cu seamă, rinichii, plămînii, ficatul, aceste organe fiind implicate în insuficienţa poliorganică instalată în CID.
O altă complicaţie a depunerilor de fibrină în patul microcirculator este anemia hemolitică microangiopatică, cauzata de deformare, fragmentare pînă la hemoliză a eritrocitelor în timpul trecerii lor prin capilarele parţial ocluzionate. Această consecinţă se manifestă clinic prin anemie şi apariţia în sîngele periferic a schizocitelor.
Întrucît activarea sistemului fibrinolitic reprezintă principalul mecanism prin care se îndepărtează depozitele intravasculare de fibrină, este firesc ca starea acestui sistem să poată avea consecinţe asupra evoluţiei procesului de CID. Astfel, inhibarea fibrinolizei (de exemplu prin acid ε-aminocaproic) accentuează obstrucţia trombotică a microcirculaţiei şi agravează fenomenele necrotice. Pe de altă parte, o activare excesivă a procesului de fibrinoliză s-ar putea solda cu o intensificare a tendinţei la hemoragie.
Creşterea cantităţii produşilor de degradare ai fibrinogenului şi ai fibrinei(X,Y,E,2D) se costată în majoritatea cazurilor de CID şi denotă o activare compensatorie a fibrinolizei. Pentru un astfel de proces pledează şi prezenţa în sînge a complexelor plasmină-α2-antiplasmină.
163
Pe de altă parte, paradoxal, activitatea fibrinolitică în sîngele circulant apare deprimată aproape în toate cazurile de CID.
Studiile demonstreaza ca activatorul tisular al plasminogenului (t-PA) creşte doar în primele două ore de la declanşarea CID, această creştere fiind urmată de o anulare a activităţii t-PA care coincide cu creşterea marcată a inhibitorilor de tip PAI. Prin urmare, într-o primă etapă eliberarea de t-PA din endotelii şi adsorbţia acestui activator pe depozitele de fibrină duc la eliberarea de produşi de degradare ai fibrinei al căror nivel creşte în sîngele circulant. La scurt timp însă (după aproximativ trei ore), activitatea fibrinolitică din sîngele circulant scade brusc atît prin inactivarea t-PA ca urmare a formării complexelor cu PAI, cît şi datorită epuizării t-PA circulant ca urmare a adsorbţiei sale pe reţeaua de fibrină. Aşa se explică lipsa activităţii fibrinolitice în torentul circulator asociată cu eliberarea de produşi de degradare a fibrinei.
După cum s-a arătat anterior plachetele sanguine nu reprezintă principalul mediator în CID. Totuşi, scăderea numărului de plachete circulante cît şi apariţia în sînge a unor produşi de secreţie plachetară (factor plachetar 4), denotă un proces de activare şi consum al acestor elemente figurate. Mecanismele care duc la activarea plachetelor sunt cele care duc şi la generarea de trombină. La aceasta mai intervine şi o acţiune directă a endotoxinei asupra plachetelor. Eliberarea din trombocite a unor substanţe cum sunt factorul de activare a plachetelor (PAF), serotonina, leucotriena B-4(LTB4) pot deasemenea interveni în lezarea endoteliilor fie în mod direct, fie prin intermediul radicalilor superoxizi, produşi de leucocitele stimulate de către metaboliţii plachetari, ceea ce şi mai mult amplifică coagularea intravasculară diseminată. [8] Plachetele activate îşi eliberează conţinutul, se agregă şi sunt incluse în trombi fibrinoplachetari. Ca urmare, numărul de trombocite circulante scade (trombocitopenie), iar cele rămase în circulaţie sunt de cele mai multe ori sărăcite în compuşi activi, astfel că la investigaţiile de laborator ele sunt hiporeactive. [3,4]
Astfel trombocitopenia, hiporeactivitatea cu micşorarea adezivităţii şi agregabilităţii plachetelor rămase, şi consumarea masivă a factorilor plasmatici ai coagulării sunt factorii de bază care contribuie la instalarea unui sindrom hemoragic de amploare la bolnavii cu CID.
Complicaţiile induse de CID diferă de la caz la caz, ele fiind dependente atît de patologia de bază, cît şi de predominanţa manifestărilor trombonecrotice cu insuficienţă poliorganică, sau de sindromul hemoragic grav ce apare consecutiv hipercoagubilităţii sîngelui şi epuizarii factorilor coagulării.
Activarea coagulării cu generarea consecutivă de trombi fibrinoplachetari nu sunt în măsură să explice hipotensiunea la bolnavii cu CID. Deşi de o importanţă minoră în patogeneza CID, factorul XII este responsabil de mecanismele scăderii tensiunii arteriale.
Astfel, alteraţiile celulare induc activarea factorului XII care, la rîndul său, transformă prekalicreina (factor Flether) în kalicreină. Kalicreina este o protează care, acţionînd asupra kininogenului cu masă moleculară mare (HMWK, factor Fitzgerald), generează bradikinina. Alături de celelalte efecte biologice ale bradikininei se enumeră şi efectele puternice vasodepresoare care produc o hipotensiune marcată. [2]
Concluzii1. Coagularea intravasculară diseminată este o coagulopatie în care generarea unor mari
cantitati de trombină, pe calea extrinsecă, duce la formarea de trombi fibrinoplachetari.2. Trombii sunt localizaţi în anumite zone ale microcirculaţiei, în urma unor reacţii
vasomotorii3. Microtrombii vor persista întrucît activarea fibrinolizei este de scurtă durată, fiind relativ
rapid blocată de inhibitorii de tip PAI.4. Obstrucţia microcirculaţiei conduce la apariţia de necroze diseminate, cu insuficienţă
poliorganică. Consumul masiv de factori ai coagulării de plachete sanguine şi leziunile peretelui vascular creeză condiţii pentru dezvoltarea manifestărilor hemoragice. Iar leziunile din diverse organe la necropsie realizează aspecte necrotico-hemoragice.
164
Bibliografie1. Baudo F, Caimi TM, de Cataldo F, Ravizza A, Arlati S, Casella G, et
al. Antithrombin III (ATIII) replacement therapy in patients with sepsis and/or postsurgical complications: a controlled double-blind, randomized, multicenter study. Intensive Care Med. Apr 1998;24(4):336-42.
2. Colman R. W. The roleof plasma proteases in septic shock. New Engl. J Med. 1989,320,1207-1209.
3. Crisnic J., Cucuianu M., Manasia M., Uza G., Disseminated intravascular coagulation and acute renal failure. Thromb. Diathes. Haemorrh. 1971,26,332-340.
4. Cucuianu M., Papilian V., Bareliuc N., Crisnic I. Platelet adhesiveness and euglobulin lysis time in dog given repeated infusion of sodium palmitate. Thromb. Diathes. Haemorr, 1969.22,164-173.
5. Fourrier F, Chopin C, Goudemand J, Hendrycx S, Caron C, Rime A, et al. Septic shock, multiple organ failure, and disseminated intravascular coagulation. Compared patterns of antithrombin III, protein C, and protein S deficiencies. Chest. Mar 1992;101(3):816-23.
6. Levi M, de Jonge E, van der Poll T. New treatment strategies for disseminated intravascular coagulation based on current understanding of the pathophysiology. Ann Med. 2004;36(1):41-9.
7. Matsuda T. Clinical aspects of DIC--disseminated intravascular coagulation. Pol J Pharmacol. Jan-Feb 1996;48(1):73-5.
8. Muller-Berghaus, G. Pathophysiological events in disseminated intravascular coagulation: dysregulation of procoagulant and anticoagulant pathways. Seminars in Trombosis and Haemostasis 1989,15,1,58-87.
9. Muller-Berghaus. G.Schneberger, R. Hageman factor activation in the generalized Schwartzman reaction induced by endotoxin. Brit. J. Haematol. 1971, 21, 513-527.
10. Nawroth PP, Stern DM. Modulation of endothelial cell hemostatic properties by tumor necrosis factor. J Exp Med. Mar 1 1986;163(3):740-5.
11. Palmerio. C, Ming S., C.Frank, E.Fine. J. The role of the sympathetic nervous system in the generalized Schwartzman reaction.J.Exp.Med. 1962, 115, 609-612.
12. Taylor FB Jr, Toh CH, Hoots WK, Wada H, Levi M, Scientific Subcommittee on Disseminated Intravascular Coagulation (DIC) of the International Society on Thrombosis and Haemostasis (ISTH). Towards definition, clinical and laboratory criteria, and a scoring system for disseminated intravascular coagulation. Thromb Haemost. Nov 2001;86(5):1327-30.
STRATEGII DE TRATAMENT BIOLOGIC AL CANCERULUIEcaterina Chiriac
(Conducator ştiinţific – Andrei Iarovoi, dr în medicină, prof. univ.)Catedra Fiziopatologie şi Fiziopatologie clinică USMF “Nicolae Testemiţanu”
SummaryStrategies of biological treatment of cancer
Biological theory of cancer is a new way of treating cancer, its goal being the stimulation of the immune system in order to treat or prevent the apparition of tumors. Many strategies of biological treatment, such as cytokines, antitumoral vaccines, monoclonal antibodies, retinoides have already proved to be efficient by having a long-lasting action and only a few side-effects. Nowadays, the problem of discovering some strategies, which would combine the methods of biological treatment with the traditional ones, for the improvement of life quality in patients with tumors, is being thoroughly discussed.
165
RezumatTerapia biologică a cancerului este o nouă cale de tratare a cancerului, premisa căreia este
stimularea sistemului imun în scopul tratării sau prevenirii apariţiei tumorilor. Numeroasele strategii de tratament biologic, aşa ca utilizarea citokinelor, vaccinurilor antitumorale, anticorpilor monoclonali, retinoizilor şi-au demonstrat eficacitatea, avînd un efect durabil şi puţine efecte adverse. În prezent se pune problema elaborării unor strategii de combinare a metodelor de tratament biologic cu cele tradiţionale în scopul ridicării calităţii vieţii pacienţilor.
Actualitatea temeiTerapia biologică reprezintă utilizarea unor materiale biologice, celule sau produşi
celulari care acţionează direct asupra proliferării, diferenţierii sau viabilităţii celulelor maligne sau asupra celulelor imunocompetente ale gazdei, modificînd astfel răspunsul organismului faţă de tumoră. Aceste materiale implică urmatoarele mecanisme de acţiune:
Stimularea răspunsului antitumoral prin creşterea numărului de celule efectoare sau prin producerea unuia sau mai multor mediatori;
Alterarea celulelor tumorale în scopul ridicării imunogenităţii şi ridicării susceptibilităţii lor la reacţia imună;
Inducerea toleranţei organismului la citotoxice sau radioterapie, astfel crescînd capacitatea gazdei de a tolera leziunile produse de tratamentele oncologice toxice;
Premisa de bază a imunoterapiei cancerului este de a stimula sistemul imun în scopul tratării sau prevenirii cancerului. Datele ştiinţifice obţinute pînă în prezent denotă că tulburările funcţiei sistemului imun joacă un rol important în progresia cancerului. Incidenţa cancerului la persoanele supuse tratamentului imunosupresiv este de 100 de ori mai mare decît la persoanele cu funcţia imună normală. Limfoamele, cancerul de piele şi de col uterin sunt doar cîteva tipuri de cancer care au fost asociate cu imunosupresia. Pacienţii cu transplant de rinichi au prezentat o incidenţă de 5 ori mai mare a cancerului, comparativ cu populaţia normală, aceasta datorîndu-se imunosupresiei timp îndelungat. Totodată, activitatea antitumorală înaltă a sistemului imun a fost sugerată în cazul regresiei spontane a cencerului (10).
Chiar dacă nu s-a elucidat definitiv rolul sistemului imun în apariţia şi regresia cancerului, se ştie că tumorile sunt imunogenetice. Cancerul este cauzat de o varietate de defecte genetice ce afectează genele care codifică proteinele implicate în creşterea celulelor. Componentele sistemului imun nu recunosc genele defecte, ci proteinele anormale specifice celulelor tumorale codificate de aceste gene. Cunoscînd structura unor antigene tumorale, s-ar putea realiza stimularea sistemului imun în scopul tratării cancerului.
Modificatorii raspunsului biologic (MRB) MRB sunt agenţii care modifică raportul tumoră-gazdă prin reglarea răspunsului gazdei
faţă de tumoră cu efecte terapeutice consecutive. Originea MRB:
Proteine naturale care pot fi produse de sistemul imun al gazdei, cu sau fără acţiune imunomodulatorie, dar cu potenţial terapeutic: interferonul, interleukinele, factorii de stimulare a coloniilor, factorul de necroză tumorală, limfotoxina, citolizina, etc.;
Compuşi chimici sintetici cu proprietăţi imunoregulatoare care includ, dar nu se limitează la molecule aromatice, alifatice, heterociclice, pirimidone;
Produşi naturali parţial caracterizaţi: extracte purificate sau supernatante, cu acţiune imunomodulatorie, dar fără individualizarea structurii eficace.
Tabelul 1Caracteristica comparativă a modificatorilor răspunsului biologic şi citostaticelor
minimă care produce o creştere semnificativă a activităţii celulelor efectoare, inferioară DMT)
Reacţii adverse
Sindromul pseudogripal(febră, astenie, cefalee, hipotensiune, mialgii); sindromul de permeabilitate capilară cu retenţie lichidiană (edem, hipovolemie, creştere în greutate, insuficienţă renală, semne neurologice)
Alopecie, manifestări dispeptice, hemoragii, risc crescut de infecţii, manifestări hematologice (anemie, trombocitopenie, leucopenie)
CitokineleCitokinele sînt proteine sau glicoproteine secretate de celulele imune, care reglează
activitatea celulelor NK, macrofagelor, neutrofilelor, limfocitelor T şi B.Interferonul α – include o familie de proteine, codificate de genele cromozomului 9. În
funcţie de celula de origine, se descriu 3 clase de interferon – IFN α produs de leucocite, IFN β produs de fibroblaşti şi T-IFN γ produs de limfocite. Acţiunile biologice ale interferonului α sînt:
a) Acţiune imunomodulatorie: Activarea celulelor NK şi CTL; Inducerea antigenelor CMH clasa I;
b) Activitate antiviralăc) Activitate antiproliferativă:
Inhibiţia angiogenezei; Inducţia diferenţierii; Interacţiunea cu alte citokine; Creşterea expresiei unor antigene de suprafaţă, inclusiv antigene asociate tumorilor; Acţiunea citotoxică directă.
Interferonul este utilizat în scopul tratării leucemiei mileloide cronice, leucemiei cu celule păroase, mielomului multiplu, limfoamelor T cutanate, sarcomului Kaposi la bolnavii cu SIDA, melanoamelor, carcinomului renal, carcinoidului intestinal. Este indicată asocierea lui cu alte MRB. Raspunsul variază între 10 şi 24 %.
Interleukina 2 – este produsã de limfocitele TCD4 activate. Unele clone de limfocite TCD8 pot produce cantităţi mici de IL-2. IL-2 posedă următoarele proprietăţi biologice :
Activează şi stimulează proliferarea limfocitelor T, B şi a celulelor NK; Stimulează activitatea citotoxică a celulor T şi NK; Induce secreţia IFNγ, TNF, factorilor de creştere a limfocitelor; Induce secreţia de anticorpi de către limfocitele B; Creşte citotoxicitatea monocitelor.
Tratamentul cu interleukine poate avea următoarele efecte adeverse grave: hepatotoxicitate, renotoxicitate, edem pulmonar, efecte nocive asupra măduvei hematopoetice, manifestări cutanate, artralgii, tiroidite (1), însă un număr substanţial de pacienţi cu cancer renal au trăit un an după tratament, iar pacienţii cu melanom au supravieţuit 5-15 ani.
IL-2 se utilizează sub forma imunoterapiei cu celule adoptive: LAK(Lymphokine Activated Killer), LANAK(Lymphokine Activated Natural Killer) şi TIL(Tumor infiltrating Lymphocytes)
Celulele LAK sunt limfocite izolate din sîngele periferic după o perfuzie prealabilă cu IL-2. Celulele LANAK sunt o populaţie selecţionată de celule NK obţinută prin tehnici sofisticate
167
de purificare (2). Celulele TIL sunt obţinute prin digestia enzimatică a unor fragmente de tumoră, limfocitele obţinute fiind amplificate în cultură pură timp de mai multe săptămîni, după care sînt reinjectate bolnavului. Deoarece au fost recoltate din fragmentul tumoral, aceste limfocite sunt sensibilizate şi capabile să recunoască antigenul tumoral (3).
Factorul de necroză tumorală(TNF) – are un puternic efect citotoxic şi citostatic asupra unei mari varietăţi de tumori, dar aplicarea lui clinică este limitată din cauza toxicităţii generale (sindromul raspunsului inflamator sistemic, datorită acţiunii TNF asupra celulelor endoteliale şi activării polimorfonuclearelor) (4). Este utilizat în scopul tratamentului melanoamelor (96% răspunsuri complete) şi sarcoamelor părţilor moi ale membrelor (50% răspunsuri complete).
Interleukina-4 – moleculă polipeptidică, cu puţine efecte toxice. Are următoarele efecte: Stimulează proliferarea limfocitelor B; Stimulează proliferarea CTL; Activează fibroblaştii, neutrofilele, celulele suşe hematopoetice; Inhibă secreţia IL-1 şi IL-6 a macrofagelor, care sînt implicate în creşterea unui numar
mare de tumori (5).Factorii hematopoetici de stimulare a coloniilor (CSF) – cresc producerea de granulocite,
megacariocite, eritrocite. Sunt utilizaţi în scopul combaterii neutropeniei în timpul chimioterapiei, transplantului de celule stem hematopoetice şi ca monoterapie în melanom. GM-CSF stimulează funcţia granulocitelor şi monocitelor: fagocitoza, producerea produşior reactivi oxidativi, citokinelor, sinteza proteinelor de adeziune celulară şi inhibă migrarea macrofagelor, implicîndu-se astfel în imunitatea antitumorală. De asemenea, CSF stimulează celulele dendritice, care la rîndul lor prezintă antigenul celulelor T citotoxice CD8+. Astfel, injectarea GM-CSF este urmată de stimularea celulelor dendritice, care după ce sînt recoltate prin leucofereză şi cultivate cu limfocite T autologe şi celule tumorale generează limfocite T citotoxice cu specificitate pentru tumora respectivă (6).
Vaccinurile antitumoraleVaccinurile sînt considerate o formă specifică de imunoterapie, deoarece stimulează un
răspuns imun care detectează direct antigenele tumorale. Descoperirea diverselor antigene tumorale şi răspunsul imun ce-l provoacă, a făcut posibil progresul tratamentului cancerului cu vaccinuri.
Peptide, vectori virali şi autovaccinuriVaccinurile ce constau din peptide sau proteine sunt administrate în complex cu un
adjuvant, aşa ca componentele membranelor bacteriene, astfel inducînd un răspuns inflamator sau GM-CSF. Monocitele, neutrofilele, eozinofilele şi T limfocitele sînt sechestrate în focarul inflamator, celulele dendritice captează proteinele şi peptidele, le procesează şi le prezintă pe membrana celulară ca peptide capabile să lege moleculele CMH, astfel stimulînd T limfocitele care au receptori pentru aceste peptide.
Vaccinurile pe bază de celule tumorale sunt obţinute prin biopsie de la bolnav, după care sunt modificate în scopul ridicării imunogenităţii lor. Celulele tumorale sînt infectate cu viruşi, astfel încît proteinele virale sunt exprimate pe suprafaţa lor şi li se transferă gene care codifică IL-2 şi GM-CSF. Pentru a le stopa proliferarea, celulele sînt iradiate, după care sunt injectate aceluiaşi pacient. Astfel, celulele tumorale injectate sunt supuse apoptozei sau sînt distruse în reacţia inflamatorie, iar antigenele lor sînt procesate de către celuelele dendritice şi prezentate T limfocitelor.
Vaccinurile din vectori virali se administrează sub formă de plasmide care codifică antigenele tumorale. Aceste vaccinuri sunt foarte imunogenice, deci pot fi administrate într-o priză sau două, deoarece după prima administrare titrul anticorpilor neutralizanţi în sîngele pacienţilor creşte considerabil.
Vaccinuri din celule dendriticeCelulele dendritice(CD) sînt celule prezentatoare de antigen prezente în diferite arii ale
corpului. Ele sînt izolate din sîngele periferic. Celulele CD34+ din măduva osoasă sau sîngele periferic pot fi stimulate să genereze celule dendritice cu ajutorul unui cocktail de cytokine.
168
Monocitele din sîngele periferic, fiind cultivate într-un mediu ce conţine GM-CSF şi IL-4 sau GM-CSF şi IL-13, de asemenea pot genera celule dendritice. Este important ca celulele dendritice să fie mature, fiindcă doar în aşa condiţii pot produce IL-2 implicată în activarea celulelor NK şi T citotoxice în scopul distrugerii celulelor tumorale. Sinteza IL-12 este un indicator al maturităţii funcţionale a acestor celule. Celulele dendritice pot fi administrate intradermal, subcutanat sau intralimfatic.
Tratamentul cancerului cu celule dendritice este sigur, fără efecte adverse. Este utilizat în scopul tratării melanomului, cancerului de prostată şi limfomului. Totuşi, răspunsul clinic este complet la un număr mic de pacienţi, deci nu este cea mai efectivă metodă de tratament.
Anticorpii monoclonaliAnticorpii monoclonali sînt utilizaţi în scopul diagnosticării, monitorizării şi
tratamentului cancerului. Eficacitatea anticorpilor monoclonali se realizează atît prin efecte directe cît şi indirecte. Efectele directe ale anticorpilor monoclonali sînt:
fragmentul Fc al Ac monoclonali interacţionează cu receptorii complementari de pe macrofage, monocite, NK, aceste celule fagocitînd şi distrugînd celulele tumorale;
Activarea complementului (citotoxicitate complement dependentă).Anticorpii monoclonali pot fi folosiţi şi ca purtători ai unor molecule toxice (toxina
difterică, imunotoxică, radioizotopi) care datorită marii lor specificităţi au posibilitatea să distrugă selectiv celulele tumorale (7).
Anticorpii monoclonali sînt utilizaţi în scopul tratării leucemiilor B celulare, cancerului de colon şi de rect. Utilizarea lor poate avea şi efecte adverse: febră, aritmii.
Există o serie de restricţii în tratamentul cu Ac monoclonali. Distribuţia antigenelor celulelor maligne este heterogenă, astfel încît unele celule pot exprima antigenele tumorale, altele - nu. Densitatea antigenelor de asemenea variază, astfel încît tratamentul cu Ac monoclonali este inefectiv. Vascularizarea tumorii nu este întotdeauna optimă. Presiunea interstiţială crescută în zona tumorii poate preveni legarea pasivă a anticorpilor monoclonali. Deoarece anticorpii monoclonali sunt obţinuţi din celulele şoarecilor, există posibilitatea răspunsului imun contra acestora, ceea descreşte eficacitatea tratamentului şi exclude posibilitatea utilizării lor repetate. O soluţie de evitare a acestui fenomen a fost crearea unor anticorpi himerici la care situsul de recunoaştere este de natură murină, iar regiunile constante de natură umană. De asemenea, este posibilă imunitatea incrucişată cu antigenele tisulare normale.
Terapia geneticăPosibilităţile terapiei genetice pot fi diferenţiate în două grupuri:1. Modificarea genetică a celulelor imunocompetente – în celulele TIL se inserează
genele TNF şi IL-2, după care sînt reinjectate. Primele rezultate în melanom şi carcinom renal au fost impresionante (8).
2. Modificarea genetică a celulelor tumorale – se realizează prin inserarea unor gene sinucigaşe, cum ar fi timidin kinaza virusului herpes simplex, care are proprietatea de a transforma compusul ganciclovir într-un metabolit foarte toxic. După transferul genei în celulele tumorale, se administrează ganciclovir, care după metabolizare va omorî celulele transfectate. O altă metodă este introducerea genelor care codifică citokine (IL-2, IL-4, IL-6, IL-7, TNF, IFNγ, GM-CSF). Aceste gene sînt introduse în celulele tumorale prin intermediul vectorilor biologici sau fizici şi după iradierea lor sînt reinjectate pacienţilor. Altă cale este inhibarea oncogenelor utilizînd plasmide, oligonucleotide sau vectori retrovirali, care vor produce un ARN antisens, ce se va transcrie pe matricea ADN şi va împiedica transcripţia oncogenelor.
RetinoiziiReprezentaţii acestei clase farmacologice sînt vitamina A, acidul trans-retinoic, 13 cis-
retinoic. Efectele favorabile ale retinoizilor în tumori sînt:
169
Inducerea diferenţierii celulare în leucemii acute mieloide, neuroblastom, teratocarcinom, melanom, rabdomiosarcom, unde există un blocaj al procesului de diferenţiere;
Prin inducerea sintezei de TGF-b produc inhibiţia creşterii şi diferenţierii celulelor de adenocarcinom (plămîn, sîn, prostată, endometru, colon), carcinoame pavimentoase (plămîn, vulvă), limfoame cutanate;
Inducerea fenomenului de apoptoză; Stimularea producerii de anticorpi, a răspunsului imun celular mediat, creşterea nivelului
de celule TIL, stimularea activităţii fagocitare a macrofagelor, expresiei receptorilor pentru IL-2, creşterea numărului limfocitelor Th şi celulelor NK (9).
Tabelul 2Tratamentul biologic al diferitor tumori
Tumoarea Metodă de tratamentLeucemia mieloidă cronică Transplant de măduvă osoasă
IFNα (87% supravieţuiri la 5 ani)Mielomul multiplu IFNα (53% supravieţuiri la 4 ani)Limfomul non Hodkin IFNαAnemia acută promielocitară Acidul transretinoic
ConcluziiUtilizarea diverselor metode de tratament biologic a cancerului reprezintă o posibilitate
de ridicare a calităţii vieţii pacienţilor oncologici. Deoarece anticorpii monoclonali, citokinele şi vaccinurile şi-au demonstrat individual eficacitatea, se pune problema elaborării celor mai bune strategii de combinare a acestora în scopul combaterii cancerului. Cele mai bune rezultate sînt obţinute în urma combinării vaccinurilor cu o varietate de antigene sau anticorpi. Combinaţiile imunoterapiei specifice şi nespecifice este o altă potenţială strategie. Efectele metodelor de tratatare a cancerului enumerate mai sus în combinaţie cu cele tradiţionale (radioterapia, chimioterapia), poate avea rezultate remarcabile.
Bibliografie1. Tursz T.: L’interleukine2: place actuelle et avenir en cancerologie, Presse Med: 20,6:241-
242, 19912. Triebel T., Hercend: L’interleukine 2 en cancerologie, Rev.Prat 8:722-727, 19913. Dietrich Py., Farace F., Caignard A. Şi col. : L’immunotherapie anticancereuse: bases
immunologiques, realite et espoirs, Bull Cancer 80, 584-600, 19934. Schreiber H., Gressler V.H., Teng M.N. şi col.: Cytokines as efectors in tumor immunity,
Immunology and Allergy Clinics of N. America, 10; 4:747-763, 19905. Rybak M.E.: Interleukine 4: premiers essais de phase I, Actualities therapeutiques Jama
H., Mars 1993: 6-86. Lenoble M.: Du neutrophile a la cellule dendtritique, Actualites therapeutiques, Jama H,
Mars 1993: 97. Hall. W.A., Fodstad Q: Immunotoxins and central system neoplasia, J. Neurosurg.76: 1-
12,1992
170
8. Rosenberg S.A.: Immunotherapy and gene therapy of ancer, Cancer Res. 51:5074s-5079s, 1991
10. Berkow R, Beers MH. Cancer and the immune system. In: The Merck Manual of Medical Information. Whitehouse Station, NJ; Merck Research Laboratories. 1997: 792-794.
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ СТАРЕНИЯЯна Павловски, Дана Павловски
(Научный руководитель – Элеонора Борш, доцент)Кафедра Патофизиологии и клинической патофизиологии
Summary Molecular and Physiological Mechanisms of Aging
The analysis of basic conceptions of the origin of aging were presented in the article. There were exposed contemporary data about molecular, cellular and physiological mechanisms of aging, including the role of DNA damage and repair, of the telomere and telomerase, of the system of the growth hormone – insulin-like growth factor-1 and the development of the age-associated pathologies.
RezumatMecanisme moleculare şi fiziologice de îmbătrânire
În articolul dat sunt prezentate concepţii contemporane referitor la originea îmbătrânirii. Accentul se pune pe elucidarea mecanismelor moleculare, celulare şi fiziologice, care relevă îndeosebi rolul leziunilor, reparaţiei ADN-ului, a telomerilor şi telomerazelor, precum şi al sistemului format din hormonul creşterii şi factorul de creştere insulin-like I în procesul îmbătrânirii şi dezvoltării patologiilor asociate cu vârsta.
Изучение механизмов старения, продление и улучшение качества жизни является актуальной проблемой современной медицины. Старение — процесс постепенного угасания основных функций организма, в том числе регенерационных и репродуктивных, вследствие чего организм становится менее приспособленным к условиям окружающей среды, что делает неизбежной смерть. Различают физиологическое и патологическое старение.
Молекулярные механизмы старения Регуляция экспрессии генов коренным образом влияет на старение и старческие изменения. Наряду с факторами, вызывающими изменения генетического кода, существуют факторы, которые влияют на экспрессию генов и, таким образом, могут играть роль в старении. Одним из таких факторов является метилирование ДНК (Catania, Fairweather, 1991; Richardson, 2003). До 5% всех остатков цитозина в ДНК млекопитающих метилировано по 5' позиции с образованием 5-метилцитозина (5мЦ). Метилирование происходит в обеих нитях ДНК симметрично, и остатки 5мЦ всегда фланкируются остатками гуанина со стороны З'-конца. Метилированные остатки цитозина выполняют различные функции, но что еще более важно, метилирование ДНК вовлечено в регуляцию активности генов. Деметилирование динуклеотидов у позвоночных, связано с изменением уровня транскрипции (Mays-Hoopes, 1989). Аберрантные участки метилирования ДНК размером до нескольких тысяч пар оснований являются существенным механизмом инактивации генов и часто наблюдаются при раке. Отмечают, что метилирование увеличивается с возрастом линейно, хотя степень его
171
нарастания может варьировать. Метилирование таких генов репарации ДНК, как hMLH1, MGMT и GSTP1, приводят к их инактивации, может способствовать возрастному накоплению мутаций и, возможно, к ускоренному старению и увеличению риска развития рака. Другим фактором, играющим роль в старении является гликозилирование белков и ДНК. Нуклеиновые кислоты и белки могут быть модифицированы присоединением сахаров к их свободным аминогруппам, что ведет к структурной и функциональной перестройке молекул. Реакция между глюкозой и белками, известна как реакция Мейяра (Maillard). Процесс неферментативного гликозилирования включает несколько этапов: связывание глюкозы со свободными аминогруппами с образованием оснований Шиффа, с последующим их превращением в более стабильные продукты Амадори и затем в конечные продукты глубокого гликозилирования (AGE - advanced glycosylation endproducts). Конечные продукты реакции Мейяра труднорастворимы, устойчивы к протеолитическому расщеплению, весьма активны химически и способны образовывать внутримолекулярные сшивки (например, в коллагене), ковалентно связывать белки, которые быстро обновляются (например, ЛПНП, IgG), а также некоторые другие вещества, имеющие свободные аминогруппы (ДНК, некоторые липиды), химически инактивировать окись азота (NO) (Кудинов, 1994). Была выявлена группа мембранных белков, принадлежащих к суперсемейству иммуноглобулинов, которые выполняют функцию рецепторов для глубоко гликозилированных молекул. AGE-peцепторы обнаружены на фибробластах, Т-лимфоцитах, в почках (мезангиальные клетки), в стенке сосудов (эндотелий и гладкомышечные клетки), в мозге, а также в печени и селезенке, то есть, в тканях, богатых макрофагами. В макрофагах происходит наиболее интенсивное разрушение продуктов реакции Мейяра, при этом происходят активация эндоцитоза и синтез многих регуляторных молекул, в частности инсулинподобного фактора роста (IGF-1) и тромбоцитарного фактора роста (PDGF), являющихся стимуляторами деления фибробластов, гладкомышечных и мезангиальных клеток (Vlassara et ai., 1994). В коллагене у пожилых и больных диабетом было обнаружено увеличение количества связей с глюкозой по сравнению с молодыми и здоровыми людьми (Kohn et ai,, 1984). Это увеличение количества связей в коллагене, снижающее его эластичность, может являться причиной утолщения базальной мембраны, например в мезангиальном матриксе почек и приводить к почечной недостаточности при диабете, а также быть причиной возрастного снижения функции почек. Полагают, что этот механизм играет роль в сужении артерий, уменьшении сосудистого кровотока и снижении гибкости сухожилий. Было установлено, что гипергликемия способствует накоплению делеций в митохондриальной ДНК и других мутаций в клетках мышечной оболочки сосудов. При нелеченном диабете с высоким уровнем глюкозы наблюдаются многие признаки ускоренного старения, такие как нарушенное заживление ран, катаракта, повреждения сосудов и капилляров и повышенный риск развития рака (Dilman, 1994). Одним из нескольких эффективных способов предупреждения старения является снижение калорийности пищи, возможным механизмом влияния такой диеты является снижение концентрации глюкозы в крови и уменьшение неэнзиматического присоединения глюкозы к долгоживущим белкам, например к гемоглобину. Снижение концентрации глюкозы приводит к снижению как гликозилирования белков, так и перекисного окисления липидов. Определяющим негативный эффект гликозилирования является не собственно присоединение глюкозы к долгоживущим белкам, а происходящее вследствие этого обусловленное свободными радикалами их окислительное повреждение. Нуклеотиды и ДНК также подвергаются неэнзиматическому гликозилированию, что приводит к мутациям из-за прямого повреждения ДНК и инактивации систем репарации ошибок рекомбинации. Это также вызывает повышенную ломкость хромосом.
172
Возраст и частота мутаций. Согласно гипотезе соматических мутаций старение является результатом взаимодействия различных эндогенных и экзогенных повреждающих агентов с генетическим материалом клетки и постепенного накопления случайных мутаций в геноме соматических клеток. Повреждения ядерной и митохондриальной ДНК соматических клеток, такие как точечные мутации, делеции и транслокации, приводят к активации или инактивации специфических генов, вовлеченных в регуляцию клеточного цикла и контроль роста. Накопление с возрастом таких мутаций в различных органах и тканях является основным фактором, определяющим развитие возрастной патологии, включая рак (Bernstein, Bernstein, 199I; Газиев и др., 1994; Vijg, 2000; Vijg, Dolle, 2002). Одной из причин накопления повреждений ДНК с возрастом может быть снижение эффективности систем ее репарации. Наблюдается положительная корреляция между продолжительностью жизни вида и скоростью репарации ДНК. Другой причиной различий в продолжительности жизни животных разных видов могли бы быть различия в толерантности к молекулярным повреждениям. Клеточное старение. Роль теломер и теломеразы в старении. Выдвинутая в 1971 г. А. М. Оловниковым гипотеза о маргинотомии была подтверждена в 1985 г. открытием теломеразы - фермента, который достраивал укороченную теломеру в половых клетках и клетках опухолей, обеспечивая их бессмертие (Greider, Blackburn, I985). Использовав регрессионный анализ данных о скорости укорочения теломер в клетках человека из 15 различных тканей и органов, Takubo et al. (2002) установили, что они в среднем укорачиваются на 20-60 пар оснований в год.Было установлено, что при введении теломеразы в клетки фибробластов человека, которые в норме делятся лишь 50-80 раз, они способны поделиться 280 раз без каких-либо признаков старения и патологии. Тщательное исследование показало отсутствие в этих клетках таких признаков малигнизации, как нестабильность хромосом, независимый от добавления натуральной сыворотки рост, отсутствие контактного торможения и потеря контроля клеточного цикла и, что особенно важно, из них не развиваются опухоли при трансплантации бестимусным мышам (Blasco et al., 1997; Jiang et al., 1999). Видимо, основным свойством теломеразы является контроль клеточного деления, а для возникновения опухолевого роста необходимы дополнительные мутации и факторы. Была обнаружена существенная обратная корреляция между скоростью укорочения теломер и антиоксидазной активностью некоторых систем в различных линиях фибробластов человека (Saretzki, vonZglinickJ, 2002). Фибробласты с низкой активностью антиоксидазных систем укорачивали свои теломеры быстрее, чем фибробласты с высокой антиокислительной активностью. В фибробластах человека с низкой активностью этих систем, трансфецированных геном супероксиддисмутазы, замедлялось укорочение теломер, и увеличивалась продолжительность жизни этих клеток в условиях, как в норме, так и при гипероксии. Подчеркивается, что антиоксиданты не только останавливают ускоренное укорочение теломер, вызванное окислительным стрессом, но и увеличивают продолжительность репликативной жизни клеток, замедляя процесс укорочения теломер (von Zglinicki, 2002). Предполагается, что укорочение теломер in vivo при некоторых заболеваниях, например сосудистой деменции, атеросклерозе или апластической анемии, может быть обусловлено оксидативным стрессом, играющим важную роль в их патогенезе. Возможно, что укорочение теломер является не только счетчиком клеточных делений, но и мутационного процесса, поскольку короткие теломеры запускают старение в ответ на окислительный стресс и нерепарированные мутации. По образному выражению Т. von Zglinicki (2002), теломеры действуют как "сторожа" клеток и при повреждении генома удаляют "опасные" клетки из пула пролиферирующих клеток. При делении клетки в отсутствие теломеразы недореплицируется примерно 40-100 тысяч пар оснований. По мере деления нормальной клетки человека ее теломеры укорачиваются настолько, что они запускают остановку клеточного цикла, приводя клетку
173
в терминальное неделящееся состояние, названное первоначально "клеточным старением". Однако в настоящее время получены доказательства, свидетельствующие в пользу того, что клетка может переходить в это "старое" состояние вне зависимости от того, вовлечено в данный процесс укорочение теломер или нет (Hornsby, 2002). Другой часто используемый термин - "репликативное старение" - более определенно связан с клеточным старением, обусловленным укорочением теломер (обозначается также как M1). При репликативном старении дальнейшее деление клетки блокируется такими ингибиторами клеточной пролиферации, как p21SDH/WAF/CIP1 и p161NK4A. В тех случаях, когда репликативное старение прерывается онкобелком, например антигеном SV4O Т, клетки ускользают из этого состояния и переходят в другое, называемое кризисом, или М2. В этом состоянии самые короткие теломеры подвергаются слиянию конец-в-конец и циклам разрывов и слияний хромосом, которые переводят клетки в состояние апоптоза и к гибели значительной части клеток, не наблюдающейся при репликативном старении (Ml). Следует подчеркнуть, что клеточное старение является универсальным процессом, развивающимся как реакция клеток млекопитающих в ответ на повреждения определенного типа, включающие укорочение теломер.
Система гормон роста - инсулинподобный фактор роста-1 (GH-IGF-1): роль в старении и долголетии. Одной из наиболее "горячих точек" в современной геронтологии является вопрос о роли возрастных изменений в системе гормон роста-инсулинподобный фактор роста-1 в механизме старения (Sonntag et al., 1999). Гормон роста, соматостатин и IGF-1 находятся в гомеостатических отношениях, регулируемых по принципу обратной связи. С возрастом ночной пик секреции гормона роста снижается как у человека, так и у лабораторных грызунов, сопровождаясь также и снижением концентрации IGF-1 в плазме крови. Полагают, что возрастное снижение секреции гормона роста обусловлено снижением ответа гипофиза на действие GHRH, продукция которого, в свою очередь также уменьшается. Однако имеются убедительные доказательства, свидетельствующие о том, что возрастное увеличение тонической продукции соматостатина также является важным фактором в снижении секреции гормона роста при старении (Sonntag et al., 1999). Кроме того, чувствительность нейронов гипоталамуса, продуцирующих GHRH, к гомеостатическому действию гормона роста также снижается с возрастом. Следует заметить, что старение гипоталамуса затрагивает и такой важный регуляторный механизм, как контроль потребления пищи, то есть центры аппетита и насыщения, находящиеся в гомеостатических отношениях с другими компонентами системы регуляции энергии в организме (Дильман, 1987). Важным звеном в возрастных нарушениях функции этой системы является уменьшение индуцируемой гормоном роста продукции IGF-1, что может быть дополнительным условием, определяющим низкий уровень этого фактора в плазме крови и тканях в старческом возрасте. У старых крыс отмечено двукратное увеличение концентрации рецепторов к гормону роста в тканях, что, однако, не компенсирует возрастного снижения секреции этого гормона. У человека и у лабораторных животных с возрастом нарушается передача сигнала с рецептора гормона роста, приводящее к снижению секреции IGF-1 (Sonntag et al., 1999). Было показано, что в механизме возрастного нарушения передачи сигнала гормона роста определенную роль играет увеличение обновления рецептора гормона роста, а также точечные мутации, посттрансляционные модификации рецепторного белка и увеличение активности фосфатазы фосфотирозина (Sonntag et al., 1999). В целом же возрастное снижение уровня IGF-1 в плазме крови может быть важным фактором в снижении пролиферативной активности тканей и соответственно в развитии
174
ряда ассоциированных с возрастом патологических процессов. Следует отметить, что, поскольку как гормон роста, так и IGF-1 стимулируют пролиферацию эндотелиальных клеток сосудистой стенки, образование трубок и ангиогенез в целом, снижение их продукции с возрастом является существенным фактором развивающейся при старении сосудистой недостаточности.
Одним из важных свойств гормона роста и IGF-1 является их влияние на функцию головного мозга. Оба гормона стимулируют синтез ДНК, РНК и белков в мозге, образование нейритов, пролиферацию олигодендроцитов и выживание нейронов и глии in vitro, усиливают образование синапсов в мышцах и способствуют репарации нервной ткани. IGF-1 участвует в регуляции кальция в мозге и экспрессии онкогена c-fos. Введение гормона роста в условиях эксперимента увеличивало концентрацию IGF-1 в головном мозге и защищало нейроны от гибели в условиях ишемии, что свидетельствует о его способности преодолевать гематоэнцефалический барьер (Sonntag et al., 1999). Имеются убедительные доказательства избирательной стимуляции введением IGF-1 утилизации глюкозы в мозге старых крыс, а также нейротропного действия IGF-1. Так, введение его в желудочки головного мозга старых животных увеличивало утилизацию глюкозы и активность глютамата в областях мозга, связанных со способностью к обучению и памятью.
Несмотря на то, что введение гормона роста и IGF-1 старым животным оказывало ряд благоприятных эффектов, в частности стимулировало внутриклеточный синтез белка, когнитивные функции, толщину кожи, массу костей, иммунную функцию и рост сосудов у животных и человека, длительное их применение может представить большую опасность для организма, стимулируя развитие неопластического процесса. У человека высокий уровень IGF-1 в крови является фактором риска для рака молочной железы, рака легких и предстательной железы, тогда как снижение его может быть важным в профилактике возрастной патологии (Sonntag et al., 1999). Вместе с тем при снижении уровня гормона роста или IGF-1 у человека, как это имеет место, например, при синдроме Ларона, наблюдаются уменьшение продолжительности жизни, массы мышечной и костной ткани, увеличение содержания жира в теле, гипертония, поведенческие проблемы, резистентность к инсулину и ранний атеросклероз (Longo, Finch, 2003). Увеличение смертности, которое наблюдается при дефиците гормона роста у пациентов с гипопитуитаризмом, сопровождается также отсутствием продукции АКТГ.
Важно отметить, что, несмотря на то, что результаты экспериментов на грызунах однозначно свидетельствуют о том, что гормон роста и IGF-1 являются промоторами старения и ассоциированных с возрастом заболеваний, инъекции гормона роста широко рекомендуются как средство антистарения. Короткие курсы терапии гормоном роста отмечали улучшение состояния и ряд положительных сдвигов в организме, тогда как длительное применение препарата, приводило у грызунов к увеличению частоты рака и почечной патологии, а у человека сопровождалось развитием акромегалии, рака и сердечно-сосудистых заболеваний. Даже краткосрочное введение гормона роста практически здоровым пожилым пациентам приводило к развитию у них сахарного диабета, различных патологий и повышенной смертности. Следовательно, длительное введение гормона роста, значительное повышение его и IGF-1 уровня в крови может способствовать увеличению заболеваемости и смертности.
175
Библиография1. Анисимов В.Н. Молекулярные и физиологические механизмы старения Изд. Наука,
2003, Санкт-Петербург. 52-63, 76-84, 111-115 c.2. Дильман В.М. Четыре модели медицины. М.:Медицина, 1987. 288с. 3. Кудинов Ю. Г. Патологические последствия накопления конечных продуктов
неферментативного гликозилирования при старении // Пробл. старения и долголетия. 1994. Т. 4. С. 434—451.
4. Catania J., Fainveather D. S. DNA methylation, and cellular aging // Mutat. Res. 1991. Vol. 256. P. 283—293.
5. Longo V.D., Finch C.E. Evolutionary medicine: from dwarf model systems to healthy centenarians? // Science. 2003. Vol.299. P. 1342-1346
6. Mays-Hoopes L.L. Development, aging, and DNA methylation // Int. Rev. Cytol.1989. Vol.114. P.118-220
7. Richardson B. Impact of aging on DNA methylation // Ageing Res. Rev. 2003. Vol. 2. P. 245—261.
8. Sonntag et al. pleitropic effects of growth hormone and insulin-like growth factor on biological aging: inferences from moderate caloric-restricted animals// J.Gerontol. Biol. Sci. 1999. Vol. 54A. P. B521- B538.
9. Takubo et al. Telomere length are characteristic in each human individual // Exp. Gerontol.
