CAPITOLUL I.

SINDROMUL METABOLIC

I.1.IntroducereNumeroşi cercetători au demonstrat în ultimele trei decenii legătura strânsă care există

între alterările metabolice, precum diabetul zaharat, dislipidemiile, obezitatea şi bolile cardiovasculare. Începând din 1988, această agregare de factori metabolici a fost încadrată în diverse metodologii, din care amintim: sindrom Reaven, sindrom X metabolic, sindromul rezistenţei la insulină, sindrom dismetabolic, sindrom metabolic (1,2,3). În prezent, se admite că sindromul metabolic reprezintă o condiţie clinică prediabetică ce reuneşte alterări metabolice independente cu risc cardiovascular crescut prin iniţierea şi perpetuarea procesului aterosclerotic şi degenerativ inflamator, în care insulinorezistenţa şi hiperinsulinemia compensatorie reprezintă elementul patogenic central (4,5).

Din punct de vedere istoric, Gerald Reaven a fost cel care a introdus conceptul de “Sindrom X” (denumit mai târziu sindrom metabolic - SM), asociind insulinorezistenţa cu intoleranţa la glucoză sau diabetul zaharat, tulburările metabolismului lipidic şi hipertensiunea arterială (6).

În continuare, multe organizaţii internaţionale şi mulţi experţi, au încercat să încorporeze diferiţi parametri pentru a defini sindromul metabolic (SM) (7). În 1998, experţii Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii (OMS) au propus ca SM să fie definit de prezenţa insulinorezistenţei, scăderea toleranţei la glucoză sau diabet zaharat de tip 2 ca şi componente esenţiale ale acestui sindrom, alături de două din următoarele criterii: creşterea tensiunii arteriale, hipertrigliceridemia şi/sau scăderea lipoproteinelor cu densitate înaltă (HDL), obezitatea (măsurată prin raportul talie/şold sau indicele de masă corporală) şi microalbuminuria (8).

Puţin mai târziu, Asociaţia Europeană de Studiu a Insulinorezistenţei (EGIR) exclude microalbuminuria din criteriile de definiţie a sindromului de insulinorezistenţă şi introduce perimetrul abdominal ca şi element central al diagnosticului obezităţii androide, cu implicaţii profunde metabolice, lucru menţinut până astăzi (9).

I.2. Criterii de diagnostic al sindromului metabolicCriteriile OMS de diagnostic al sindromului metabolic la adulţi (1998) (8):

Insulinorezistenţa - definită ca diabet de tip 2 (noninsulinodependent) sau glicemie a jeune crescută (impaired fasting glucose - IFG) > 100mg/dl sau scăderea toleranţei la glucoză (impaired glucose tolerance - IGT) plus două criterii din următoarele:

• Obezitate abdominală (raport talie/şold > 0,9 la bărbaţi, la femei > 0,85 sau indice de masă corporală - IMC >30 kg/m2

• Trigliceride - 150 mg/dl sau mai mari şi/sau HDL-colesterol ˂ 40 mg/dl la bărbaţi sau ˂ 50 mg/dl la femei,

• Tensiunea arterială (TA) - 140/90 mmHg sau mai mare,• Microalbuminuria (rata secreţiei urinare de albumină ≥ 20 μg/min sau raportul

albumină urinară/creatinină ≥ 30 mg/g).Criteriile EGIR (European Group for the Study of Insulin Resistance) (1999) (9) de

diagnostic al sindromului de insulinorezistenţă (6):Insulinorezistenţa - definită ca nivelul insulinei plasmatice mai mare de 75% din nivelul pacienţilor nondiabetici, plus două criterii din următoarele:

• Perimetrul abdominal (circumferinţa taliei) mai mare sau egal cu 94 cm la bărbaţi sau mai mare sau egal cu 80 cm la femei.• Trigliceride ≥ 150 mg/dl şi/sau HDL-colesterol < 39 mg/dl la bărbaţi sau femei.

1

• Tensiunea arterială - 140/90 mmHg sau mai mare sau tratament anterior pentru hipertensiune arterială.• Glicemia a jeune - 110 mg/dl sau mai mare.

În 2001, NCEP-ATP III (Naţional Cholesterol Education Program Adult Treatment Panel III) a publicat un nou set de criterii diagnostice, incluzând circumferinţa abdominală, nivelul lipidelor plasmatice, tensiunea arterială şi nivelul glucozei serice (10). Această definiţie diferă de cele anterioare deoarece nu consideră insulinorezistenţa ca o componentă esenţială de diagnostic.

Criteriile de diagnostic ale sindromului metabolic NCEP-ATP III (2001) (10):Oricare trei criterii din următoarele:

• Circumferinţa abdominală > 102 cm la bărbaţi şi > de 88 cm la femei,• Trigliceride - 150 mg/dl sau mai mari,• HDL-colesterol < 40 mg/dl la bărbaţi şi < 50 mg/dl la femei,• Tensiunea arterială 130/85 mmHg sau mai mare,• Glicemia a jeune (IFG) 110 mg/dl* sau mai mare.

* În 2003, Asociaţia Americană de Diabet (ADA) a schimbat criteriul IFG de la 110 mg/dl la 100 mg/dl.

În 2005, Federaţia Internaţională de Diabet (IDF) a publicat noi criterii de diagnostic a sindromului metabolic. Această nouă definiţie şi-a dovedit utilitatea în studii clinice efectuate pentru cuantificarea riscului de boală cardiovasculară şi diabet (11). IDF introduce obezitatea abdominală ca o condiţie necesară pentru diagnosticul SM, cu accent deosebit pentru introducerea măsurării circumferinţei abdominale ca măsură de screening în populaţia generală (12).

Conform IDF, criteriile de diagnostic ale SM includ obezitatea centrală (definită de circumferinţa abdominală cu variabilitate etnică* sau indicele de masă corporală IMC > 30 kg/m2), plus două din următoarele:• Trigliceride - 150 mg/dl (1,7mmol/l) sau mai mari sau tratament specific pentru hipertri-gliceridemie,• HDL-colesterol < 40 mg/dl (1,03 mmol/l) la bărbaţi şi < 50 mg/dl (1,29 mmol/l) la femei sau tratament specific pentru această dislipidemie,• Tensiunea arterială - tensiunea arterială sistolică (TAS) mai mare sau egală cu 130 mmHg sau/şi tensiunea arterială diastolică (TAD) mai mare sau egală cu 85 mmHg sau tratament pentru hipertensiune arterială diagnosticată anterior,• Glicemie a jeune - 100 mg/dl (5,6 mmol/l) sau mai mare sau diabet zaharat diagnosticat anterior.*pentru Europa, perimetrul abdominal trebuie să fie > 94 cm la bărbaţi sau > 80 cm la femei.

Din criteriile prezentate anterior, se observă că dacă definiţiile elaborate de NCEP-ATP III şi IDF se concentrează pe măsurarea perimetrului abdominal ca parametru surogat al obezităţii de tip central, cele ale OMS sau EGIR, sunt îndreptate în primul rând spre insulinorezistenţă (13).

În 2009, a fost introdusă definiţia Harmonized I a sindromului metabolic, apărută din dorinţa realizării unui consens între definiţiile ATP III şi IDF (14). Conform Harmonized I, sindromul metabolic este definit de prezenţa a minim trei din urmatoarele cinci criterii:• Obezitatea centrală (definită de circumferinţa abdominală cu variabilitate funcţie de populaţie sau zonă geografică)*• Trigliceride ≥150 mg/dl (1,7mmol/l) sau mai mari sau tratament specific pentru hipertri-gliceridemie,• HDL-colesterol < 40 mg/dl (1,03 mmol/l) la bărbaţi şi < 50 mg/dl (1,29 mmol/l) la femei sau tratament specific pentru această dislipidemie,

2

• Tensiunea arterială - tensiunea arterială sistolică (TAS) ≥ 130 mmHg sau/şi tensiunea arterială diastolică (TAD) ≥85 mmHg sau tratament pentru hipertensiune arterială diagnosticată anterior,• Glicemie a jeune ≥ 100 mg/dl (5,6 mmol/l) sau diabet zaharat diagnosticat anterior.

*În populaţia europeană riscul complicaţiilor cardiometabolice depinde de limita stabilită pentru circumferinţa abdominală (CA). Astfel, riscul crescut este asociat cu o valoare a CA ≥ 94 cm la bărbaţi, respectiv ≥80 cm la femei, în timp ce riscul este substanţial mai mare pentru CA ≥ 102 cm la bărbaţi, respectiv 88 cm la femei (15).

I.3. Epidemiologia sindromului metabolicSe presupune că sindromul metabolic afectează peste 25% din populaţia generală

(16,17,18), iar aproximativ două treimi din pacienţii cu sindrom metabolic sunt predispuşi la un eveniment cardiovascular major (4,5).

Prevalenţa sindromului metabolic în populaţia generală variază în funcţie de criteriile utilizate în diferite definiţii, precum şi de diferenţele dintre populaţiile studiate. Indiferent de criteriile utilizate, se pare că prevalenţa sindromului metabolic (SM) este mai crescută în societăţile industrializate și în curs de dezvoltare, probabil ca urmare a creşterii incidenței obezităţii în populaţia acestor ţări (19).

În studiile efectuate în Statele Unite, National Health and Examination Survey (NHANES) pentru perioada 2003-2006, aproximativ 34% din populaţia studiată a îndeplinit criteriile NCEP-ATP III pentru SM (20). Criteriile OMS, mai restrictive, arată o creştere asemănătoare a prevalenței SM, pe când cele IDF arată o prevalenţă deosebit de ridicată (Tabel I).

Tabel I - Prevalenţa sindromului metabolic conform cohortelor NHANES (20)N ATP III ATPIII

revizuităOMS IDF

NHANES 1988-1994 8,814 23,7%

NHANES 1988-1994 8,608 23,9% 25,1%

NHANES 1988-1994 6,436 24,1% 29,2%

NHANES 1999-2002 1,677 27,0% 32,3%

NHANES 1999-2002 3,601 34,6% 39,1%

NHANES 2003-2006 3,423 34%ATPIII = Adult Treatment Panel III; IDF = International Diabetes Federation; NHANES = National Health and Examination Survey.

Indiferent de prevalenţa estimată a SM utilizând diferite definiţii, şochează proporţia ridicată a populaţiei cu risc de dezvoltare a diabetului zaharat şi a bolii cardiovasculare.

Creşterea prevalenţei obezităţii şi a sindromului metabolic în ţările industrialízate (10,15,20,21,22,23,24,25,26,27) este legată de numeroşi factori. Multe din schimbările demografice (fertilitatea scăzută, mortalitatea scăzută şi creşterea speranţei de viaţă), precum şi tranziţia epidemiologică (de la patologia infecţioasă către patologia cronică-degenerativă, legată de stilul de viaţă) derivă din schimbările intervenite în obiceiurile alimentare şi reducerea activităţii fizice. Aceste schimbări, în stilul de viaţă, au efecte semnificative

3

metabolice, urmate de creşterea greutăţii corporale, dezvoltarea obezităţii de tip abdominal şi creşterea riscului de evenimente cardiovasculare.

I.4. Patogenia sindromului metabolicSindromul metabolic debutează cu creşterea rezistenţei la insulină, evidenţiată în

special la persoanele cu obezitate predominant centrală. Creşterea rezistenţei la insulină constă în scăderea transportului transmembranar al insulinei din mediul extracelular în cel intracelular, proces important în special la nivelul adipocitelor, hepatocitelor şi fibrelor musculare (28).

Efectul scăderii nivelului insulinei intracelular are consecinţe diferite în funcţie de tipul celulei: la nivelul fibrelor musculare are loc reducerea transportului transmembranar al glucozei cu scăderea utilizării intracelulare a glucozei, iar la nivelul hepatocitelor scad rezervele de glicogen, rezultând tulburări în utilizarea şi depozitarea glucozei, urmate de creşterea nivelului plasmatic al glucozei (29).

Figura 1.1. Patogenia sindromului metabolic - adaptat după Eckel et al (28): a. efectele eliberării crescute a AGL; b. status-ul proinflamator din SM

La nivelul adipocitelor se produce hidroliza trigliceridelor cu eliberarea în circulaţia

4

sangvină a unor cantităţi crescute de acizi graşi liberi (AGL) (figura 1.1). Pentru a compensa creşterea glicemiei, celulele beta pancreatice cresc secreţia de insulină, urmată de creşterea insulinemiei. În decurs de 1-5 ani de la apariţia hiperinsulinemiei, celulele β-pancreatice se epuizează ducând la scăderea insulinemiei şi creşterea marcată şi stabilă a glicemiei (29).

La nivelul adipocitelor se constată o secreţie excesivă de citokine proinflamatorii, adipocitul contribuind, alături de fibra musculară şi hepatocit, la agravarea modificărilor metabolice. Obezitatea centrală reprezintă primul pas în dezvoltarea sindromului metabolic. Ţesutul adipos secretă substanţe numite adipocitokine, biomarkeri care exprimă activitatea metabolică la nivelul adipocitelor (28,30,31).

Factorii proinflamatorii stimulează secreţia de citokine proinflamatorii, care sunt excretate direct în sânge. Există două categorii de adipocitokine, din punct de vedere al efectului lor. Adipocitokinele proinflamatorii, mediatori ai disfuncţiei şi leziunii endoteliale şi aterosclerozei, includ factorul de necroză tumorală (30,32), interleukina 6 (30,32), leptina (33,34), inhibitorul activatorului de plasminogen (35), angiotensinogenul (34), rezistina (36,37) şi proteina C reactivă (38, 39, 40). Pe de altă parte, oxidul nitric (36,41) şi adiponectina (36, 39, 42, 43, 44, 45, 46, 47) au rol protector, anti-aterosclerotic.

Figura 1.2. Adipocitokinele in sindromul metabolic

ANGPTL2 - Proteina angiopoietine-like-2ASP- Proteina stimulatoare a acilăriiIL- Interleukina

MCP-1- Proteina chemoatractantă a monocitelor -1PAI-1 - Inhibitorul activatorului plasminogenului -1RBP4 - Retinol binding protein-4SAA - Amiloidul seric A

SFRP- Secreted frizzled-related proteinTGF-β - Transforming growth factor-beta TNF-α -Factorul de necroză tumorală-α

Citokinele orchestrează producţia moleculelor de adeziune, metaloproteinazei şi speciilor de oxigen reactiv, care sunt şi ele eliminate la locul leziunii (48). În paralel, primele citokine eliminate induc secreţia de IL-6, în special la nivelul celulei musculare. IL-6 ajunge

5

la nivel hepatic, unde determină apariţia fazei acute inflamatorii, rezultând creşterea proteinei C reactive (CRP), fibrinogenului şi inhibitorul factorului activator al plasminogenului (PAI).

Toţi aceşti mediatori proinflamatori sunt eliberaţi în diversele faze ale disfuncției endoteliale în evoluția aterogenezei, contribuind la status-ul proinflamator din sindromul metabolic.

Adiponectina, factor al complementului (fracţiunea C1q), este o proteină exprimată în mod specific la nivelul ţesutului adipos. Această adipocitokină exercită un efect de protecţie faţă de apariţia diabetului zaharat, hipertensiunii arteriale şi bolii aterosclerotice, fiind scăzută în acumulările viscerale de ţesut adipos, contribuind astfel la patogenia sindromului metabolic (42). Spre deosebire de alte substanţe secretate de ţesutului adipos, adiponectina are în circulaţia sanguină concentraţii relativ înalte, reprezentând cca 0,01% din totalul proteinelor serice (48).

Studiile experimentale sugerează că administrarea de adiponectină ameliorează sensibilitatea la insulină, reduce sinteza acizilor graşi, scade expresia moleculelor implicate în gluconeogeneză, inhibă proliferarea celulelor musculare netede, având astfel efecte antiaterogenice şi antiinflamatoare. Evaluarea adiponectinei reprezintă o nouă ţintă de intervenţie în prevenţia şi tratamentului sindromului metabolic (36). Pe model animal, s-a constatat chiar că administrarea de adiponectină contribuie la dispariţia insulinorezistenţei, iar deficienţa în adiponectină se asociază cu manifestări severe de insulinorezistenţă. Ea supresează transformarea macrofagelor în celule spumoase. Efectele antiinflamatoare au fost demonstrate şi in vitro, adiponectina inhibând activarea factorului endotelial nuclear de transcripţie (NF-kB), care mediază efectele TNF-alfa şi a altor citokine proinflamatoare (36).

Datele studiilor experimentale nu pot fi însă complet extrapolate în patologia umană, necesitând a fi confirmate de studii efectuate pe subiecţi umani. Un astfel de studiu a avut drept obiectiv cercetarea asocierii dintre nivelurile plasmatice ale adiponectinei şi prezenţa unui sindrom coronarian acut, la pacienţi cu afectare coronariană dovedită coronarografic . Este de remarcat metodologia acestui studiu, care a exclus persoanele cu diabet zaharat (DZ) şi marii fumători, considerând că prezenţa acestor factori de risc ar putea interfera cu atestarea rolului unor biomarkeri legaţi de obezitate, ca noi factori de risc. Rezultatele studiului au arătat că niveluri mai mari ale adiponectinei s-au corelat cu un risc redus pentru un sindrom coronarian acut. Efectul protectiv al adiponectinei a fost independent de alţi factori de risc (IMC, CRP, dislipidemie şi rezistenţa crescută la insulină), de utilizarea statinelor şi de severitatea afectării coronariene (46).

Alte efecte benefice ale adiponectinei sunt: stimularea producţiei de oxid nitric la nivelul celulelor endoteliale vasculare, inhibarea expresiei moleculelor de adeziune şi inhibarea proliferării şi migrării celulelor musculare netede de la nivel vascular (47).

Este de menţionat, de asemenea, că deşi femeile au un procent mai mare de ţesut adipos, nivelurile plasmatice ale adiponectinei la femei sunt mai mari decât la bărbaţi, cu IMC similar (43). O altă observaţie dificil de apreciat este că nivelul adiponectinei se corelează pozitiv cu vârsta. Astfel, odată cu înaintarea în vârsta, creşte nivelul de adiponectină, iar concomitent creşte conţinutul în ţesut adipos şi riscul cardiovascular. Aceste date reflectă incompleta cunoaştere a mecanismelor de asociere dintre adiponectină, obezitate şi riscul cardiovascular.

S-a constatat că adiponectina prezintă mai multe izoforme, cu greutate moleculară mică şi respectiv cu greutate moleculară mare. Pacienţii diabetici au un raport semnificativ redus între adiponectina cu greutate moleculară mare şi adiponectina totală, iar valorile mici ale formei cu greutate moleculară mare se corelează mai bine cu apariţia insulinorezistenţei. De asemenea, s-a observat o creştere a fracţiunii cu greutate moleculară mai mare a adiponectinei odată cu scăderea ponderală. Aceste date conduc la ipoteza că forma activă a

6

adiponectinei este cea cu greutate moleculară mare. Femeile au o concentraţie mai mare de complexe de adiponectină cu greutate moleculară mare, în raport cu bărbaţii, ceea ce ar putea în parte explica unele diferenţe între sexe în gradul corelaţiei dintre adiponectină şi riscul cardiovascular (48).

Mecanismele prin care obezitatea iniţiază şi accelerează afecţiunile cardiovasculare sunt puţin elucidate. Alterarea funcţiei endoteliale, a răspunsului vasomotor arteriolar endoteliu-dependent reprezintă o stare proaterosclerotică, cu implicaţii diagnostice şi prognostice. Numeroase studii, în ultimele decenii, se concentrează pe studierea asocierii dintre obezitate şi disfuncţia endotelială (49,50,51). Există o corelaţie directă între obezitate şi disfuncţia endotelială coronariană, la persoane cu coronare normale sau minim afectate coronarografic, independentă de alţi factori de risc cardiovasculari tradiţionali prezenţi.

Aceste date sugerează că disfuncţia endotelială coronariană este asociată cu obezitatea și constituie un mecanism prin intermediul căruia obezitatea, via citokine, contribuie la progresia aterosclerozei. Creşterea IMC, definind supraponderalitatea şi obezitatea, apare frecvent în paralel cu anomaliile metabolice (insulinorezistenţa sau diabet zaharat tip 2, hiperinsulinemie, hipertrigliceridemie, scăderea HDL), hipertensiune arterială şi un status inflamator cronic, această asociere patologică fiind independent legată de alterări ale răspunsului vasomotor coronarian endoteliu-dependent şi ale capacităţii vasodilatatorii totale (50,51).

LeptinaLeptina este o adipocitokină, nivelurile plasmatice crescând direct proporţional cu

creşterea procentului de ţesut adipos al corpului. Este însă de menţionat că, pentru aceeaşi greutate corporală, pot exista diferenţe semnificative ale nivelului leptinei. Leptina exercită un efect paracrin la nivelul celulelor adipoase, iar expresia şi secreţia ei la nivelul ţesutului adipos sunt induse de IL-6 şi inhibate de TNF-alfa; iar aceste date subliniază rolul interacţiunii dintre adipocitokine în modularea secreției la nivelul ţesutului adipos (34).

Nivelul seric al leptinei creşte în obezitate şi scade după reducerea greutăţii corporale, fiind implicată în reglarea apetitului şi a aportului energetic. Majoritatea persoanelor supraponderale şi obeze prezintă o reglare deficitară a apetitului, deşi nivelul leptinei este crescut. Putem vorbi de o rezistenţă la leptina, mecanism care este fundamental în patogenia obezităţii (52). De asemenea, leptina determină creşterea tensiunii arteriale prin stimularea sistemului nervos simpatic. Acţionează ca vasodilatator dependent de oxidul nitric, dar în acelaşi timp creşte rezistenţa vasculară periferică prin activarea sistemului simpatic. Concentraţia plasmatică a leptinei este corelată cu adipozitatea, iar hiperleptinemia este considerată un factor de risc independent cardiovascular (53).

Proteina C reactivă (CRP) este considerată ca fiind o adipocitokină inflamatorie proaterogenică (39). CRP este un reactant de fază acută, fiind sintetizată în principal de către ficat şi reglată de nivelurile circulante ale IL-6, IL-1 şi TNF-alfa. Studiile au evidenţiat de asemenea şi creşterea nivelului plasmatic al factorilor protrombotici şi existenţa unei stări proinflamatoare uşor de evidenţiat prin determinarea nivelului plasmatic al proteinei C reactive (40).

Date convergente sugerează că nivelurile plasmatice crescute ale CRP au devenit predictori importanţi şi independenţi ai bolii coronariene, fiind regăsite şi la subiecţii obezi (39,53). Scăderea în greutate prin dieta hipocalorică sau intervenţii chirurgicale reduce nivelul CRP. Proteina C reactivă participă direct în procesul de aterogeneză prin modularea funcţiei endoteliale. CRP induce expresia moleculelor de adeziune, a selectinelor şi a MCP-1 în culturile endoteliale celulare, prin creşterea secreţiei de ET-1 şi IL-6 şi cresc expresia receptorilor AT-1 ai angiotensinei. CRP atenuează producţia bazală a NO endotelial, precum şi pe cea stimulată, prin inhibarea NO- sintetazei endoteliale (53).

Proteina C reactivă cu sensibilitate înaltă (hS-CRP ) este corelată cu creşterea

7

trigliceridelor, scăderea HDL, creşterea tensiunii arteriale şi a glicemiei bazale, sugerând asocierea sa cu creşterea prevalenţei sindromului metabolic. De asemenea, studii recente au raportat că CRP şi IL-6 sunt predictori importanţi în dezvoltarea diabetului la pacienţii obezi, implicând CRP-ul ca o posibilă verigă de legătură între obezitate şi diabetul zaharat (54)

Interesant este faptul că efectul CRP este potenţat de hiperglicemie şi atenuat de tiazolidindione (TZD), antidiabetice cu rol insulinosensibilizator. CRP poate, de asemenea, să joace un rol de amplificare a activităţii proinflamatorii şi a altor adipokine, de exemplu a inhibitorului activatorului plasminogenului-1, intervenind astfel în supresia fibrinolizei şi trombogeneză prin inhibiţia plasminogenului activat (38). Nivelurile plasmatice de PAI-1 sunt corelate direct cu riscul cardiovascular şi dezvoltarea diabetului zaharat tip 2. Deşi plachetele şi celulele endoteliale reprezintă o sursă majoră de PAI-1 la oameni, ţesutul adipos produce, de asemenea, PAI-1. Nivelurile plasmatice ale PAI-1 sunt crescute la obezi şi scad paralel cu reducerea greutăţii corporale (31).

TNF-alfa este o citokină inflamatorie, eliberată în cantităţi mari de către obezi şi pacienţi cu rezistenţa crescută la insulină; contribuie la iniţierea şi formarea leziunilor aterosclerotice (30,32,56). TNF-alfa activează transcripţia factorului nuclear - kappa beta (NF-kB) (57), care accelerează aterogeneza experimentală, parţial prin inducerea expresiei moleculelor de adeziune, MCP-1 şi selectinei-E, în celulele musculare netede vasculare şi endoteliul aortic. TNF-α reduce biodisponibilitatea oxidului nitric în celulele endoteliale şi alterează vasodilataţia endoteliu-dependentă, promovând disfuncţia endotelială. TNF- α poate, de asemenea, induce apoptoza în celulele endoteliale (53).

Implicarea procesului inflamator, a unor mediatori ai inflamaţiei de tipul factorului de necroză tumorală TNF-α, în patogeneza rezistenţei la insulină din obezitate şi diabet zaharat de tip 2 a fost dovedită prin observarea pacienţilor diabetici trataţi cu doze mari de aspirină (7 g/zi). După aproximativ 2 săptămâni de tratament, s-a constatat o reducere cu 20% a glucozei plasmatice, a ratei bazale de producere a glucozei hepatice şi o îmbunătăţire a consumului periferic de glucoză, stimulată de insulină (58).

Amiloidul seric A (SAA) este un reactant de faza acută, ca şi CRP, care a fost asociat cu inflamaţia sistemică, legată de procesul de ateroscleroză. Este utilizat ca un predictor pentru boala coronariană şi pentru prognosticul cardiovascular. De asemenea, nivelul seric al amiloidului seric A a fost semnificativ corelat cu incidenţa diabetului zaharat în special la subiecţii tineri (59). În ţesutul adipos excesiv reprezentat, creşte secreţia de SAA. Amiloidul seric A înlocuieşte apolipoproteina-1 din HDL-colesterol, crescând HDL legat de macrofage şi scăzând HDL-colesterolul cardioprotector (60).

Visfatina este prezentă în leucocite, adipocite, celule musculare şi hepatocite. Ţesutul adipos visceral este bogat în visfatină, iar această adipokină are un rol “insulino-mimetic”, determinând activarea şi augmentarea expresiei receptorilor insulinici de la acest nivel (40). Se stabileşte astfel o conexiune între ţesutul adipos şi sindromul metabolic.

Rezistina este un alt hormon specific derivat din ţesutul adipos. Acesta induce, în mod direct, rezistenţa la insulină în musculatură şi în ficat. Nivelurile de rezistină circulantă sunt crescute în obezitate, în general, şi în special în formele genetice de obezitate. Neutralizarea rezistinei prin anticorpi specifici are ca rezultat o scădere a nivelurilor glucozei plasmatice şi o îmbunătăţire a sensibilităţii la insulină şi, în consecinţă, se furnizează o explicaţie a legăturii directe dintre greutatea corporală şi insulinorezistenţă. Rezistina are de asemenea un efect proinflamator pe celula musculară netedă într-o manieră doză-dependentă, inducând proliferarea celulei musculare netede din endoteliul aortic, sugerând că poate juca un rol în restenoza postintervenţională observată la pacienţii diabetici (36,37).

În ciuda efectelor fiziologice cunoscute, adipokinele au un număr limitat de utilizări în terapeutica inflamaţiei cronice, şi implicit a sindromului metabolic. Acest lucru se datorează descoperirii relativ recente a acestor molecule, precum şi numărului mare de adipokine

8

cunoscute. Referitor la utilizările acestor molecule, amintim de leptină, care după 20 ani de studiu, are aplicaţii în controlul greutăţii corporale şi tratamentul pacienţilor cu lipodistrofie (61).

Deci, sindromul metabolic poate fi definit ca sindromul rezistenţei la insulină caracterizat prin: rezistenţa la insulin/hiperinsulinemie, obezitate de tip central, diabet zaharat/scăderea toleranţei la glucoză, dislipidemie aterogenă (scăderea HDL-Col, creşterea LDL-Col şi TG), hipertensiune arterială, status protrombotic (creşterea PAI-1, a fibrinogenului şi a factorilor de coagulare V şi VII), disfuncţie endotelială (creşterea excreţiei urinare de albumină), hiperuricemie, status proinflamator indus de citokine (figura 1.3).

Figura 1.3. Componentele sindromului metabolic

Putem spune că status-ul proinflamator din sindromul metabolic se caracterizează prin: Creşterea nivelului plasmatic al AGL cu efect lipotoxic, antrenând modificarea funcţiilor

celulei β-pancreatice (alterarea funcțiilor acestora până la apoptoză),

9

Creşterea nivelului mediatorilor proinflamatori:TNF-α, hCRP, ICAM, etc Modificări ale secreţiei adipokinelor: creşterea secreţiei de leptină, scăderea secreţiei de

adiponectină Scăderea /alterarea numărului de mitocondrii (implicate în oxidarea AGL) cu efect de

îmbătrânire celulară.

Sindromul metabolic este definit printr-un cumul de factori de risc (figura 1.4), în care obezitatea şi insulinorezistenţa reprezintă elemenul patogenic central.

Figura 1.4. Reprezentarea schematică a bolilor asociate patogenic și constituind factori de risc cardiovasculari (61).

Inflamaţia cronică, sterilă, persistentă este asociată cu patogenia şi a altor afecţiuni cronice (figura 1.5) (64). Astfel, dacă apariţia insulinorezistenţei şi a diabetului zaharat este strâns corelată cu infiltrarea cu celule imune şi inflamaţia în ţesutul adipos, în boala cardiovasculară, celulele imune joacă un rol important la nivel vascular, în apariţia şi dezvoltarea plăcii de aterom.

Figura 1.5.: Relaţia inflamaţie sistemică-boli cronice (64)

Rolul aterogen al proceselor inflamatorii de mică intensitate în boala cardiovasculară a fost intuit încă de la mijlocul secolului trecut, când s-a relatat o accentuare a manifestărilor

10

clinice şi electrocardiografice la bolnavii coronarieni în cursul unor pusee de endocardită reumatică recidivantă (63).

În concordanţă cu această teorie, unii cercetători susţin folosirea antiinflamatoarelor nesteroidiene în tratamentul aterosclerozei. Leziunile de ateroscleroză exprimă izoenzima ciclooxigenazei COX2 (64). Aceasta enzimă catalizează producţia de prostaglandine, implicate în fiziopatologia vasculară. Deoarece aceşti agenţi terapeutici întrerup producţia de prostaciclină, cu rol vasodilatator şi antiagregant plachetar şi favorizează producţia de tromboxani, cu rol protrombotic, inhibarea COX2 cu antiinflamatoare non-steroidiene necesită o evaluare clinică atentă înainte şi în timpul tratamentului la pacientii cardio-vasculari deoarece creşte riscul de evenimente ischemice acute (i.e. infarct, tromboză) (65).

Inflamaţia, mecanismul cheie în aterogeneză, are importanţă în evoluţia pacienţilor cu sindrom metabolic în sine, nu numai la nivelul complicaţiilor sale vasculare. Stresul oxidativ şi hiperglicemia sunt implicate în patogeneza fenomenelor care favorizează complicaţiile cardiovasculare la pacienţii cu sindrom metabolic şi pot augmenta inflamaţia în desfăşurare (65). Agenţii utili în controlul factorilor de risc ai aterosclerozei, ca inhibitorii enzimei de conversie a angiotensinei II, derivaţii acidului fibric şi tiazolidinedionele, ar putea avea efect direct antiinflamator, mediat prin legarea de receptorii nucleari cunoscuţi ca PPARs (receptori activaţi de inductorii proliferării peroxizomilor). Deşi experimentele in vitro o dovedesc, relevanţa clinică a acestor efecte non-lipid dependente ale receptorilor PPAR este încă în studiu (66).

Creşterea nivelului circulant al citokinelor proinflamatorii este legată de apariţia şi dezvoltarea formaţiunilor tumorale, iar patogenia bolilor neurodegenerative este legată atât de răspunsul inflamator de la nivel local (neuroinflamaţie), cât şi de cel sistemic. Astfel, se poate afirma că diminuarea factorilor inflamatori sistemici ar contribui la ameliorarea prognosticului în afecţiunile cronice cu impact major asupra sănătăţii publice.

Pacienţii cu diabet zaharat şi/sau sindrom metabolic prezintă un risc cardiovascular crescut. Managementul actual al acestor pacienţi, în conformitate cu ghidurile de practică medicală, reduc acest risc, dar morbiditatea şi mortalitatea rămân crescute, chiar dacă pacienţii sunt supuşi unui program de intervenţie multifactorial.

11

CAPITOLUL II. RECEPTORII ACTIVAŢI DE INDUCTORII

PROLIFERĂRII PEROXIZOMILOR - ALPHA

II.1. Generalităţi Multe boli cronice au fost asociate cu un nivel persistent, redus al factorilor

proinflamatori. Descoperirea insulinorezistenţei şi a diabetului de tip 2 este strâns legată de infiltrarea cu celule imune şi de inflamaţia cronică în ţesutul adipos, iar în bolile cardiovasculare, celulele imune activate şi inflamaţia cronică joacă un rol major, în special în patogenia aterosclerozei (50,51). Cercetările sunt orientate spre descifrarea modului în care modificările metabolismului incluzând rezistenţa la insulină, dislipidemia, obezitatea abdominală pot accelera aterogeneza. Ateroscleroza, privită ca o complicaţie metabolică, îndreaptă atenţia către receptorii activaţi de inductorii proliferării peroxizomilor implicaţi în metabolismul lipidic, inflamaţie şi ateromatoză (66).

Receptorii activaţi de inductorii proliferării peroxizomilor (Peroxisome proliferato r- activated receptors-PPARs) fac parte din categoria receptorilor nucleari de tip proteic similar cu receptorii pentru hormonii steroidieni sau tiroidieni (67,68).

Au fost descrise trei tipuri de PPARs, α, β/δ, γ, ce au rol integrativ în controlul expresiei genelor ţintă cu funcţie cheie în stocajul şi mobilizarea lipidelor, în metabolismul glucozei, diferenţierea celulară şi răspunsul inflamator (69,70). S-a dovedit că activarea PPARα reduce nivelul seric al trigliceridelor şi este implicată în reglarea homeostaziei energetice. Activarea PPARγ determină creşterea sensibilităţii la insulină şi intensifică metabolismul glucozei, în timp ce activarea PPARβ/δ intensifică metabolismul acizilor graşi liberi.

PPAR sunt consideraţi reglatori importanţi ai adipogenezei, metabolismului lipidic, al balanţei energetice, inflamaţiei sistemice şi, nu în ultimul rând, al aterosclerozei (71,72,73,74,75). Aceste caracteristici, cuplate cu implicarea lor în bolile metabolice, fac din receptorii PPAR o ţintă ideală pentru noile strategii de tratament al factorilor de risc cardiovasculari.

Astfel, două clase de agonişti sintetici ai PPAR, tiazolidindionele (agonişti PPARγ - medicamente care cresc sensibilitatea la insulină) şi fibraţii (agonişti PPARα) sunt frecvent utilizate pentru tratamentul hiperglicemiei la pacienţii cu diabet zaharat de tip 2 şi respectiv, pentru îmbunătăţirea profilului lipidic prin scăderea nivelului circulant al trigliceridelor şi acizilor graşi liber (69, 76).

Totuşi, în ciuda importanţei lor terapeutice, aceste două clase de medicamente acţionează doar asupra unei singure componente a sindromului metabolic (fibraţii ameliorează hiperlipidemia, dar nu influenţează hiperglicemia, pe când tiazolidindionele cresc sensibilitatea la insulină fără efect asupra hipertrigliceridemiei şi acizilor graşi liberi). Aceste efecte limitează utilizarea acestor medicamente în monoterapie şi, mai important, administrarea lor este frecvent asociată cu reacţii adverse, în mod special în cazul tiazolidindionelor (71,72).

II.2. Istoric Grupuri independente de cercetători au observat în deceniul şase al secolului precedent o creştere a numărului de peroxizomi hepatici după administrarea de droguri hipolipemiante (clofibrat). Concomitent, s-a observat creşterea oxidării acizilor graşi la nivelul peroxizomilor hepatici, precum şi creşterea riscului de carcinogeneză la administrarea pe termen lung al acestor droguri (77).

În anii 70, substanţele care determinau un răspuns morfologic şi biochimic asemănător

12

clofibratului au fost denumite “peroxizome proliferator” (PPs): fibraţi (clofibraţi, ciprofibraţi), acizii graşi liberi (78).

În deceniul următor, în anii 80, s-a lansat ipoteza că acţiunile induse de PPs ar fi mediate de un receptor citoplasmatic, care ar modula expresia genelor implicate în efectele pleiotropice ale acestor droguri (79). Ulterior, în anii 90 s-a identificat şi clonat receptorul nuclear denumit PPAR (peroxizome proliferator-activated receptor) la şoarece, apoi la om şi amfibii (80).

II.3. Structura PPARReceptorii activați de către inductorii proliferării peroxizomilor (Peroxisome

proliferator-activated receptors - PPAR) acţionează ca factori de transcripţie, aparţinând super-familiei receptorilor nuclear (69).

Super-familia receptorilor nucleari cuprinde familia receptorilor nucleari hormonali (NHR) şi cea a receptori nucleari orfani. NHR sunt receptori pentru care au fost identificaţi liganzi hormonali în timp ce pentru receptorii orfani, liganzii lor nu sunt cunoscuţi. Recent a apărut terminologia receptorilor orfani "adoptaţi"(67). Aceştia au fost iniţial descrişi ca orfani, dar apoi liganzii lor au fost identificaţi (69).

Similar cu alţi factori de transcripţie, PPAR sunt alcătuiţi din mai multe domenii, fiecare dintre acestea conferind o acţiune particulară acestor proteine (81). PPAR prezintă patru domenii funcţionale, începând de la capătul N-terminal, numite A/B, C, D şi E/F (figura 2.1). Domeniul A/B are în structura sa o secvenţă de activare funcţională (AF-1), implicată în activarea ligand-independentă. Domeniul C numit şi DNA- binding domain (DBD) conţine motíve de tip ”Zn - finger” şi are rol de recunoaştere şi legare de ADN. Domeniul D , numit şi domeniul “pivot”, “hinge” realizează legătura dintre domeniul C (DBD) şi domeniul ligand binding (LBD). Domeniul D conţine o extensie a domeniului C, denumit CTE, cu rol în recunoaşterea elemenului specific de răspuns, ”PPAR response elements (PPREs)”. Pe lângă fixarea ligandului, LBD are rolul de a media activarea hormon dependentă (AF-2) şi este principala interfaţă de interacţiune cu receptorul retinoid X (RXR).

Figura 2.1. Reprezentarea schematică a structurii receptorilor nuclear PPARα (81)

Unul din motivele pentru care este necesară cunoaşterea structurii PPAR este înţelegerea variantelor genetice în populaţie, care ar putea conduce la elucidarea patogeniei unor afecţiuni cronice, din care amintim diabetul zaharat, dislipidemiile, bolile cardiovasculare, şi nu în ultimul rând neoplaziile. Astfel, este cunoscut că mutaţia leucină-va-lină (L162V) identificată în gena PPARα este asociată cu hiperapobetalipoproteinemia şi de o reducere a transactivării sub acţiunea liganzilor PPARα (82).

II. 4. Mecanismul acțiunii PPARMecanismul de acţiune al PPARα (reprezentat în figura 2.2) este similar cu al altor

receptori nucleari (tiroidian sau cel al vitaminei D)(67). Activarea receptorului PPAR determină o modificare în structura complexului receptor, urmată de modificarea expresiei

13

genelor codate.PPAR acționează ca un factor de transcriere ligand activat. După stimularea de către

liganzi (“Peroxizom Proliferator- PPs”) se uneşte cu receptorul RXR (Retinoid Receptor X), formează un heterodimer şi se leagă de elementul specific de răspuns ’’PPAR response elements (PPREs)” PPREs în regiunea promotoare a genelor ţintă (69,83).

Figura 2.2. Mecanismul acţiunii PPAR în organismul uman

PPARα reglează expresia genelor implicate în oxidarea acizilor graşi, sinteza VLDL, lipoliza şi metabolismul HDL-colesterol (tabel II) , având ca rezultat scăderea trigliceridelor circulante şi a particulelor mici şi dense de colesterol (LDL-colesterol), rezultând un profil lipidic vasculoprotectiv (71).

Tabel II. PPARα : Gene ţintă implicate in metabolismul lipidic si inflamaţie

  1. Metabolismul lipidelor

  Acil coenzima A oxidaza

  Carnitine palmitoil transferaza-1

  Acil coenzima A dehidrogenaza acizilor graşi cu catena medie

  Proteina transport a acizilor graşi liberi

  Lipoproteinlipaza

  Apolipoproteina CIII

  Proteina angiopoietin-like 4

  Apolipoproteina A1

  2. Inflamaţie

  Molecula vasculară de adeziune -1

  Ciclooxigenaza -1

  Interleukina-6

  Proteina de legare EBP (enhancer binding protein)De asemenea, PPARα inhibă factorii proinflamatori (tabel II), cu efect negativ asupra

endoteliului vascular, prin inhibarea sistemului NF- KB (diminuând sinteza de interleukine şi

14

a factorului de necroză tumorală TNF- alpha şi inhibând activitatea COX-2) (84).

II. 5. Clasificarea receptorilor PPARS-au descris următoarele tipuri de receptori PPAR (figura 2.3.):

1. PPARα– prezent în celulele cu capacitate mare de oxidare a AG: hepatocite, ţesut adipos brun, cardiomiocite, enterocite şi tubul proximal renal (69, 70,73)2. PPARβ/δ – prezent în întregul organism, reglând echilibrul energetic, identificat în 1992. Denumirea de PPARδ este frecvent utilizată în Statele Unite ale Americii, pe când cea de PPARβ este întâlnită în Europa (69,70, 73 ).3. PPARγ cu patru subtipuri: γ1(prezent în cord, muşchi, colon, rinichi, pancreas şi splină), γ2 (predominant dispus în ţesutul adipos), γ3 (recent descris în ţesutul adipos alb, colon, macrofage), γ4 (recent descris în celula endotelială)(69, 70 ).

Figura 2.3. Efectele receptorilor PPAR asupra organismului

II.6. Liganzii PPARαComponentele pre- şi postligand ale receptorului nuclear nu au fost examinate în

totalitate pentru niciunul din receptorii PPAR şi deci secvenţele procesului de activare nu sunt încă bine cunoscute (69). Totuşi, au fost identificaţi un număr mare de liganzi pentru receptorii PPARα, atât naturali şi sintetici (tabel III).

Tabel III . Liganzii PPARαNaturali ArtificialiAcizi graşi liberi saturaţi sau nesaturaţiVLDL 5,6 – Acid-epoxieicosatrienoic-acid (EET); 8,9 – EET; 11, 12-EET; 20- hidroxieicosatetraenoic acid (20 - HETE); 8- S- HETEAlkilamine cu catenă lungăLeucotriena B4Prostaglandine: PGD2, PGD1.

Fibraţi (fenofibrat, bezafibrat, clofibrat) Hipolipemiante non-fibraţi ( nafenopina, WY - 14643)Compuşii ai oxiranului (etilenoxid) FtalaţiAcid phitanicAcid perfluorosulfonic (PFOS)IndometacinDehidroepiandrosteronaAnticonvulsivante: acid valproic, fenobarbitalTelmisartanBenzantracenAcid dicloraceticAcid tricloracetic

15

Dacă în mod obişnuit, peroxizomii ocupă mai puţin de 2% din volumul citoplasmatic, tratamentul cu fibraţi (agonişti PPARα) a determinat creşterea volumului acestor organite până la 25 % din volumul citoplasmei (69).

II. 7. Reglarea expresiei PPARα

Expresia PPARα se află sub control nutriţional şi hormonal. Receptorii PPARα sunt influenţaţi de restricţia calorică şi stres. Modularea activităţii PPARα constituie un mecanism adaptativ pentru mobilizarea acizilor graşi din depozitele extrahepatice (85). Această acţiune este influenţată de glucocorticoizi, deoarece variaţiile expresiei PPARα sunt în concordanţă cu variaţiile diurne ale acestui hormon. În contrast cu acţiunea dexametazonei (91), studii experimentale au arătat că o creştere a nivelului glucozei serice este însoţită de creşterea insulinemiei şi scăderea expresiei receptorilor PPARα (figura 2.4.), conncomitent cu creşterea nivelului seric al trigliceridelor şi acizilor graşi liberi (86)

Figura 2.4. Reglarea expresiei PPARα funcţie de nivelul glucozei şi AGLPDC - complex piruvat-dehidrogenaza; PC- piruvat carboxilaza; PDK- kinaza piruvat dehidrogenaza

II. 8. Rolul receptorilor activaţi de inductorii proliferării peroxizomilor alpha –Peroxisome Proliferator-Activated Receptor-Alpha ( PPARα) în organismul uman

II. 8.1. Rolul PPARα in reglarea homeostaziei energetice a organismului uman

La nivel molecular, receptorii nucleari PPARα reglează expresia unor gene de transcripţie, intervenind în sinteza enzimelor şi a altor proteine implicate în reglarea homeostaziei energetice a organismului uman. Oxidarea acizilor graşi liberi are loc la nivelul peroxizomilor şi mitocondriilor, furnizând energia necesară desfăşurarii activităţii normale a diferitelor tipuri de celule

Peroxizomii sunt organite celulare implicate în alfa si beta-oxidarea acizilor graşi, sinteza de colesterol şi isoprenoizi, sinteza de bilă şi fosfolipide (etanolamida, colina). Reglarea metabolismul acizilor graşi liberi de la nivelul peroxizomilor se află sub controlul transcripţional al receptorilor PPARα.

Receptorii PPARα codează genele implicate în captarea acizilor graşi (Abcd1, Abcd2 şi Abcd3), conversia acil-CoA/acetil-CoA în acil-carnitină/ Acetil carnitina şi conversia Acil-CoA în acizi graşi pe calea tioesterazelor. Activităţile enzimatice ale tioesterazei şi ale acilcarnitinei sunt necesare pentru a transporta AG în mitocondrie. În afară de Acox1,

16

enzimele care realizează beta-oxidarea peroxizomală a acil-CoA sunt gene-ţintă ale PPARα. Aceste enzime implicate în beta-oxidarea AG sunt dehidrogenaza enoil-CoA (codată de gena Ehhadh), enoil-CoA hidrataza (Hsd17b4), şi tiolaza 3-cetoacil-CoA (Acaa1a, Acaa1b). În final, expresia a numeroase gene implicate în importul proteinelor peroxizomale şi deci a prelucrării peroxizomale, numite şi familia Pax, sunt controlate transcripţional de PPARα. Inducţia genelor menţionate mai sus importante în proliferarea masivă a peroxizomilor a fost observată experimental pe rozătoare supuse la agonişti sintetici PPARα (figura 2.5) (69).

Figura 2.5. Gene implicate în oxidarea acizilor graşi la nivel hepatic

Aproape fiecare etapă enzimatică în captarea mitocondrială şi a subsecvenţelor oxi-dării degradative a acil-CoA în acetil-CoA sunt controlate de PPARα. În mod specific, PPARα stimulează importul acil-CoA în mitocondrie prin creşterea expresiilor a carnitil-palmitoil-transferazelor 1a, 1b, 2 (Cpt1a, Cpt1b, Cpt2) şi translocaţiei acil-carnitinei (Slc25a20). De asemenea, PPARα creşte expresia genelor implicate în captarea celulară şi biosinteza carnitinei (Aldh9a1, Bbox1, Slc22a5). Expresia scăzută a genelor biosintetizatoare de carnitină explică reducerea carnitinei la animalele cu deleţie PPARα.

În prima etapă a beta-oxidării, acil-CoA este dehidrogenată într-o reacţie indusă de PPARα, catalizată de o familie de patru dehidrogenaze a acil-CoA (Acadvl, Acadl, Acadm, Acads). Cele 3 etape consecutive ale beta-oxidarii care duc la scurtarea catenei şi a eliberării acetil-CoA sunt catalizate de proteina trifuncţională mitocondrială (cu subunităţile Hadha şi Hadhb).

La scurtarea progresivă a catenei, alte două enzime aflate sub controlul receptorilor PPARα, 3- hidroxi acil-CoA dehidrogenaza (Hadh) şi 3-Ketoacyl-CoA tiolaza (Acaa2) preiau funcţiile enzimei trifuncţionale, având rol în transformarea compuşilor acil-CoA şi 3-metil-CoA în intermediari ai beta-oxidării. Alte presupuse gene ţintă a PPARα legate de oxidarea lipidelor includ un set de dehidrogenaze puţin cunoscute a acil-CoA (Acad8, Acad10 şi Acad11) şi enzime transportatoare de electroni (Etfdh) (figura 2.5) (69).

Expresia PPARα este relativ crescută în hepatocite, enterocite, monocite/macrofage, celule endoteliale, celule musculare netede, limfocite, astrocite (69,85). În condiţii de repaus alimentar, PPARα sunt activaţi de acizii graşi liberi proveniţi din ţesutul adipos, crescând

17

generarea de cetone pe calea oxidării acizilor graşi liberi în ficat şi celulele mononucleate din sângele periferic (87).

Datorită acţiunii PPARα, se intensifică rata beta - oxidării la nivel mitocondrial şi peroxizomal, ficatului, miocardului, rinichiului, muşchiului scheletic, observată la nivelul ţesutului adipos brun, dovedind astfel un rol potenţial în reglarea procesului oxidativ la nivel celular (88).

II.8.2. Rolul PPARα în reglarea metabolismului lipidicStudiile efectuate în vivo şi în vitro au arătat faptul că receptorii PPARα deţin un rol

important în metabolimul lipidelor şi lipoproteinelor (figura 2.6) (72,76,82).

Figura 2.6. Rolul PPARα in reglarea metabolismului lipidic

PPARα, membru al familiei receptorilor nucleari şi receptorilor pentru acizii graşi liberi, diminuează acumularea hepatică de lipide reglând expresia genelor implicate în sinteza, oxidarea şi depozitarea acizilor graşi. Activarea PPARα protejează faţă de un profil lipidic aterogenetic prin scaderea nivelului seric al trigliceridelor şi LDL-col, precum şi prin creşterea HDL-colesterolului (tabel IV) (76).

Tabel IV: Efectele metabolice ale activării PPARα

Stimularea oxidării acizilor graşi liberiCreşterea HDL-colesteroluluiCreşterea clearance-ului trigliceridelor via lipoproteinlipazeiIntensificarea catabolismului colesteroluluiCreşterea ketogenezeiCreşterea gluconeogenezeiScăderea VLDLReducerea numărului de particule mici şi dense de LDL-colScăderea acţiunii lipazei hepatice.

18

II.8. 3. Rolul PPARα în modularea inflamaţiei

Receptorii PPARα intervin în modularea status-ului proinflamator şi a insu-linorezistenţei. Este cunoscut faptul că inflamaţia se caracterizează prin activarea macrofagelor şi monocitelor la nivelul zonei agresionate, urmată de creşterea eliberării de mediatori proinflamatori ca TNF-α, IL-6 şi IL-1β, care la rândul lor vor stimula activitatea ciclooxigenazei (89,90).

PPARα şi liganzii lor reduc durerea şi inflamaţia şi, mai departe, inhibă eliberarea unor mediatori chimici şi enzime cu efect proinflamator şi pro-angiogenic (91). Efectele antiinflamatorii ale activării PPARα au ca rezultat diminuarea fenomenelor inflamatorii şi în consecinţă ameliorarea disfuncţiei endoteliale (tabel V).

Tabel V : Efectele antinflamatorii ale activării PPARα la nivel vascular

Plasmă: scăderea HDL, scăderea TG, scăderea apo-CIII.

Vas de sânge:- creşterea transportului revers al colesterolului,- creşterea activităţii hemooxigenazei (HO), amplificarea activităţii proteinei de supresie tumorală p16 (INK4a) cu efect de scădere a proliferării şi migrării celulelor musculare netede,- scăderea unor factori cu rol proinflamator: IL-6, factorul NF-kB, COX-2, integrina β5.

Celule endoteliale: - creşterea eNOS (sintetaza NO endotelială),- creşterea proteinei de transport a AGL,- stimularea activităţii superoxid dismutazei(Cu, Zn- SOD),- scăderea factorilor proinflamatori: molecule de adeziune (ICAM şi VCAM ), IL-8, AP-1, MCP-1, NF-kB, TF, ET-1,- scăderea recrutării leucocitare.

Monocite/macrofage- creşterea activităţii carnitil palmitil-oil-transferazei (CPT). HO-1,- creşterea activităţii receptorului SRB1 cu rol în captarea HDL-col la nivel hepatic,- stimularea activităţii proteinei reglatoare a efluxului de colesterol (ABCA-1),- stimularea proteineilor transportatoare intracelulare a colesterolului (NCP-1, NCP-2), cu rol în boala Niemann-Pick,- stimularea ciclazei reglatoare a sintezei de ARN (RTC), studiată în malarie,- scăderea activităţii enzimelor( MMP9, LPL)- scăderea citokinelor proinflamatorii (IL-2, IFNγ)- diminuarea cantităţii de factor tisular (TF) cu rol protrombotic- scăderea captării de particule glicate de LDL- scăderea acumulării intracelulare de lipide.

Activarea receptorilor nucleari PPARα reduce răspunsul proinflamator prin inhibiţia transcripţiei factorului nuclear NF-kB şi reducerea producerii de citokine (92). Experimental s-a dovedit că agoniştii PPARα scad IL-1, interleukina care stimulează sinteza de CRP la nivelul hepatocitelor umane şi creşte nivelul proteinei C reactive la animalele de laborator (93,94).

19

Activarea PPARα reduce nivelul plasmatic bazal al CRP, lucru observat şi în absenţa stimulului inflamator. La nivel molecular, reducerea nivelului CRP poate derivă din creşterea expresiei proteinei IκBα după activarea PPARα.

IκBα se leagă de subunitatea p50 a factorului nuclear NF-kB şi reduce expresia acestui factor cheie proinflamator, rezultând reducerea transcripţiei genelor legate de secreţia factorilor inflamatori, incluzând şi CRP (92).

PPARα prezintă un mecanism intrinsec de inhibare a factorului nuclear NF-kB, crescând activitatea factorului inhibitor IκBα, protejând astfel celula de efectul mediatorilor proinflamatori (figura 2.7)

Figura 2.7. Interacţiunile dintre PPARα şi elemente implicate în patogenia inflamaţiei

1- cofactor ai complexului de transcripţie;2- scăderea nivelului factorului de transcripţie;3- inhibarea translocaţiei nucleare a factorului de transcripţie NFkB;4- creşterea activităţii IkB;5- modularea activităţii receptorului membranar al citokinelor;

La subiecţii umani, agoniştii PPARα reduc nivelul CRP, proteină considerată un biomarker de larg interes pentru cuantificarea riscului cardiovascular. Efecte similare ale stimulării PPAR au fost raportate asupra fibrinogenului şi SAA. Tratamentul cu agoniştii PPARα inhibă expresia genei responsabilă de creşterea SAA în răspunsul inflamator declanşat de citokine (95).

20

II.8.3.1.Rolul PPARα în modularea inflamaţiei la nivel hepatic

Este cunoscut faptul că ficatul joacă un rol important în ateroscleroză prin: sinteza de particule lipoproteice, (LDL-col, HDL-col, VLDL - importante pentru riscul

cardiovascular); sinteza de reactanţi de fază acută: fibrinogen, proteina C reactivă, amiloidul seric A;

PPARα , membru al familiei receptorilor nucleari si receptor pentru acizii grasi liberi, diminuează acumularea hepatică de lipide reglând expresia genelor implicate în sinteza, oxidarea şi depozitarea acizilor graşi (76).

Stimuarea PPARα creşte expresia adiponectinei, o adipokină cu efect important antiinflamator, îmbunătăţeşte ulstrastructura hepatică şi reduce citoliza hepatică (ilustrată de scăderea nivelului transaminazelor ALAT şi AST) (76 ,96).

Reactanţii de fază acută (fibrinogen, proteina C reactivă, amiloidul seric A) cresc ca urmare a reacţiei organismului uman la agresiuni diverse, incluzând şi acţiunea citokinelor eliberate de neutrofile şi macrofage. Fibrinogenul reprezintă un factor implicat în coagulare, iar rolul posibil al CRP-ului şi SAA în ateroscleroză a fost dovedit (59,60). Sinteza acestor proteine este stimulată de citokinele proinflamatorii (IL-1, IL-6) şi factorul de necroză tumorală (TNF-α). Nivelul acestor citokine este corelat cu obezitatea, sugerând un mecanism care leagă obezitatea de ateroscleroză (figura 2.8) (61).

Figura 2.8. Rolul PPARα în modularea inflamaţiei la nivel hepatic (95)

La nivel sistemic, PPARα modulează răspunsul în faza acută a inflamaţiei şi reduce expresia substanţelor proinflamatorii sintetizate în ficat, implicate ca şi mediatori sau markeri în definirea riscului cardiovascular (97). Aceste modificări ale răspunsului hepatic şi ale proteinelor circulante induse sub acţiunea PPARα sunt urmate de reducerea răspunsului inflamator la nivel sistemic, inclusiv la nivelul peretelui vascular.

De asemenea, substanţele cu efect de agonist al PPARα reduc concentraţia factorului de necroză tumorală TNFα, interferon IFN-γ, IL-6. Este de aşteptat ca diminuarea factorilor proinflamatori amintiţi să aibă consecinţe la nivelului răspunsului inflamator al celulelor vasculare şi a altor celule.

S-a arătat că reducerea expresiei PPARα acompaniază dezvoltarea leziunilor hepatice induse de alcool (98). Afectarea hepatică indusă de alcool reprezintă un proces de de intensificare a steatozei hepatice şi steatohepatitei, care pot determină progresia acestora spre fibroză hepatică, ciroză şi hepatocarcinom.

Expunerea cronică la alcool scade oxidarea acizilor graşi liberi şi creşte lipogeneza, acţionând asupra factorilor de transcripţie care controlează activitatea genelor implicate în

21

reglarea metabolismului lipidic (PPARα), rezultând o acumulare de trigliceride în ficat (steatoză). Etanolul contribuie de asemenea în creşterea acţiunii unor factori proinflamatori ca osteopontina şi ciclooxigenaza, favorizând apariţia leziunilor inflamatorii şi cauzând steatohepatita alcoolică.

Tratamentul farmacologic al pacienţilor cu steatohepatită necesită identificarea unor agenţi care să determine regresia leziunilor induse de alcool. Tratamentul timp de două săptămâni cu un agonist PPARα (WY14643) diminuează leziunile hepatice induse de alcool, evidenţiate prin reducerea histologică a leziunilor de steatoză şi scăderea factorilor proinflamatori. De asemenea, administrarea timp de două săptămâni a antagoniştilor de PPARα (GW6471) intensifică procesul inflamator la nivel hepatic (98).

Interesant este faptul că modularea răspunsului inflamator nu apare doar sub acţiunea agoniştilor receptorilor PPARα, ci apare şi datorită stimulării endogene a acestor receptori. În condiţiile deleţiei genei PPARα, nivelul amiloidului seric A este semnificativ crescut chiar în absenţa stimulilor proinflamatori (99).

În concluzie, efectul principal al PPARα la nivel hepatic este de a limita nivelul de expresie al citokinelor (CRP, fibrinogen, SAA), având ca rezultat diminuarea răspunsului inflamator la acest nivel.

II. 8.3.2. Rolul PPARα în migrarea şi adeziunea leucocitelor sangvine

Aterogeneza timpurie se caracterizează prin recrutarea leucocitelor, care pătrund prin endoteliul lezat. Aceastaă leziune endotelială poate fi produsă direct de factori de risc precum hipertensiunea arterială (“shear stress”), hiperglicemia sau hipercolesterolemia. Leucocitele sunt atrase sub acţiunea citokinelor chemoatractante (chemokine), eliberate de către celule endoteliale activate sau subendoteliale (95).

Aceste celule inflamatorii parcurg o serie de paşi discreţi până se ataşează monostrat la nivelul leziunii, proces mediat de molecule de adeziune vasculară (VCAM-1), molecule de adeziune intercelulară (ICAM-1) şi selectina E. În final, aceste leucocite migrează la nivelul intimei vasului de sânge (95). Expresia VCAM-1, legată predominant de monocite şi limfocitele T, este stimulată de citokine proinflamatorii ca TNF-α, IL-1 şi IL-6 (figura 2.9). S-a dovedit că lipsa moleculei vasculare de adeziune indusă experimental pe animale este urmată de regresia leziunilor aterosclerotice (100).

Figura 2.9. Rolul PPARα în modularea inflamaţiei la nivel vascular

NFkB- Factor nuclear kappa beta AP-1 - Proteina activatoare cu rol in diferenţierea şi apoptoza celularăT-bet - factor de transcripţie pentru limfocitele T helper

Tot studiile experimentale efectuate pe cobai au evidenţiat faptul că o dietă aterogenetică induce expresia VCAM-1 la nivel endotelial, în timp ce o dieta bogată în acizi

22

graşi omega-3 determină scăderea activităţii VCAM-1. Interesant este faptul că, prezenţa formelor solubile circulante ale moleculelor similare cu VCAM-1 se corelează cu risc crescut cardiovascular (55).

Agoniştii PPARα inhibă expresia moleculei de adeziune vasculară VCAM-1, stimulată de citokine ca TNF-α, acţiune care este legată de inhibiţia NFkB (92). Diminuarea expresiei VCAM-1 sub acţiunea agoniştilor PPARα nu este întâlnită la cobaii lipsiţi de PPARα, demonstrând că acest efect este legat de acţiunea asupra acestor receptori. Mai mult, nivelul bazal al VCAM-1 în endoteliul vascular al animalelor cu deleţia PPARα este crescut comparativ cu animalele care nu au suferit această intervenţie genetică, sugerând faptul că PPARα poate fi considerat un inhibitor puternic al inflamaţiei (101).

Căile endogene de metabolizare a lipidelor, precum hidroliza VLDL de către lipoproteinlipaza sau hidroliza HDL de către lipaza endotelială, pot de asemenea să limiteze expresia VCAM-1, prin activarea receptorilor PPARα.

Modalitatea prin care activarea PPARα inhibă expresia ICAM-1 şi a chemochinelor sunt insuficient cunoscute. La om, tratamentul cu fenofibrat reduce nivelul plasmatic al ICAM-1, fiind mai curând consecinţa modificării nivelului lipidelor serice decât a acţiunii directe asupra moleculelor de interadeziune celulară (102). În contrast cu VCAM-1, leziunile aterosclerotice aortice la şoarecii cu deficienţă de ICAM-1 şi LDL-receptor nu regresează datorită tratamentului cu agonişti PPARα. Dacă ne referim la chemokine, unde receptorii PPARγ au efect inhibitor asupra sintezei IFN-γ, agoniştii PPARα se pare că nu au un efect similar la nivelul celulelor endoteliale.

Cert este faptul că fosfolipidele oxidate activează PPARα, rezultând creşterea expresiei IL-8 şi a factorului chemotactic al monocitelor MCP-1 (103).

Acumularea de monocite și atragerea particulelor de LDL oxidate sunt importante în transformarea macrofagelor în celule "spumoase" și patogenia aterosclerozei (103). Proteina chemoatractantă a monocitelor MCP-1 creşte expresia receptorilor scavenger CD36, precum şi incorporarea particulelor de ox-LDL în macrofage (104).

Receptorul CD36 (Cluster of Diferentiation 36) face parte din familia receptorilor de suprafaţă scavenger de tip B. CD 36 (scavenger receptor SR-BI) se prezintă ca o glicoproteină de suprafaţă exprimată prin membrana monocitelor şi macrofagelor, cu rol de receptor pentru particulele oxidate de LDL. Receptorul CD36 joacă un rol important în diabetul zaharat, ateroscleroză şi boala coronariană, dar şi în alte boli degenerative din care amintim boala Alzheimer (105). Legarea particulelor de ox-LDL de receptorul CD36 este urmată de activarea factorului nuclear NFκB şi eliberarea de citokine (factorul de necroză tumorală TNF-α, interleukine IL-1β şi IL-6, interferon IFN-γ), producând agravarea cascadei proinflamatorii de la nivel vascular (figura 2.10) (104).

Figura 2.10. Relaţia dintre receptorii PPARα si CD36 în modularea inflamaţiei la nivel vascular

23

La om, în celulele provenite din vena ombilicală s-a demonstrat că CRP stimulează expresia MCP-1, dovedind implicarea acestei proteine în aterogeneză. Acest proces de stimularea a MCP-1 de către CRP este inhibat sub acţiunea activatorilor sintetici ai PPARα (93,94) şi consecutiv se produce o diminuare a inflamatiei şi încetinirea procesului de ateroscleroză la nivel vascular (figura 2.10).

În celula endotelială, răspunsul variabil obţinut prin activarea PPAR este dependent de tipul de ţesut utilizat, agoniştii implicaţi, concentraţia utilizată, şi, nu în ultimul rând, efectul biologic depinde de tipul de organism (uman, animal, etc). În general, activarea PPARα se pare că inhibă formarea plăcii de aterosleroză încă din fazele incipiente ale aterogenezei (95).

II. 8.3.3. Relaţia PPARα – răspuns imun celular

În ateroscleroză, limfocitele T şi celulele dentritice (DC) sunt recunoscute ca având un rol important în apariţia leziunilor la nivelul vasului de sânge şi ulterior a complicaţiilor plăcii de aterom. După recrutarea şi pătrunderea în peretele vascular, limfocitele T, constând mai ales din celule CD4+, suferă un proces de diferenţiere din TH0 în Th1, după stimulare antigenică (ox-LDL). Th1 secretă predominant citokine proinflamatorii ca IFN-γ şi IL-2, care vor activa alţi participanţi celulari în aterogeneză (106).

De exemplu, IFN-γ stimulează limfocitul T citotoxic şi monocitul/macrofagul. Progresia aterogenezei mediată pe calea citokinelor produse de limfocitul Th1 este dovedită prin reducerea leziunilor aterosclerotice la şoarecii cu activitate IFN-γ. Important este fapul că celula musculară netedă poate fi activată printr-un mecanism similar, mediat de cytokine (107). Impactul potenţial al activării asupra cascadei proinflamatorii derivă din efectele asupra etapelor iniţiale ale acestui proces. Activarea PPARα reduce sinteza de IFN-γ şi IL-2, modulând şi acţiunile distale ale acestor citokine. În celula musculară netedă, s-a arătat că PPARα scade secreţia de IL-6 şi prostaglandine şi inhibă activitatea ciclooxigenazei, enzimă care stimulează producerea a numeroşi mediatori proinflamatori (108).

Expresia ciclooxigenazei-2 este crescută la nivelul plăcii de aterom (64). Inhibarea COX-2 este rezultatul represiei pe calea factorului nuclear NF-kB. Activarea PPARα diminuează producerea citokinelor proinflamatorii la nivelul limfocitului T, efect care ne aşteptăm să limiteze răspunsul vascular proinflamator şi implicit să limiteze procesul de ateroscleroză.

II. 8.3.4.Rolul PPARα în oxidarea lipoproteinelor şi formarea celulelor spumoase

Nivelul seric crescut a LDL-Col reprezintă un factor de risc major cardiovascular, existând dovezi solide care stabilesc o dependenţă crescută între defectele genetice ale metabolismului colesterolului şi apariţia prematură a bolii cardiovasculare. În afectarea cardiovasculară, LDL conferă un risc crescut pentru ateroscleroză (10).

Este greu de stabilit un nivel “normal” al LDL, care să diminueze riscul cardiovascular. Nivelul LDL şi al colesterolului variază în funcţie de zonă geografică, existând o legătură între nivelul acestor lipide şi mortalitatea prin boala cardiovasculară. Particulele LDL sunt mici şi dense, proprietăţi care le fac uşor de reţinut în peretele arterial, cresc tendinţa lor la oxidare şi cresc riscul cardiovascular. În peretele arterial, particulele oxidate de LDL sunt captate de monocitele infiltrate endotelial, determinând transformarea acestor monocite în macrofage şi în final, în “celule spumoase” (cells foam).

Celulele spumoase produc citokine şi factori de creştere şi mai mult, servesc ca sursă pentru matricea metaloproteinkinazei, enzimă implicată în slăbirea şi ruptura capacului fibros, proces care stă frecvent la baza infarctului miocardic.

Activarea PPARα determinată de fibraţi creşte dimensiunile LDL şi reduce densitatea

24

acestor particule la pacienţii cu dislipidemie. Aceste modificări se observă împreună cu scăderea trigliceridelor şi sunt determinate de stimularea lipoproteinlipazei (LPL), un pion important în metabolismul trigliceridelor (109).

Activarea PPARα reduce expresia apo-CIII (109), inhibitorul natural al activităţii LPL. Alături de aceste efecte indirecte asupra oxidării LDL, agoniştii PPARα pot modula direct oxidarea LDL, fapt demonstrat în studii preclinice sau efectuate pe animale. Creşterea expresiei PPARα este asociată cu scăderea ox-LDL la nivelul plăcii de aterom, dovedită prin experimente efectuate pe animale cu sindrom de rezistenţă la insulină (110).

Modificările oxidative ale LDL pot fi induse şi de speciile de oxigen reactiv (ROS). În condiţii bazale, tratamentul cu agonişti PPARα creşte formarea de radicali liberi de oxigen (111). În contrast, activarea PPARα scade expresia formei reduse a nicotinamidei-di-nucleotide-fosfat-oxidazei (NADPH), enzima care generează superoxid în celula endotelială. De asemenea, tratamenul cu agonişti PPARα creşte expresia superoxiddismutazei (SOD), enzimă cu rol în curăţarea şi procesarea radicalilor liberi (95).

Scăderea NADPH şi creşterea acţiunii SOD au ca rezultat diminuarea formării particulelor de ox-LDL. Aceste date sugerează că PPARα are rol în menţinerea echilibrului între procesele implicate în oxidare. Interferenţa cu calea NF-kB poate fi un alt mecanism prin care activarea PPARα scade radicalii liberi, crescuţi în aterogeneză (112).

Pe lângă modularea dimensiunilor şi densităţii particulelor LDL şi limitarea oxidării acestora, PPARα poate inhiba formarea celulelor spumoase prin creşterea transportului invers al colesterolului (figura 2.11) (109).

25

Figura 2.11. Efectele stimulării PPARα asupra metabolismului lipidic

Transportul invers al colesterolului (revers cholesterol transport - RCT) este procesul prin care colesterolul este preluat din ţesuturile periferice de către lipoproteinele HDL şi transportat către ficat pentru a fi metabolizat.

II. 8.3.5. Efectele PPAR asupra plachetelor sangvine

Pe lângă rolul binecunoscut din hemostază, s-a demonstrat existenţa unor funcţii ale trombocitelor în activarea celulelor imune şi procesele inflamatorii, creând o nouă legătură între tromboză şi inflamaţia la nivel vascular (113).

Plachetele activate eliberează mediatori ai inflamaţiei (liganzi ai CD40, tromboxan A2), precum şi vezicule membranare şi microparticule plachetare, care influenţează activitatea altor tipuri de celule la nivel regional şi sistemic(figura 2.12). Ca urmare, s-a dovedit implicarea trombocitelor în patogenia unor afecţiuni cronice că boala cardiovasculară, diabetul zaharat, bolile inflamatorii cronice intestinale (114).

Figura 2.12: Legătura dintre plachete, inflamaţie şi boala cardiovasculară

Implicarea PPARα la nivelul trombocitelor atenuează funcţia acestora de eliberare a mediatorilor proinflamatori/protrombotici şi inhibă agregarea plachetară. Aceste acţiuni pe care le exercită agoniştii PPARα asupra plachetelor sangvine se pare că sunt legate de inhibiţia proteinkinazei PKC-α (115). Putem spune că la pacienţii cu sindrom metabolic, tratamentul cu agonişti PPARα reduce riscul de tromboză şi evenimente cardiovasculare majore (116, 117).

26

II. 8.3.6. Relaţia dintre PPARα, stabilitatea plăcii de aterom şi trombogeneză

În procesul complex de formare a plăcii aterosclerotice, celulelele musculare netede proliferează, migrează şi se acumulează în aterom. Aceste celule produc componentele matricei extracelulare, determinând extinderea leziunilor şi favorizează apariţia leziunilor fibroase.

De asemenea, celulele musculare netede reprezintă sursa materialului fibros din structura capului fibros al plăcii. Ruptura capului fibros al plăcii se produce acolo unde este foarte subţire, foarte infiltrat cu celule spumoase. Ca urmare se eliberează în circulaţie factorul tisular secretat de macrofage cu rol procoagulant, care activează cascada coagulării şi are ca rezultat formarea trombului. Trombul format poate determina ocluzia completă a vasului de sânge arterial, manifestată clinic prin ischemie acută de organ, sau aceasta arteră se poate obstrua parţial, manifestându-se în timp ca angină instabilă.

Eroziunea superficială a capului fibros poate constitui de asemenea un mecanism de leziune arterială, deoarece stimulează formarea ţesutului fibros şi favorizează transformarea leziunilor de tip lipidic în leziuni fibroase.

Stabilitatea plăcii de aterom este rezultatul mecanismelor care controlează formarea de degradarea matricei extracelulare (ECM). Metaloproteinaza matriceală (MMP) reprezintă o enzimă care degradează componentele matricei extracelulare. De asemenea, MMP este implicată în remodelarea plăcii de ateroscleroză şi reducerea stabilităţii plăcii (95).

Dat fiind rolul important al inflamaţiei în patogenia aterosclerozei, deducem că şi formarea şi degradarea capului fibros sunt modulate de substanţele implicate în procesul inflamator. MMP, celula endotelială precum şi celula musculară netedă sunt stimulate de citokine ca IL-1, TNFα şi de particulele oxidate ox-LDL.

Activarea PPARα determină inhibarea expresiei MMP9 prin stimularea monocitelor THP-1 (figura 2.13). Acest efect al PPARα este indirect şi poate derivă din stimularea creşterii de oxid nitric, care reduce expresia MMP. Asupra stabilităţii plăcii aterosclerotice, PPARα acţionează inhibând proliferarea celulelor musculare netede.

Figura 2.13 : Efectele activării PPARα asupra formării plăcii aterosclerotice

. De asemenea, incubarea celulelor musculare netede cu agonişti PPARα a determinat stimularea apoptozei acestor celule. Impactul acestor acţiuni ale PPARα nu sunt încă bine cunoscute. Inhibând proliferarea celulelor musculare netede (SMC), limitează extinderea aterosclerozei (figura 2.13). In acelaşi timp, prin diminuarea numarului de celule musculare netede care intra in structura capului fibros, poate avea efecte nefavorabile asupra stabilităţii leziunilor aterosclerotice, favorizand astfel ruptura plăcii de aterom .

27

Activarea PPARα are ca efect intensificarea apoptozei macrofagelor activate de TNFα şi IFN-γ, probabil prin represia căii antiapoptoză a NF-kB. Tot ca efect asupra stabilităţii ateromului, s-a raportat că agoniştii PPARα scad expresia factorului tisular (TF) procoagulant la nivelul monocitelor şi macrofagelor (95). Agoniştii PPARα limitează activitatea promotorului TF, precum şi nivelul proteinei TF în macrofage. În timp ce acţiunea agoniştilor PPARα asupra TF este susţinută de studii publicate, efectul asupra inhibitorului activatorului tisular al plasminogenului (PAI-1) rămâne încă neelucidat.

II. 8.3.7. Implicaţiile în inflamaţie şi ateroscleroză ale relaţiei dintre metabolismul lipoproteinelor şi activarea PPARα in vivo

Până în prezent numeroase studii au stabilit că există o relaţie strânsă între acizii graşi liberi şi PPAR. Totuşi există destul de puţine informaţii referitoare la modul în care modificările lipoproteinelor pot fi conectate cu răspunsul PPARα la nivel celular. Interesant este faptul că acţiunile PPARα au fost definite utilizând agonişti sintetici ai PPARα.

Lipoproteinlipaza (LPL), membră a familiei triacilglicerol-lipazelor, este o enzimă importantă în hidroliza acizilor lipoproteinelor bogate în trigliceride (VLDL) cu eliberarea unei cantităţi crescute de acizi graşi liberi.

Activitatea acestei enzime este intensă la nivel muscular, unde furnizează acizii graşi liberi pentru beta-oxidare şi generare de energie şi la nivelul ţesutului adipos, unde AGL pot fi stocaţi ca rezerve. Deşi nu este sintetizată la nivel endotelial, LPL întâlneşte VLDL circulante, substratul sau la acest nivel, lipoproteinele fiind poziţionate la suprafaţa endoteliului. Lucrări recente au arătat că hidroliza VLDL poate activa PPARα.

În macrofage, activarea LPL se face de către PPARδ (118), în timp ce acţiunea LPL este mediată de PPARα la nivelul celulei endoteliale (119). Nu toate lipazele eliberatoare de acizi graşi liberi au acţiune asupra PPARα, ci doar LPL. Se descrie un complex format din LPL, lipoproteine şi produşi de lipoliză care poate influenţa răspunsul PPARα (figura 2.14).

În procesul aterosclerozei, complexul LPL/VLDL inhibă citokina stimulatoare a VCAM-1, reproducând efectele unui agonist sintetic PPARα. Cert este faptul că stimularea PPARα prin acţiunea LPL ar oferi un mecanism de control pentru enzimele implicate în oxidarea şi transportul acizilor graşi (95).

Figura 2.14. Relaţia dintre metabolismul lipoproteinelor şi activarea PPARα la nivel endotelial

Activitatea LPL se află sub influenţa unui mecanism complex de reglare. Astfel, proteinele ApoC-II şi Apo-AV cresc activitatea LPL (95,120), în timp ce proteinele ApoC-I, ApoC-III, precum şi proteinele angiopoietin-like Angptl3 şi Angptl4 diminuează activitatea

28

LPL (121, 122). Receptorii PPARα sunt prezenţi în macrofagele umane, unde activarea lor este urmată de creşterea sintezei şi activităţii LPL (123).

În contrast, există studii care au arătat ca stimularea PPARα determină scăderea sintezei şi diminuarea activităţii LPL (124). Cercetările sunt orientate şi spre modul în care polimorfismul LPL poate influenţa diferenţele în expresia receptorilor PPARα.

S-a arătat că hidroliza HDL de către lipaza endotelială poate activa PPARα. Modalitatea prin care se produce această activare este diferită de cea LPL/VLDL (125).

Capacitatea HDL de a limita adeziunea leucocitară la nivelul endoteliului activat este fie blocată în prezenţa unui inhibitor general al lipazelor, fie este absentă în celula endotelială a animalelor lipsite de PPARα. Acţiunea lipazei endoteliale (EL) favorizează ateroscleroza (43). Este posibil ca activarea EL prin intermediul PPARα să furnizeze efecte neaşteptate, contribuind la efectul proaterogen al EL (95).

Probabil, hidroliza lipoproteinelor cu densitate înaltă de către lipaza endotelială există în scopul de a juca un rol funcţional într-un cadru bine stabilit. Utilizând medicamente care blochează activitatea enzimatică în studiile efectuate, s-ar putea atrage atenţia asupra pierderii unor roluri într-adevăr funcţionale asupra acestor mediatori în metabolismul lipidic.

Fibraţii (liganzi PPARα) sunt utilizaţi pentru tratamentul dislipidemiilor, datorită capacităţii lor de scădere a nivelului plasmatic al trigliceridelor şi de a creşte nivelul seric al HDL-colesterolului (117,127,128,129). La cobai, activatorii PPARα intervin în obezitate prin creşterea oxidării acizilor graşi la nivel hepatic şi scăderea nivelului circulant al trigliceridelor, responsabile de hipertrofia şi hiperplazia adipocitelor (130).

Efectele liganzilor PPARα sunt diferite funcţie de sexul pacienţilor, fiind inhibate de estrogeni. Acest fapt este dovedit de competiţia la nivel de receptor între liganzii PPARα şi estrogeni, sugerând utilitatea tratamentului cu fibraţi la femei doar după menopauză (figura (131).

Liganzii PPARα stimulează transactivarea PPARα, iar estrogenii diminuează acţiunea PPARα în reglarea metabolismului lipidic şi balanţei energetice la femei înainte de instalarea premenopauzei. În consecinţă, efectele liganzilor PPARα pot fi observate la bărbaţi pe tot parcursul vieţii femei (în postmenopauză, în condiţiile absenţei hormonilor estrogeni).

Figura 2.15.: Acţiunea mediată de estrogeni a liganzilor PPARα la femei în premenopauză şi postmenopauză.

II. 8.3.8. PPARα - reactivitate endotelială - ateroscleroză

29

Leziunea endotelială, rezultat al agresiunii diverșilor factori de risc pentru ateroscleroză reprezintă pivotul răspunsului particular la agresiunea asupra vasului sangvin. Leziunea endotelială determină disfuncția endoteliului care se manifestă prin alterarea rolului de barieră înalt selectivă, prin alterarea proprietăților antitrombotice și favorizarea proprietăților procoagulante, prin afectarea sintezei și secreției substanțelor vasoactive, a factorilor de creștere (mitogeni) și a enzimelor lipolitice.

În patogeneza aterosclerozei se discută ipoteza metabolică (rolul depozitelor de lipide din spațiul subendotelial), ipoteza răspunsului la agresiune (leziunea endotelială), ipoteza monoclonală (fiecare leziune este influențată iniţial de un mitogen), ipoteza oxidativă (rolul stresului oxidativ și al lipoproteinelor oxidate în aterogeneză). Pierderea integrității endoteliului este unul din evenimentele timpurii din aterogeneză. Endoteliul mai permeabil permite pătrunderea în cantitate mare a lipoproteinelor bogate în colesterol, care traversează endoteliul lezat și ajung în spațiul subendotelial stresul oxidativ, iar inflamația, alterarea metabolismului lipidic și imunitatea se interrelaționează complex în aterogeneză (132). Descoperirea leziunilor de ateroscleroză este precedată de modificări ale reactivităţii peretelui vascular. Aceste alterări ale funcţiei arteriale îşi au originea în schimbările produse în celula endotelială, fiind unul din exemplele care redenumesc endoteliul ca un organ dinamic, biologic activ şi nu ca o tunică vasculară pasivă. Importanţa endoteliului în reactivitatea vasculară şi în oricare etapă a răspunsului anormal arterial a fost denumită utilizând termenul “disfuncţie endotelială” (133).

PPARα sunt activi la nivelul celulei endoteliale umane. Mai mult, activatorii PPAR sunt implicaţi în modularea funcţiei endoteliale. De exemplu, activatorii PPARα previn recrutarea şi adeziunea leucocitară la nivelul endoteliului vascular prin scăderea VCAM-1 (molecula de adeziune vasculară), ICAM-1 (molecula de adeziune intercelulară) şi scăderea expresiei selectinei-E (figura 2.9).. Reglarea moleculelor de adeziune de către activatorii PPARα se realizează datorită inhibiţiei NF-kB (95).

Figura 2.16. Rolul receptorilor PPARα în reglarea funcţiei endoteliale

Disfuncţia endotelială include alterări în oricare dintre rolurile funcţionale in vivo, incluzând menţinerea tonusului normal vascular, limitarea trombogenezei şi protecţia faţă de adeziunea leucocitelor (figura 2.16) (133).

Reactivitatea vasculară este reglată parţial în funcţie de fluxul sangvin şi presiunea arterială. Tonusul vascular este strâns legat de celula endotelială. Astfel endotelina-1 (ET-1) produce vasoconstricţie, evidenţiată prin scăderea fluxului sangvin după eliberarea ET-1 în circulaţie. ET-1 induce proliferarea celulelor musculare netede (SMC).

Acţiunile ET-1 sunt contracarate de eliberarea endotelială de oxid nitric (NO), care

30

stimulează vasodilataţia, crescând astfel fluxul sangvin. Nitric-oxid-sintetaza endotelială (eNOS) este cheia enzimatică în producerea NO (134), un mesager secund produs de celulă endotelială şi care poate inhiba activitatea NF-kB. Ca urmare, răspunsul inflamator endotelial se diminuează, incluzând şi expresia moleculelor de adeziune (figura 2.16 ).

II. 8.3.9. Relaţia PPAR α - boala cardiovasculară

Substanţele utilizate ca substraturi energetice precum acizii graşi liberi (AGL) şi glucoza sunt implicate în generarea energiei necesare desfăşurării normale a activităţii cardiace. Funcţia principală a celulei miocardice este cea contractilă, pentru care este necesară generarea de adenozin trifosfat (ATP) (figura 2.17).

Figura 2.17. Metabolismul energetic la nivel cardiac

În condiţii normale, ATP-ul este generat de oxidarea mitocondrială a acizilor graşi şi glucozei, doar 2% sau mai puţin fiind derivat din glicoliza anaerobă

În cardiomiopatia diabetică, creşterea expresiei receptorilor PPARα la nivel cardiac reproduce profilul diabetic metabolic: creşterea metabolismului miocardic al acizilor graşi, creşterea ratei β -oxidării şi scăderea utilizării glucozei la acest nivel (137).

Cercetările experimentale au arătat că progresia hipertrofiei ventriculare şi apariţia disfuncţiei acestuia sunt exacerbate de dieta bogată în grăsimi. Calea mediată de PPARα determină creşterea metabolizării acizilor graşi liberi prin beta-oxidare şi contribuie la dezvoltarea cardiomiopatiei diabetice (figura 2.18). Acest model are implicaţii deosebite pentru patologia umană deoarece mimează afectarea cardiacă metabolică caracteristică obezităţii şi diabetului zaharat (135).

31

Figura 2.18. Rolul PPARα in reglarea metabolismului energetic la nivel cardiac

Inhibiţia PPARα poate opri sau preveni evoluţia spre insuficienţa cardiacă a subiecţilor umani diagnosticaţi cu alterări ale metabolismului glucidic. Utilizând trimetazidina, un medicament care inhiba beta-oxidarea la nivel mitocondrial, creşte performanţa cardiacă a pacienţilor cu diabet şi cardiomiopatie ischemică. Acest efect este produs prin inhibarea tiolazei 3-ketoacil-CoA , modificând balanţa energetică către oxidarea miocardică a glucozei (135).

Insuficienţa cardiacă se caracterizează prin inflamaţie cronică, evidenţiată prin concentraţiile crescute ale unor citokine, al căror nivel este în concordanţă cu gravitatea afecţiunii. Alături de celulele miocardice, în acest proces inflamator sunt incluse şi alte celule secretoare de mediatori: leucocite, plachete sangvine, macrofage tisulare şi celule endoteliale. La nivelul cordului, mecanismele proinflamatorii implicate nu sunt bine elucidate, dar trebuie luate în calcul atât mecanismele infecţioase (prin endotoxine), cât şi cele non-infecţioase (modificări hemodinamice, stresul oxidativ)(65).

Studiile au arătat ca inflamaţia cronică favorizează apariţia şi dezvoltarea insuficienţei cardiace, nu atât prin alterarea funcţiei endocardice, ci mai ales prin consecinţele patogenice pe care le are asupra altor organe şi ţesuturi. Asistăm la apariţia unor stări patologice asociate “sindromului de insuficienţă cardiacă”: caşexie, disfuncţie endotelială, anemie.

Această activare imună “nepotrivită” constituie obiectul a numeroase cercetări, având ca scop identificarea actorilor principali care participă în imunopatogeneza insuficienţei cardiace şi descoperirea unor agenţi imunomodulatori pentru această afecţiune.

Agoniştii PPARα sunt utilizaţi pentru tratamentul hiperlipidemiilor, factor major de risc pentru ateroscleroză. Liganzii receptorilor PPARα îmbunătăţesc profilul lipidic al pacienţilor cu diabet şi sindrom metabolic, prin reducerea nivelului seric al trigliceridelor şi crescterea nivelului HDL-colesterolului.

În concluzie, putem spune că fibraţii îmbunătăţesc profilul aterogen plasmatic, ameliorează disfuncţia endotelială şi ca urmare reduc riscul de boală cardiovasculară la bolnavii cu sindrom metabolic. The Veteran Affairs High-Density Lipoprotein Intervention Trial (VA-HIT) (138) a arătat creşterea concentraţiei HDL-col utilizând fibraţii la pacienţii cu boala cardiovasculară bine definită, contribuind la reducerea ulterioară a evenimentelor acute coronariene. Acest lucru devine foarte important în momentul în care se ştie că, la pacienţii diabetici, mortalitatea prin boala cardiovasculară este de două - trei ori mai mare decât în populaţia generală.

32

II. 8.3.10. Interacţiunea dintre PPARα şi inflamaţie la nivelul muşchiului scheletic

Activarea receptorilor PPARα la nivelul muşchilor scheletici este urmată de creşterea oxidării lipidelor şi scăderea acumulării de trigliceride (139).

Experimental s-a dovedit că creşterea expresiei genei PPARα la animale determină activarea genelor care controlează importul şi sinteza de acizi graşi, sinteza de trigliceride, precum şi oxidarea acizilor graşi la nivelul peroxizomilor şi mitocondriilor. Concomitent cu efectele aupra metabolismului lipidic, creşterea expresiei receptorilor PPARα este însoţită de diminuarea transcripţiei genelor implicate în captarea şi utilizarea glucozei la nivel muscular (140). În contrast, la şoarecii cu deleţia genei PPARα, s-a observat creşterea utilizării glucozei la nivel muscular, îmbunatăţirea tolerantei la glucoză, în timp ce nivelul trigliceridelor creşte la acest nivel (141).

Efectele secundare al fibraţilor asupra fibrelor musculare, incluzând miopatia şi rabdomioliza, s-au observat în rare cazuri (<1%). Mecanismul producerii acestor efecte secundare nu este bine clarificat, fiind incriminate stresul oxidativ şi alterarea tisulară indusă de creşterea oxidării la nivelul peroxizomilor şi mitocondriilor (139).

Inflamaţia sistemică, sistemul imunitar şi activitatea fizică se afla într-o interesantă şi complexă corelaţie. Exerciţiile fizice moderate practicate în mod regulat reduc inflamaţia sistemică (65).

Mediatorii implicaţi în acest proces nu sunt bine definiţi, dar s-au conturat câteva mecanisme de intervenţie. Astfel, activitatea fizică stimulează eliberarea de epinefrină, cortizol, factor de creştere, prolactină, hormoni cu efect imunomodulator. De asemenea, exerciţiul fizic scade expresia receptorului Toll de la nivelul mastocitelor, sugerând implicarea în reducerea sistemică a inflamaţiei. În contrast cu reducerea inflamaţiei sistemice prin practicarea de exerciţii fizice regulate şi moderate, antrenamentele cu intensitate înaltă au ca efect intensificarea inflamaţiei sistemice şi creşterea riscului de apariţie a focarelor infecţioase. De fapt, după un astfel de antrenament, sportivii pot manifesta o imunosupresie indusă de exerciţiul fizic intens (142).

Descoperirea recentă a “miokinelor”, citokine produse şi secretate din muşchiul scheletic, analog cu “adipokinele” din ţesutul adipos, a arătat că există o relaţie bivalentă între activitatea fizică şi inflamaţie (142). Prima miokină descrisă a fost interleukina-6 (IL-6); similar după contracţia fibrei musculare s-a constatat secreţia de IL-8 şi IL-15. Concomitent cu aceste citokine creşte nivelul IL-10, TNF-α, precum şi al receptorului antagonist al IL-1 (IL-1ra). Totuşi, creşterea sistemică a TNF-α se întâlneşte doar în activitatea fizică crescută şi poate fi responsabilă de status-ul proinflamator, care urmează după efortul fizic intens, prelungit.

Odată eliberate în sânge, miokinele mediază câteva din efectele sistemice benefice ale activităţii fizice stimulând gluconeogeneza la nivel hepatic, activitate modulată prin IL-6. Unele citokine sunt clar proinflamatorii (IL-1, TNFα), iar altele sunt cu efect antiinflamator (IL-10, IL-1ra). Creşterea persistentă a citokinei IL-6 poate constitui un semnal pentru apariţia diabetului zaharat (143), iar in final, efectul creşterii cronice a concentraţiei de IL-6 şi TNFα îl reprezintă atrofia musculară şi respectiv, inhibarea regenerării musculare.

Fluctuaţiile tranzitorii ale miokinelor pot contribui la efectele benefice ale activităţii fizice exercitând o activitate de tip hormon-like asupra altor ţesuturi decât cel muscular. În acelaşi timp, nivelul crescut al acestor molecule este corelat cu status-ul proinflamator şi degenerativ. Ca răspuns la creşterea concentraţiei mediatorilor proinflamatori, se produce creşterea expresiei receptorilor PPARα urmată de diminuarea inflamaţiei la nivelul muşchiului scheletic prin inhibarea factorului nuclear NFkB (143).

Mecanismul prin care agoniştii PPARα determină apariţia miopatiei nu este bine cunoscut încă, dar se pare că este consecinţa stresului oxidativ. Dovezile aduse de studiile in

33

vivo au arătat ca agoniştii PPARα determină proliferarea peroxizomilor hepatici şi creşte producerea de H2O2.

Ca urmare a creşterii rapide a β-oxidarii acizilor graşi se produce o scădere sistemică a glutationului. Sub acţiunea agoniştilor PPARα apare un status pro-oxidant, continuându-se beta-oxidarea la nivel hepatic şi muscular. Consecutiv creşte numărul radicalilor liberi care vor avea efecte negative asupra acestor celule/ţesuturi, urmate de leziuni oxidative şi miopatie secundară.

În concluzie, este necesară modularea şi reîntoarcerea la nivelul normal a citokinelor secretate la nivel muscular deoarece concentraţiile serice crescute ale miokinelor sunt legate de descoperirea unor afecţiuni asociate cu inflamaţia sistemică, incluzând cancerul şi alte afecţiuni legate de înaintarea în vârstă (boli degenerative nervoase, depresie, sarcopenie) (142). PPARα poate juca un rol important în controlul inflamaţiei la nivelul muşchiului scheletic, dar implicarea acestor receptori în geneză miopatiei impun utilizarea cu prudenţă a agoniştilor PPARα.

II. 8.3.11. Rolul PPARα în afecţiunile renale

Activitatea PPARα se manifestă la nivelul organelor cu un nivel crescut al oxidării la nivel mitocondrial: ficat, cortex renal, cord, intestin. La nivel renal, PPARα sunt numeroşi la nivelul tubului proximal şi în celulele mesangiale glomerulare (68). Datorită expresiei crescute în tubii renali proximali, PPARα sunt implicaţi în menţinerea echilibrului energetic la nivel renal (144).

Agoniştii PPARα sunt utilizaţi în practica medicală pentru tratamentul dislipidemiei şi rezistenţei la insulină. PPARα sunt implicaţi în stresul oxidativ, inflamaţie, reglarea presiunii arteriale şi reglarea sistemului renină-angiotensină-aldosteron şi ca urmare influenţează patogeneza şi progresia nefropatiei diabetice pe cale indirectă prin efectele asupra nivelului seric de glucoză şi asupra metabolismului lipidic şi pe cale directă prin acţiune la nivel renal. Aceste lucruri sugerează faptul că PPARα reprezintă o ţintă terapeutică pentru tratamentul complicaţiilor renale ale diabetului.

In vivo, tratamentul cu agonişti PPARα a îmbunătăţit controlul glicemiei şi a insulinorezistenţei la şoarecii obezi. Concomitent cu efectele sistemice, multiple mecanisme intrarenale sunt implicate în efectele benefice ale liganzilor PPARα. Un studiu efectuat pe un model experimental de diabet noninsulinodependent a arătat că activarea PPARα de către fenofibrat îmbunătăţeşte controlul glicemiei şi are efect benefic asupra nefropatiei diabetice, evidenţiate prin scăderea secreţiei urinare de albumină şi atenuarea expansiunii mesangiale glomerulare.

Putem afirma că efectele pozitive renale ale fibraţilor sunt consecinţa efectelor antinflamatorii, antiaterosclerotice, antihipertensive şi acţiunilor care contracarează activitatea sistemului renină-angiotensină (SRA) la acest nivel (145).

În deficitul de PPARα, apariţia leziunilor glomerulare este urmată de creşterea producţiei de colagen de tip IV şi de creşterea expresiei citokinei transforming growth factor beta-1 (TGF-β1) la acest nivel, sugerând faptul că activarea PPARα prin agoniştii săi ar preveni expansiunea matricei glomerulare şi deci infiltrarea cu celule inflamatorii ale glomerulului renal. Coroborând numeroase studii experimentale s-a ajuns la concluzia că PPARα influenţează stările inflamatorii implicând neutrofilele şi macrofagele (145).

34

Figura 2.19: Rolul PPARα în nefropatia diabetică

La pacienţii diabetici, hiperglicemia, dislipidemia, disfuncţia endotelială, lipotoxicitatea, precum şi hipertensiunea arterială contribuie la apariţia complicaţiilor sistemice sau locale, prin activarea factorilor proinflamatori, activarea sistemului renină-an-giotensină (SRA), intensificarea stresului oxidativ, creşterea apoptozei celulare şi apariţia vasculopatiilor, iar apariţia şi progresia complicaţiilor pot fi atenuate prin activarea PPARα (figura 2.19).

II. 8.3.12. Relaţia dintre PPARα şi afecţiunile sistemului nervos

Ideea că boala Alzheimer este o formă a bolii diabetice a câştigat autoritate ştiinţifică de aproape zece ani. Numeroşi specialişti sunt acum îndreptăţiţi să susţină că maladia Alzheimer este diabet zaharat de tip 3 (145).

Incadrarea maladiei Alzheimer ca diabet zaharat de tip 3 nu ar trebui să constituie o surpriză pentru profesionistii din domeniul sanatatii, deoarece insulina nu semnalizează preluarea glucozei doar la nivelul celulelor somatice ale organismului , ci reglementează si absorbţia de glucoză la nivelul creierului. Acest lucru este foarte important deoarece glucoza este cunoscuta ca fiind molecula de energie primară a creierului, reprezentand singurul substrat energetic al creierului (146).

Legătura dintre declinul mental şi diabetul zaharat de fapt a fost observată cu sute de ani în urmă de medicul Thomas Willis. De asemenea, în 1935, psihiatrul American William Claire Menninger a postulat existenţa "psychogenic diabet" şi a descris o "personalitate diabetică.") (147)..

In prezent, este cunoscut faptul ca la nivelul sistemului nervos central, creierul în sine produce o anumită cantitate de insulină, iar diferite părţi ale creierului sunt bogate în receptori de insulină. De asemenea, este bine stabilit că declinul cognitiv este corelat cu obezitatea şi anomalii metabolice care implică insulina (figura 2.20) (146).

35

Figura 2.20.Relaţiasindrom metabolic - insulinorezistenţă - boala Alzheimer

Rolul PPAR în modularea metabolismului lipidic şi glucidic sunt bine stabilite (76). Mai recent, s-a dovedit importanţa PPAR în modularea inflamaţiei. De exemplu, agoniştii PPARα inhibă producerea de molecule proinflamatorii la nivelul celulelor imune periferice precum şi la nivelul celulelor gliale din sistemul nervos. În plus, pe modele animale, agoniştii PPARα s-au dovedit eficienţi în supresia inflamaţiei la nivelul sistemului nervos central, reprezentând o cale demnă de urmat în tratamentul bolilor neurodegenerative (89).

Afecţiunile degenerative ale sistemului nervos sunt legate de răspunsul local proinflamator (neuroinflamaţie) (figura 2.21). Factorul de necroză tumorală (TNFα) stimulează apoptoza neuronilor dopaminergici la nivelul substanţei nigra, neuroni implicaţi în patologia bolii Parkinson.

Figura 2.21. Rolul PPARα în modularea neuroinflamatiei

Interleukina-1beta (IL-1β) şi alte citokine au fost descrise în contextul apariţiei bolii Alzheimer, în care amiloidul-β se pare că deţine un efect proinflamator. Devine demn de reţinut faptul că neuroinflamaţia este prezentă în boli degenerative ale creierului, inflamaţia

36

sistemică fiind una din căile care pot fi accesate pentru controlul afecţiunilor cu potenţial degradant cognitiv (65).

Acelaşi model degenerativ mediat de inflamaţie, în contextul disglicemiei se întâlneşte şi în neuropatia diabetică. Condiţia proinflamatorie este caracterizată de activarea macrofagelor şi monocitelor la nivelul leziunii produse de diverşi factori.

În continuare, se produce o acumulare de mediatori proinflamatori: TNF-α, IL-6, IL-1β, alături de COX, generând o cascadă proinflamatorie.PPARα şi fenofibraţii reduc durerea şi inflamaţia prin inhibarea factorului nuclear NF-kB urmată de diminuarea mediatorilor proinflamatorii (figura 2.21), precum şi prin scăderea activităţii unor enzime care stimuleaza angiogeneza (iNOS, chimaza, şi metaloproteinaza MMP-9) (65).

În experimentele efectuate pe animale, agoniştii sintetici PPARα produc analgezie într-o manieră dependentă de doza utilizată, exercitând o acţiune rapidă şi antinociceptivă. Această acţiune a fost dovedită în durerea acută, precum şi în cea de natură neuropată. Efectul antialgic este comparabil cu cel al gabapentinei şi nu este asociat cu dezvoltarea toleranţei (89).

Administrarea intracerebroventriculară de ligand PPARα (acid perfluorooctanoic) reduce edemul periferic şi hiperalgia de natură inflamatorie, iar administrarea intratecală de pioglitazonă (agonist PPARγ) reduce intensitatea durerii neuropate, deschizând posibilitatea ca aceste droguri să fie introduse în practica medicală că agenţi analgezici (89).

II. 8.3.13. Rolul receptorilor PPARα în retinopatia diabetică

In diabetul zaharat de tip 2, studiul FIELD demonstrează o reducere clară a nevoii de tratament cu laser a retinopatiei diabetice şi posibila diminuare a dezvoltarii de edem macular, dupa utilizarea unui agent hipolipemiant( fenofibratul). Aceste date sunt deosebit de importante având în vedere extensia diabetului zaharat tip 2 la nivel mondial şi rezultatele destul de dezamăgitoare ale tratamentului retinopatiei diabetice (148).

Fenofibratul (agonist PPARα) ar putea avea efecte anti-inflamatorii, şi anti-oxidativ/anti-apoptotice, şi ar putea îmbunătăţi, de asemenea, reactivitatea vasculară, atenuând astfel progresia retinopatiei diabetice şi nevoia de tratament cu laser.

Studii suplimentare asupra stresului oxidativ şi inflamaţiei vasculare la aceşti pacienţi trataţi cu fibraţi vor defini mecanismele care stau la baza beneficiului microvascular şi, de asemenea, ar putea fi util în elaborarea unor strategii pentru dezvoltarea de droguri noi (148).

II. 8.3.14. Rolul receptorilor PPARα în poliartrita reumatoidă

S-a emis ipoteza că agoniştii PPARα (fibraţi) pot fi utilizaţi că agenţi antiinflamatorii atât în tratamentul aterosclerozei, cât şi în terapia pacienţilor cu boli cronice inflamatorii (poliartrita reumatoidă), fibraţii inducând scăderea TNF-α, IL-1β, IFN-γ) (figura 2.22) (149).

Studiile experimentale in vivo şi in vitro au arătat ca agoniştii PPARα inhibă rezorbţia osoasă, reduc inflamaţia, degradarea lichidului sinovial şi distrucţia cartilajului articular (figura 2.22 ).

37

Figura 2.22. Acţiunea agoniştilor PPARα în poliartrita reumatoidă

În consecinţă, liganzii PPARα reduc durerea, diminuează tumefacţia articulaţiilor şi determină scăderea markerilor inflamatori la nivel sistemic (150).

II. 8.3.15. Efectul “antineoplazic” al PPARα

Rolul receptorilor PPARα în carcinogeneză este un domeniu încă foarte discutat în literatura de specialitate (151, 152). La nivel hepatic, la animale s-a observat că administrarea de agonişti PPARα a determinat creşterea proliferării celulare (printr-un mecanism mediat PPARα (153), în timp ce la subiecţii umani trataţi cu fibrati pentru dislipidemie nu s-a constatat acelaşi efect de stimulare a apariţiei formaţiunilor tumorale (154). Astfel, se sugerează existenţa la nivelul ficatului a unor diferenţe semnificative legate de specie între efectele stimulării PPARα la oameni şi animale (155).

Referitor la cancerul colorectal, s-a arătat că stimularea PPARα determină inhibarea proliferării liniilor celulare tumorale de la nivelul colonului şi reducerea formării de polipi adenomatoşi pe un model experimental animal de adenomatoză familială (156). De asemenea, s-a raportat, în anumite populaţii, o asociere inversă între expunerea la acid perfluorooctanoic (agonist PPARα) şi prevalenţa cancerului colorectal (157).

Studiile epidemiologice au arătat existenţa unei legături de cauzalitate între inflamaţia cronică (apărută în contextul unei infecţii microbiene sau al bolilor autoimmune) şi apariţia formaţiunilor tumorale (158).

Macrofagele M1 sunt elemente principale în răspunsul inflamator şi au o importanţă deosebită în neoplaziile în care se cunoaşte potenţialul carcinogenetic al unor factori infecţioşi, din care amintim infecţia cu Helicobacter pylori, hepatita cronică postvirală (159, 160). În contextul inflamaţiei cronice, induse de agenţi exogeni sau endogeni (figura 2.23), are loc activarea factorului nuclear NF-kB (via proteinei MyD88), urmată de amplificarea secreţiei de mediatori carcinogenetici: IL-6, IL-6, TNFα, COX-2, INOS (161).

Figura 2.23.

Implicarea PPARα în carcinogeneză

38

Rolul PPARα în carcinogeneză este rezultatul inhibării factorului nuclear NF-kB, cu stoparea inducţiei factorilor carcinogenetici amintiţi. Notăm că acţiunea antineoplazică a receptorilor PPARα se observă doar în carcinogeneza cu determinism inflamator, lipsind în geneza tumorilor în care inflamaţia nu este implicată.

II. 8.3.16. Rolul PPARα în inflamaţia cutanată

Receptorii nucleari sunt factori de transcripţie care controlează activitatea enzimelor implicate în metabolismul glucidic şi lipidic şi ca urmare sunt implicaţi şi în reglarea homeostaziei energetice şi lipidice la nivel cutanat. Agoniştii PPARα controlează proliferarea/diferenţierea keratinocitelor şi reglează inflamaţia la nivelul tegumentar (162), prin acţiunea de inhibare a factorului nuclear NFkB, urmată de inhibarea sintezei de TSLP (Thymic stromal lymphopoietin) (figura 2.24).

Figura 2.24. Rolul PPARα în reglarea inflamaţiei la nivel cutanat

În prezent, proteina TSLP este considerată esenţială în evoluţia afecţiunilor cronice

caracterizate de inflamaţie alergică, incluzând dermatita atopică, rinita alergică, astmul bronşic (163). Aplicarea topică a agoniştilor PPARα determină efecte antiinflamatorii în afecţiuni cutanate ca dermatita de contact, dermatita atopică, eritemul solar, consecutiv îmbunătăţind evoluţia acestor afecţiuni, independent de aplicarea dermatocorticoizilor (164).

De asemenea, la pacienţii cu psoriazis, s-au observat alterări ale genelor implicate în inflamaţie (MCP-1) şi metabolismul lipidic (LXRα, PPARα), identificându-se astfel o legătură între psoriazis şi bolile cardiometabolice. În consecinţă, este aşteptată o ameliorare a prognosticului bolnavilor cu psoriazis în urma tratamentului cu agonişti PPARα (165).

II. 8.3.17. Rolul receptorilor PPARα în afecţiunile cronice respiratorii

Astmul bronşic alergic se caracterizează prin hiperreactivitate bronşică, eozinofilie, fiind asociat cu creşterea concentraţiei serice a imunoglobulinei IgE. Pe model animal de astm bronşic (166), s-a arătat că receptorii nucleari PPARα induc scăderea hipereactivităţii bronşice, eliberarea de citokine proinflamatorii, concomitent cu scăderea nivelului circulant al IgE. De asemenea, s-a observat diminuarea chemotaxiei in vitro a eozinofiliei , precum şi inhibiţia citotoxicitatii celulare induse antigenic. Putem spune că agoniştii PPARα pot constitui o nouă clasă de medicamente în reacţiile inflamatorii sau alergice prin influenţa pe care o exercită asupra celulelor efectoare şi reglatoare implicate în răspunsul imun al organismului.

39

Rolul PPARα a fost studiat şi în fibroza pulmonară. Astfel, în absenţa receptorului PPARα, studiile experimentale efectuate pe animale tratate cu bleomicină au evidenţiat creşterea expresiei TNFα and IL-1β, intensificarea apoptozei la nivelul celulelor interstiţiale, exacerbarea fenomenelor inflamatorii şi a fibrozei pulmonare şi consecutiv, scăderea ratei de supravieţuire (167). În acelaşi studiu, tratamentul cu agonişti PPARα (WY-14643) a ameliorat rata de supravieţuire , concomitent cu reducerea citokinei TNFα şi reducerea fibrozei induse de bleomicină. Aceste date sugerează că tratamentul cu liganzi PPARα poate reprezenta în viitor o opţiune în terapeutica fibrozei pulmonare.

Boala obstructivă cronică pulmonară (BPOC) este caracterizată , de asemenea, de prezenţa inflamaţiei cronice persistente. Deşi, PPARα sunt recunoscuţi ca modulatori în inflamaţia cronică, rolul acestor receptori nucleari în patogenia BPOC nu este încă suficient de cunoscut. Se pare că mecanismul de intervenţie a receptorilor PPARα în BPOC este legat de inhibiţia factorilor proinflamatori NF-κB şi AP-1 (figura 2.24) (168).

Figura 2.24. Rolul PPARα în modularea inflamaţiei din BPOC

În acest sens, amintim un studiu experimental care a arătat că tratarea cu agonişti PPARα a celulelor alveolare recoltate de la pacienţi cu BPOC a determinat diminuarea răspunsului proinflamator indus de TNFα (168).

Observaţiile experimentale trebuie completate cu trialuri clinice care să dovedească eficienta agoniştilor PPARα în tratamentul BPOC, obiectiv relativ uşor de realizat deoarece fibraţii reprezintă o clasă de medicamente utilizate la scară largă în tratamentul dislipidemiei, iar numărul bolnavilor cu boala obstructivă pulmonara este în continuă creştere.

ConcluziiBolile cronice au fost asociate cu un nivel persistent, redus al factorilor proinflamatori.

Descoperirea insulinorezistenţei şi a diabetului de tip 2 este strâns legată de infiltrarea cu celule imune şi de inflamaţia cronică în ţesutul adipos. În bolile cardiovasculare, celulele imune activate şi inflamaţia cronică joacă un rol major, în special în patogenia aterosclerozei. De asemenea este foarte important faptul că apariţia şi progresia tumorilor sunt stimulate de creşterea sistemică a citokinelor proinflamatorii.

Ateroscleroza, cauza majoră de deces prin bolile cardiovasculare în ţările industrializate, se caracterizează prin acumularea de lipide şi plăci fibroase în peretele vascular. Factorii de risc bine cunoscuţi ai aterosclerozei includ hipertensiunea arterială, hipercolesterolemia şi diabetul zaharat, la care se adauga status-ul proinflamator şi proco-agulant, cu rol important în progresia aterosclerozei.

Cercetările sunt orientate spre descifrarea modului în care modificările metabolismului

40

incluzând rezistenţa la insulină, dislipidemia, obezitatea abdominală pot accelera aterogeneza. Studiile clinice au evidenţiat faptul că glicemia reprezintă un factor de risc major cardiovascular, chiar în condiţiile în care nu este atinsă valoarea diagnostică pentru diabet zaharat. De asemenea s-a observat că prezenţa hipertrigliceridemiei reprezintă un factor de risc independent pentru boala cardiovasculară. Hipertrigliceridemia creşte riscul cardiovascular comparabil cu modificările colesterolului seric (LDL-col crescut şi HDL-col scăzut).

Ateroscleroza, privită ca o complicaţie metabolică, îndreaptă atenţia către receptorii PPARα, factori de transcripţie implicaţi în metabolismul lipidic, inflamaţie şi ateromatoză. Acţiunea PPARα se manifestă în special în ţesuturile şi organele mari consumatoare de energie muşchi scheletic, cord, ficat. Activarea PPARα determină scăderea nivelului seric al trigliceridelor şi HDL-col şi protejează faţă de un profil lipidic aterogenetic, prin modularea status-ului proinflamator şi diminuarea insulinorezistenţei.

41