Czynniki ryzyka 1/2015

Transkrypt

Index Copernicus: 3,63
Nr 1/15 (78)
ISSN 1232-7808
MNiSW: 4
Cena: 15,00 zł
KWARTALNIK POLSKIEGO TOWARZYSTWA BADAŃ NAD MIAŻDŻYCĄ
prof. dr hab. n. farm. Marek Naruszewicz
LIST
OD REDAKTORA
Szanowni Czytelnicy,
w tym specjalnym numerze „Czynników Ryzyka” przedstawiamy szereg publikacji odnoszących się do zagadnień medycyny translacyjnej. Niestety jej rozwój w naszym kraju napotyka
wiele przeszkód, związanych głównie ze zbyt konserwatywnym podejściem kadry kierowniczej
do tego zagadnienia. Wymaga ona bowiem rezygnacji z utartych metod. Medycyna translacyjna
– oparta na innowacjach zarówno w badaniach podstawowych, jak i klinicznych – wymaga szybkich czynności przenoszących je do praktyki. Są to często działania o wysokim ryzyku finansowym, gdyż nie zawsze przynoszą spodziewane efekty w postaci konkretnych wdrożeń. Istnieje
więc pilna potrzeba zmian systemowych, które pozwolą potencjalnym inwestorom na odliczanie
od podatku wydatków na badania w zakresie medycyny translacyjnej, co będzie z dużym pożytkiem dla zdrowia pacjentów i całej populacji.
Z pozdrowieniami
Marek Naruszewicz
Małopolski Ośrodek Medycyny Translacyjnej Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie ul. Batorego 3, 31-135 Kraków
www.momt.uj.edu.pl [email protected]
1
Redakcja
al. Powstańców Wielkopolskich 72
70-111 Szczecin
tel. (91) 466-15-09
tel./fax (91) 466-15-10
www.ptbnm.pl
Redaktor naczelny
prof. Marek Naruszewicz
tel. (22) 572-09-86
e-mail: [email protected]
Sekretarz redakcji
mgr Kornel Chełstowski
tel. (91) 466-14-99
Rada redakcyjna
prof. Aldona Dembińska-Kieć
prof. Zdzisława Kornacewicz-Jach
prof. Grażyna Nowicka
prof. Michael Aviram
prof. Mirosław Dłużniewski
prof. Edward Franek
prof. Małgorzata Kozłowska-Wojciechowska
prof. Peter Schwandt
prof. Tomasz Guzik
prof. Piotr Socha
prof. Bogusław Okopień
prof. Władysław Sinkiewicz
Wydano na zlecenie PTBnM
Wydawca:
02-207 Warszawa
ul. Kukiełki 3a
tel. (22) 862-36-63(64)
Prezes zarządu
Jagoda Kowalczyk
Dyrektor zarządzający
Andrzej Kowalczyk
tel. kom. 510-056-045
Redaktor medyczny
Andrzej Jabłoński
e-mail: andrzej.jabłoń[email protected]
PISMO POLSKIEGO TOWARZYSTWA
BADAŃ NAD MIAŻDŻYCĄ
SPIS TREŚCI
Marek Naruszewicz
List od redaktora ............................................................................................................ 1
Tomasz J. Guzik, Władysław Kosiniak-Kamysz, Marek Naruszewicz
Medycyna translacyjna i stratyfikowana – rola centrów medycyny translacyjnej
w tworzeniu nowych algorytmów oceny ryzyka ............................................................ 3
Tomasz J. Guzik, Adam Ignacak, Barbara Jasiewicz-Honkisz,
Joanna Kędzierska-Jamróz, Grzegorz Osmenda, Tomasz Śliwa, Grzegorz Wilk
Ocena wpływu hiperprolaktynemii na poziom białka C-reaktywnego
i stężenie lipidów w surowicy krwi u kobiet ................................................................. 8
Grzegorz Osmenda, Grzegorz Wilk, Michał Nowak, Tomasz Śliwa, Tomasz Guzik
Badania funkcji śródbłonka naczyniowego a nowe algorytmy stratyfikacji
ryzyka sercowo-naczyniowego .................................................................................... 15
Joanna Sulicka-Grodzicka, Andrzej Surdacki
Czynniki ryzyka chorób układu krążenia u młodych pacjentów po leczeniu
choroby nowotworowej w dzieciństwie ....................................................................... 20
Karol Urbański, Dominik Skiba, Tomasz J. Guzik
Patofizjologia ludzkich naczyń krwionośnych a badania na modelach zwierzęcych
– klucz do skutecznej translacji w chorobach sercowo-naczyniowych ...................... 28
Wioletta Olejarz, Dorota Bryk, Danuta Zapolska-Downar
Znaczenie czynnika jądrowego κB w patogenezie miażdżycy: potencjalny
cel terapeutyczny w leczeniu chorób sercowo-naczyniowych .................................... 35
Krzysztof Bryniarski, Barbara Jasiewicz-Honkisz, Agata Schramm, Ida Marchewka,
Iwona Gawlik, Tomasz Śliwa, Krzysztof Żmudka, Tomasz J. Guzik
Wpływ zanieczyszczeń powietrza na ryzyko sercowo-naczyniowe
oraz na rozwój chorób alergicznych ............................................................................ 46
Biuro reklamy
Dagmara Melanowicz
Joanna Maciąg, Marta Cześnikiewicz-Guzik
Stany zapalne w obrębie jamy ustnej a choroby sercowo-naczyniowe ..................... 55
Kierownik produktu
Marcin Kuźma
tel. kom. 508-272-655
Anita Gadacz
Badania kliniczne niekomercyjne – aspekty prawne a przyszłość skutecznej
translacji ...................................................................................................................... 60
Opracowanie graficzne i skład
Katarzyna Gadamska-Rewucka
Medical Education
Redakcja nie ponosi odpowiedzialności
za treść reklam i ogłoszeń.
Nakład: 5000 szt.
Wersją pierwotną jest wersja drukowana.
22
prof. dr hab. n. med. Tomasz J. Guzik, dr n. med. Władysław Kosiniak-Kamysz,
prof. dr hab. n. farm. Marek Naruszewicz
MEDYCYNA TRANSLACYJNA
I STRATYFIKOWANA – ROLA CENTRÓW MEDYCYNY TRANSLACYJNEJ
W TWORZENIU NOWYCH ALGORYTMÓW OCENY RYZYKA
TRANSLATIONAL AND STRATIFIED MEDICINE – ROLE OF TRANSLATIONAL
MEDICINE CENTRES IN CREATION OF NEW RISK STRATIFICATION
ALGORTHMS IN MEDICINE
Streszczenie
Abstract
Medycyna translacyjna ma za zadanie doprowadzić do skutecznego wykorzystania wiedzy
powstałej w wyniku badań podstawowych w celu
uzyskania korzyści klinicznych. Jej misja nie kończy się jednak w momencie wprowadzenia odkryć
naukowych do praktyki klinicznej. Rolą medycyny
translacyjnej, zgodnie z misją społeczną nauki, jest
także wprowadzenie tych odkryć do wytycznych
leczenia chorób, w perspektywie zaś – ich skuteczne udostępnienie społeczeństwom w ramach odpowiedniej refundacji. Chociaż taka droga każdego
odkrycia wydawałaby się oczywista, ostatnie lata
wyraźnie wskazują na istotne problemy w tym zakresie. Wymagają one systemowego podejścia, aby
usprawnić proces „ukliniczniania” wyników badań
naukowych. Do kluczowych aspektów związanych
bezpośrednio ze skutecznym wprowadzaniem odkryć do praktyki należy niewątpliwie możliwość
stratyfikacji leczenia. Ma to szczególne znaczenie
w odniesieniu do terapii, które wymagają znacznych nakładów finansowych, gdyż w tym kontekście zasadniczą sprawą jest odkrycie biomarkerów pozwalających przewidywać skuteczność
leczenia. To właśnie takich algorytmów, umożliwiających lekarzom lepsze przewidywanie losów
pacjenta i skuteczności terapii, potrzebuje obecnie
medycyna. Jest to szczególnie ważne w przypadku schorzeń powszechnych i związanych z dużą
śmiertelnością, takich jak choroby układu sercowo-naczyniowego.
Słowa kluczowe: medycyna translacyjna,
ryzyko sercowo-naczyniowe, miażdżyca, technologie, medycyna stratyfikowana
Translational medicine is intended to ensure
the effective clinical use of knowledge resulting
from basic studies for the benefit of patients. However, translational medicine does not end when basic discovery is brought into the clinic, but extends
further to the incorporation of the findings into
clinical guidelines and finally to introduction of
the effective health system policies. Although such
road seems relatively obvious for every important
scientific discovery, last few years clearly indicate
that there are significant problems in this process,
which require a systematic approach to the process
of translation in medicine. One of the key aspects
that are directly linked to the effective introduction
of discoveries into practice is undoubtedly the ability to stratify patients to the appropriate effective
treatments. This is important in relation to expensive treatments where it is crucial to the discover
biomarkers allowing to predict the effectiveness of
therapy. Such algorithms, which will allow doctors
better predict the fate of the patient and the efficacy of the therapy are currently urgently needed.
This is especially important in relation to common
diseases with significant mortality such as disorders of the cardiovascular system.
Key words: translational medicine, cardiovascular risk, atherosclerosis, technologies,
stratified medicine
3
Wstęp
Zadaniem medycyny translacyjnej jest doprowadzenie do skutecznego wykorzystania wiedzy uzyskanej w wyniku badań podstawowych
w celu uzyskania korzyści klinicznych [1]. Obejmuje ona zatem szeroki zakres badań, poczynając
od procesu zrozumienia fizjologicznego znaczenia
zjawisk molekularnych (za pomocą modeli zwierzęcych), poprzez potwierdzenie znaczenia tych
zjawisk w tkankach i narządach człowieka, przeprowadzenie badań przedklinicznych i klinicznych
[2]. Jednakże misja medycyny translacyjnej nie
kończy się w momencie przeniesienia uzyskanej
wiedzy do praktyki klinicznej. Jej rolą, zgodną
z misją społeczną nauki, jest także wprowadzenie
odkryć naukowych do wytycznych leczenia chorób, w perspektywie zaś – ich skuteczne udostępnienie społeczeństwom w ramach odpowiedniej
refundacji.
Chociaż taka droga każdego odkrycia naukowego wydawałaby się oczywista, ostatnie lata
wyraźnie wskazują na istotne problemy w tym
zakresie. Wymagają one systemowego podejścia,
aby usprawnić proces „ukliniczniania” wyników
badań naukowych.
Do kluczowych aspektów związanych
bezpośrednio ze skutecznym wprowadzaniem odkryć do praktyki należy niewątpliwie możliwość
stratyfikacji leczenia. Jest to szczególnie istotne
w odniesieniu do terapii, które pociągają za sobą
znaczne koszty finansowe. W takim kontekście
kluczowe znaczenie ma bowiem odkrycie biomarkerów pozwalających przewidywać skuteczność
leczenia [3]. To właśnie takich algorytmów, które umożliwiłyby lekarzom lepsze przewidywanie
losów pacjenta i skuteczności terapii, potrzebuje
obecnie medycyna [3]. Jest to ważne zwłaszcza
w przypadku schorzeń występujących powszechnie, związanych ze znaczną śmiertelnością, takich
jak choroby układu sercowo-naczyniowego.
Chociaż nauki przyrodniczo-medyczne
rozwijają się intensywnie, transfer innowacyjnych technologii w medycynie przebiega znacznie słabiej niż w naukach technicznych. Pomimo
tworzenia centrów transferu technologii na bazie
uniwersytetów nauki medyczne wykorzystują takie ośrodki w dużo mniejszym zakresie niż inne
dziedziny wiedzy, pozostawiając niemal cały ciężar translacji w gestii przemysłu farmaceutycznego. Liczne różnice zarówno w celach badawczych,
jak i ekonomicznych pomiędzy ośrodkami akademickimi a przemysłem medycznym prowadzą
do powstania problemów w translacji odkryć medycznych, wymagających pilnego rozwiązania.
Skuteczny transfer technologii medycznych jest
4
więc znacznie trudniejszy niż w przypadku nauk
technicznych i ekonomicznych, które na każdym
etapie procesu odkrywczego współpracują z przemysłem. Jest to problem globalny, na który przed
kilkoma laty zwróciły uwagę agendy rządowe
krajów wysoko rozwiniętych. Istnieje bowiem poszerzająca się przepaść pomiędzy wydatkami na
badania biomedyczne a ich praktycznym zastosowaniem. Ta przepaść pokazuje, że nie wystarczy
tylko zwiększać finansowania badań naukowych,
lecz konieczna jest także właściwa organizacja
transferu stworzonych dzięki nim nowych technologii do przemysłu i praktyki klinicznej. W Stanach Zjednoczonych, Niemczech i Chinach utworzono w wyniku długotrwałych dyskusji i analiz
centra medycyny translacyjnej, czyli nowej gałęzi
medycyny zajmującej się przenoszeniem (translacją) odkryć naukowych do praktyki medycznej po
to, aby umożliwiły one osiągnięcie pożądanych
efektów medycznych, a na ostatnim etapie – również społecznych.
Ośrodki medycyny translacyjnej – kolejna
biurokratyczna instytucja czy warunek
skutecznej translacji?
Jak wykazały doświadczenia międzynarodowe, tworzenie centrów medycyny translacyjnej
i związanego z nimi systemu transferu technologii medycznych prowadzi do skutecznego wykorzystania wiedzy naukowej, podstawowej, w celu
uzyskania korzyści klinicznych oraz społecznych.
Potrzeba usystematyzowania tego procesu wynika z faktu, że zwiększającej się niemal eksponencjalnie ilości publikowanych danych naukowych
nie towarzyszy zadowalający rozwój możliwości
diagnostycznych i terapeutycznych w praktyce
klinicznej [3]. Co więcej, zaobserwowano nieustannie powiększającą się przepaść pomiędzy
nakładami finansowymi na badania naukowe a ich
skutecznością, analizowaną jako liczba rejestracji
nowych leków.
Problem ten jest szczególnie istotny w Polsce, gdzie pomimo ogromnego potencjału intelektualnego i skoncentrowania interakcji przemysłu
biotechnologicznego (na przykład w ramach Małopolskiego Centrum Transferu Technologii) skuteczność dotychczas funkcjonujących rozwiązań
nie jest zadowalająca. Co istotne, transfer technologii w innych dziedzinach wiedzy, takich jak
nauki techniczne czy ekonomiczne, jest w Polsce
znacznie skuteczniejszy i owocuje wprowadzaniem innowacji do przemysłu.
Przyczyny nieskuteczności translacji
w medycynie
Przyczyn tego zjawiska upatruje się w kilku
faktach. Po pierwsze, pomiędzy odkryciem nowego
zjawiska czy mechanizmu a jego praktycznym wykorzystaniem w leczeniu chorych występuje wiele
problemów [4]. Jednym z pierwszych jest fakt, że
mechanizmy odkrywa się w badaniach modelowych, które stanowią znacznie uproszczone układy, podczas gdy w organizmie człowieka mamy do
czynienia z wieloczynnikowością większości zjawisk i patogenezy większości schorzeń [5]. Prowadzi to do braku spójności pomiędzy badaniami podstawowymi (zwanymi często przedklinicznymi)
a praktycznym zastosowaniem odkryć (tabela 1)
[3]. Różnice te prowadzą do sytuacji, w których
odkrycia dotyczące mechanizmów obserwowanych
w hodowli komórkowej lub modelach zwierzęcych
nie okazują się równie skuteczne u ludzi. Wynika to
ze złożonej patofizjologii chorób człowieka, podczas gdy istota modeli doświadczalnych umożliwia
badanie tylko jednego z mechanizmów schorzeń
[6, 7]. Takie redukcjonistyczne podejście, kluczowe
z punktu widzenia mechanizmów chorób, obraca
się przeciw badaczom, utrudniając przewidywanie,
czy leczenie, które jest skuteczne u zwierząt, będzie
skuteczne również u ludzi [8].
Przykładem takiej obserwacji może być
brak skuteczności klinicznej witamin przeciwutleniających w zapobieganiu schorzeniom układu sercowo-naczyniowego. Badania miażdżycy w modelach zwierzęcych (myszy pozbawione genów
ApoE i LDL-R) wykazywały imponującą zdolność
m.in. witaminy E do zapobiegania rozwojowi blaszek miażdżycowych. Wzbudziło to ogromny en-
tuzjazm, którego nie potwierdziły jednak żadne
z dużych, wieloośrodkowych badań klinicznych,
a ostatnio publikowane metaanalizy wskazują na
znaczną szkodliwość witamin przeciwutleniających stosowanych w wysokich dawkach u człowieka [8, 9].
Podstawową przeszkodą w szybkim wprowadzaniu do praktyki klinicznej wyników odkryć
naukowych jest jednak przede wszystkim niewystarczająca komunikacja między naukowcami
zajmującymi się badaniami podstawowymi, przemysłem biotechnologicznym a lekarzami i organizacjami społecznymi i medycznymi [6, 10–12]. Do
niedawna forum komunikacji pomiędzy tymi grupami było minimalne. Tymczasem rozwiązaniem
większości problemów transferu innowacyjnych
technologii medycznych do praktyki jest kooperacja wszystkich wymienionych grup na każdym
etapie procesu.
Ośrodki medycyny translacyjnej
– podstawowe zasady interakcji
z otoczeniem naukowym i klinicznym
Z powyższych rozważań jasno wynika, że
tworzenie centrów medycyny translacyjnej jest potrzebne i uzasadnione. Warto wzorować się w tym
zakresie na najlepszych ośrodkach akademickich
świata, takich jak uniwersytety w Oksfordzie,
Cambridge, Szanghaju czy Uniwersytet Harvarda. Ośrodki medycyny translacyjnej stanowiłyby
płaszczyznę komunikacji pomiędzy przemysłem,
naukowcami zajmującymi się badaniami podstawowymi, klinicystami, jak również lekarzami rodzinnymi [5, 13–15]. Dopiero tak szerokie podej-
Tabela 1. Zakres badań translacyjnych wymagający koordynacji pomiędzy badaniami podstawowymi i klinicznymi,
a nie prowadzenia ich równolegle, niezależnie od siebie [8].
Badania podstawowe
Badania kliniczne
Faza 1.
•badania podstawowe identyfikujące
nowe biomarkery lub cele terapeutyczne
•rozwój nowych metod modyfikacji
zjawisk biologicznych
•określenie ich celowości, skuteczności
w modelach komórkowych i zwierzęcych
•zastosowanie odkryć podstawowych w tworzeniu hipotez
klinicznych
•badanie bezpieczeństwa i wstępne określenie skuteczności
•identyfikacja biomarkerów klinicznych w określaniu
bezpieczeństwa i skuteczności (cel medycyny translacyjnej
szczególnie ważny dla przemysłu farmaceutycznego)
Faza 2.
•dalsze precyzowanie celów
terapeutycznych na podstawie wyników
obserwacji fazy 1.
•badania w modelach hodowli
tkankowych człowieka (np. badania
molekularne izolowanych naczyń
krwionośnych)
•określenie, czy obserwacje z fazy 1. wykazują
skuteczność, gdy są zastosowane w praktyce klinicznej
(aplikacja nowych technologii w środowisku klinicznym,
patient driven environment)
•dostarczanie informacji o potrzebach terapeutycznych
i skuteczności do tworzenia wytycznych leczenia
oraz diagnostyki chorób
Faza 3.
•wykorzystanie wytycznych leczenia i prewencji w stabilnych systemach ochrony zdrowia, np. przez
towarzystwa naukowe przygotowujące wytyczne oraz agendy rządowe finansujące leczenie – lub
przemysł farmaceutyczny
5
Rycina 1. Schemat ogólny funkcjonowania i interakcji Małopolskiego Ośrodka Medycyny Translacyjnej w kontekście
środowiska naukowego i badawczo-rozwojowego regionu.
Małopolski przemysł biotechnologiczny
(CIT; UJ)
Wytypowane do przetestowania przedsiębiorstwa:
Duże, zorganizowane: SelVita
Małe spin off PAN: AviFen
Agendy rządowe:
• Ministerstwo Zdrowia
• Ministerstwo Nauki
• Ministerstwo Pracy
i Polityki Społecznej
towarzystwa medyczne
i naukowe
Małopolski Ośrodek Medycyny
Translacyjnej:
• Laboratorium podstawowych
technologii
• Ośrodek diagnostyczno-terapeutyczny
• Centrum biostatystyczno-informatyczne
Ośrodki kliniczne:
• szpitale specjalistyczne
• szpital kliniczny
• NZOZ-y
przemysł farmaceutyczny
indywidualni badacze
instytucji akademickich
Krakowa
praktyki podstawowej
opieki zdrowotnej
CIT – Centra Innowacyjności i Transferu Technologii, UJ – Uniwersytet Jagielloński, PAN – Polska Akademia Nauk, NZOZ – Niepubliczny
Zakład Opieki Zdrowotnej.
ście do zagadnienia umożliwi uzyskanie korzyści
klinicznych i społecznych z nowych technologii
medycznych.
Ośrodek tego typu utworzono przed kilku
laty w ramach projektu „SPIN – Model Transferu
Innowacji w Małopolsce”, w odpowiedzi na potrzeby translacji w tym regionie. Schemat podstawowych zadań oraz podstawy stworzenia i funkcjonowania Małopolskiego Ośrodka Medycyny
Translacyjnej przedstawiono na rycinie 1. Szczególnie istotna jest nie tylko wielorzędowa struktura
ośrodka obejmująca zarówno zadania administracyjne, jak i badawcze, lecz ważne są również jego
skuteczne interakcje ze środowiskiem badawczo-rozwojowym w regionie, w Polsce i na świecie.
Tak skonstruowany ośrodek translacji medycznej dzięki sieci interakcji może stanowić kluczowy element tworzenia nowych algorytmów
stratyfikacji ryzyka, w tym ryzyka sercowo-naczyniowego.
Nowe algorytmy stratyfikacji ryzyka
sercowo-naczyniowego – czy są potrzebne?
Istnieje wiele algorytmów pozwalających
w miarę dokładnie, w oparciu o podstawowe klasyczne czynniki ryzyka sercowo-naczyniowego,
określić prognozę oraz ryzyko 5-letnie, 10-letnie,
czy też dotyczące całego życia (lifetime risk esti-
6
mation). Przykładami takich skal są SCORE (Systematic Coronary Risk Evaluation, skala opracowana pod patronatem Europejskiego Towarzystwa
Kardiologicznego) czy Framingham. Zaobserwowano jednak, że o ile większość skal jest zgodna
w odniesieniu do ryzyka sercowo-naczyniowego
u chorych z małym ryzykiem, o tyle u chorych ze
średnio wysokim i z bardzo wysokim ryzykiem
różnice między skalami są znaczne. Może to wynikać z faktu, iż skale te obejmują niemal wyłącznie klasyczne, od lat znane czynniki ryzyka chorób
sercowo-naczyniowych, pomijając znaczenie najnowszych czynników wynikających z badań genomowych i molekularnych.
W świetle obserwacji wskazujących, że
współistniejący stan zapalny potęguje niekorzystne oddziaływanie klasycznych czynników ryzyka,
kluczowe jest zidentyfikowanie zagrożonych pacjentów. Zasadnicze znaczenie ma również wprowadzenie działań ograniczających ryzyko sercowo-naczyniowe związane ze współistniejącymi
stanami zapalnymi i dysfunkcją śródbłonka naczyniowego, która poprzedza rozwój miażdżycy [16,
17]. Przykładem są nie tylko schorzenia reumatyczne, lecz także m.in. zapalne schorzenia alergiczne,
dotąd całkowicie niedoceniane w kontekście ryzyka sercowo-naczyniowego. Jednocześnie kluczowe
jest dostosowanie postępowania do indywidualnych
cech organizmu pacjenta (personalized medicine
approach), a więc zidentyfikowanie chorych szczególnie zagrożonych i wdrożenie u nich intensywnego postępowania. Dlatego nowe algorytmy ryzyka
muszą obejmować wieloczynnikowość i szerszy niż
obecnie zakres nowych czynników molekularnych
w predykcji ryzyka sercowo-naczyniowego.
Podziękowania
Praca współfinansowana ze środków Unii
Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu
Społecznego – projekt SPIN – Modele Transferu
Innowacji w Małopolsce oraz z funduszy na naukę
Narodowego Centrum Nauki.
Adres do korespondencji:
prof. dr hab. n. med. Tomasz J. Guzik
Małopolski Ośrodek Medycyny Translacyjnej;
Katedra i Klinika Chorób Wewnętrznych i Medycyny Wsi,
31-121 Kraków, ul. Skarbowa 1
tel.: (12) 633-00-03, faks: (12) 631-04-40
Piśmiennictwo
1. Cerami A.: A surprising journey in translational medicine. Mol. Med. 2014, 20 (Suppl. 1): S2-6. 2. Ho R.J., Chien J.: Trends in translational medicine and drug targeting and delivery: New insights on an old concept-targeted drug delivery with antibody-drug conjugates for
cancers. J. Pharm. Sci. 2014, 103: 71-77. 3. Howells D.W., Sena E.S., Macleod M.R.: Bringing rigour to translational medicine. Nat. Rev.
Neurol. 2014, 10: 37-43. 4. Huang A., He T.C.: Moving molecular and translational medicine forward. Genes Dis. 2014, 1: 1-3.
5. Johnson S.C.: Translational medicine. A target for pharmacological intervention in an untreatable human disease. Science 2014, 346:
1192. 6. Konigshoff M.: The new back to basics section: emerging concepts in basic and translational medicine. Eur. Respir. J. 2014, 44:
297-298. 7. Kurpinski K., Johnson T., Kumar S. et al.: Mastering translational medicine: Interdisciplinary education for a new generation.
Sci. Transl. Med. 2014, 6: 218fs212. 8. Guzik T.: Medycyna translacyjna – czyli z laboratorium do łóżka chorego… i z powrotem. Kosmos 2010, 59: 257-262. 9. Ritskes-Hoitinga M., Leenaars M., Avey M. et al.: Systematic reviews of preclinical animal studies can make
significant contributions to health care and more transparent translational medicine. Cochrane Database Syst. Rev. 2014, 3: ED000078.
10. Montero-Melendez T., Perretti M.: Connections in pharmacology: Innovation serving translational medicine. Drug Discov. Today
2014, 19: 820-823. 11. Shi L., Lopez Villar E., Chen C.: Translational medicine as a new clinical tool and application which improves
metabolic diseases: Perspectives from 2012 Sino-American symposium on clinical and translational medicine. Clin. Transl. Med. 2014,
3: 2. 12. Wang Z.G.: Adherence to standardization and integrity in translational medicine research. Chin. J. Traumatol. 2014, 17: 311-312. 13. Cyranoski D.: China opens translational medicine centre in Shanghai. Nature 2014, 514: 547. 14. Douglas C.M., Scheltens P.:
Rethinking biobanking and translational medicine in the Netherlands: How the research process stands to matter for patient care. Eur. J.
Hum. Genet. 2014 [doi: 10.1038/ejhg.2014.186].
15. Sulakhe D., Balasubramanian S., Xie B. et al.: High-throughput translational medicine: Challenges and solutions. Adv. Exp. Med. Biol.
2014, 799: 39-67. 16. Rubinshtein R., Kuvin J.T., Soffler M. et al.: Assessment of endothelial function by non-invasive peripheral arterial
tonometry predicts late cardiovascular adverse events. Eur. Heart J. 2010, 31: 1142-1148. 17. Matusik P., Guzik B., Weber C. et al.: Do
we know enough about the immune pathogenesis of acute coronary syndromes to improve clinical practice? Thromb. Haemost. 2012,
108: 443-456.
7
dr n. med. Adam Ignacak*, lek. Joanna Kędzierska-Jamróz*, dr n. med. Tomasz Śliwa,
dr n. med. Grzegorz Osmenda, dr n. med. Barbara Jasiewicz-Honkisz,
dr n. med. Grzegorz Wilk, prof. dr hab. n. med. Tomasz Guzik
OCENA WPŁYWU HIPERPROLAKTYNEMII
NA POZIOM BIAŁKA C-REAKTYWNEGO I STĘŻENIE LIPIDÓW
W SUROWICY KRWI U KOBIET
RELATIONSHIPS BETWEEN HYPERPROLACTINEMIA AND C-REACTIVE
PROTEIN LEVELS AND LIPID LEVELS IN YOUNG WOMEN
Streszczenie
Abstract
Hiperprolaktynemia jest stanem mogącym
predysponować do rozwoju chorób układu sercowo-naczyniowego. Podejrzewa się udział tego
hormonu w patogenezie miażdżycy, nadciśnienia
tętniczego i reakcji zapalnej ściany tętnic. Celem
pracy było uzyskanie odpowiedzi na pytania, czy
hiperprolaktynemia u kobiet jest związana z lipidowymi czynnikami ryzyka chorób układu sercowo-naczyniowego i poziomem markera stanu
zapalnego, białka C-reaktywnego. Przebadano
27 kobiet z podniesionym poziomem prolaktyny (powyżej 25 ng/ml) w wieku od 17 do 59 lat
(średnio 31 lat). Grupa kontrolna składała się
z 32 kobiet z prawidłowym poziomem prolaktyny (od 5 mg/ml do 25 ng/ml) w wieku od 21 do
62 lat (średnio 33 lata). W badanej grupie kobiet
nie stwierdzono wpływu hiperprolaktynemii na
poziom markera stanu zapalnego, białka C-reaktywnego (p = 0,11), ani na występowanie hiperlipidemii. W grupie kobiet z hiperprolaktynemią
stwierdzono dodatnią korelację między poziomem
prolaktyny a stężeniami cholesterolu całkowitego
(r = 0,1926), cholesterolu LDL (r = 0,1821) i triglicerydów (r = 0,2865) oraz ujemną korelację
między poziomem prolaktyny a stężeniem cholesterolu HDL w osoczu krwi (r = -0,1890). Podniesiony poziom prolaktyny może wpływać na stężenie lipoprotein osocza i proces aterogenezy.
Słowa kluczowe: prolaktyna, białko
C-reaktywne, cholesterol
Hyperprolectinemia may be a predisposing condition for development of a cardiovascular diseases. It may play role in a pathogenesis of
atherosclerosis, arterial hypertension and inflammatory process of arterial wall. The aim of the
study was to get answer for question – is hyperprolactinemia associated with a lipid risk factors
of cardiovascular diseases and a level of C-reactive protein in women? The group of 27 women
with elevated prolactin serum level (above 25 ng/
ml) aged 17–59 years (mean 31 years old) were
investigated. The control group was consisted of
32 women with proper level of prolactin (5–25 ng/
ml) aged 21–62 years (mean 33 years old). There
was no evidence of influence of hyperprolactinemia on the level of C-reactive protein as inflammatory marker in investigated hyperprolactinemic
women (p = 0.11) and the occurrence of the hyperlipidemia. In the group of the hyperprolactinemic women the positive correlations between prolactin levels and concentration of total cholesterol
(r = 0.1926), LDL cholesterol (r = 0.1821) and triglicerydes (r = 0.2865) were observed. Negative
correlation between prolactin level and HDL cholesterol in blood serum was noted (r = -0.1980).
Elevated level of prolactin may influence on mutual proportion of the serum lipid fractions and
atherogenesis.
Key words: prolactin, C-reactive protein, cholesterol
* Autorzy o równym wkładzie pracy wymienieni w porządku alfabetycznym.
8
Wstęp
Prolaktyna (PRL) to hormon polipeptydowy, zbudowany ze 198 aminokwasów o masie cząsteczkowej 23 kDa. Jest on wydzielany przez laktotrofy przedniego płata przysadki mózgowej oraz
przez komórki innych tkanek obwodowych (m.in.
limfocyty, fibroblasty i adipocyty). Poza podstawową aktywnością związaną z inicjowaniem i utrzymywaniem laktacji, PRL jako cytokina odgrywa
rolę czynnika wzrostowego, regulatora odporności,
neuroprzekaźnika, regulatora metabolizmu i homeostazy. Różnorodność działań prolaktyny tłumaczy się wieloma molekularnymi wariantami PRL,
dużą liczbą tkanek produkujących prolaktynę oraz
różnorodnością receptorów PRL [1]. Ostatnio pojawia się coraz więcej doniesień na temat prawdopodobnego wpływu prolaktyny na układ krążenia,
a szczególnie na rolę w patogenezie miażdżycy
naczyń. Obecnie wiadomo, że receptory prolaktyny występują w blaszkach miażdżycowych tętnic
wieńcowych u ludzi [2]. Obserwowano związek
hiperprolaktynemii z nadciśnieniem tętniczym oraz
potwierdzono przeciwnadciśnieniowe działanie
agonisty receptora D2, bromokryptyny [3]. Opisywano także niekorzystny wpływ hiperprolaktynemii w patogenezie nadciśnienia w ciąży, w której
poziom prolaktyny może być markerem oceny nasilenia stanu przedrzucawkowego i wystąpienia powikłań nadciśnieniowych u kobiet ciężarnych [4].
Udowodniono rolę PRL w patogenezie kardiomiopatii poporodowej; farmakologiczne hamowanie
wydzielania prolaktyny stanowi skuteczną metodę
leczenia tego stanu chorobowego [5]. W innych
pracach badawczych potwierdzono współistnienie
podwyższonego poziomu prolaktyny w ostrych
zespołach wieńcowych [6] oraz w udarze niedokrwiennym mózgu [7]. Wysoki poziom prolaktyny prowadzi do hipogonadyzmu hipogonadotropowego z następowym niskim poziomem estrogenów
u kobiet [8]. Niski poziom estradiolu jest uznanym
czynnikiem przyczyniającym się do rozwoju miażdżycy i nadciśnienia tętniczego [9].
Celem pracy było uzyskanie odpowiedzi
na pytania, czy hiperprolaktynemia u kobiet jest
związana z lipidowymi czynnikami ryzyka chorób
układu sercowo-naczyniowego i poziomem markera stanu zapalnego, białka C-reaktywnego.
Materiał i metodyka
Prolaktynę oznaczano metodą immunochemiluminescencji (Architect). Cholesterol całkowity, cholesterol LDL i triglicerydy oznaczano
metodą enzymatyczną (Olympus 680), cholesterol
HDL metodą bezpośrednią immunologiczną po-
prawioną (AB-Wako) (Olympus). Oznaczenie poziomu białka C-reaktywnego w osoczu wykonano
metodą immunoturbimetryczną (Olympus).
Do przeprowadzenia analizy statystycznej
posłużono się następującymi testami: Shapiro-Wilka (w celu testowania normalności rozkładu),
t-Studenta (w celu porównywania średnich dla
zmiennych niezależnych i zmiennych zależnych),
U. Manna-Whitneya (test nieparametryczny) oraz
Levene’a (w celu oceny jednorodności wariancji).
W celu zbadania powiązania poszczególnych cech
wyznaczono współczynnik korelacji r. Za granicę
istotności statystycznej przyjęto poziom p = 0,05.
Badania przeprowadzono u 27 kobiet
z podniesionym poziomem prolaktyny w osoczu
krwi (grupa badana) przez minimum 30 dni nieprzyjmujących leków obniżających poziom tego
hormonu (osoby przed leczeniem hiperprolaktynemii i pacjentki po odstawieniu powyższych leków). Grupę kontrolną stanowiły 32 kobiety z prawidłowym poziomem prolaktyny.
Wyniki
Przebadano 27 kobiet z podniesionym
poziomem prolaktyny (powyżej 25 ng/ml, średnio 32,5 ng/ml) w wieku od 17 do 59 lat (średnio 31 lat). Grupa kontrolna składała się z kobiet
z prawidłowym poziomem prolaktyny (5 mg/ml
do 25 ng/ml, średnio16 ng/ml), w wieku od 21 do
62 lat (średnio 33 lata).
Poziomy białka C-reaktywnego nie wykazywały istotnych statystycznie różnic (p = 0,11
z testu U. Manna-Whitneya).
Nie stwierdzono znamiennej statystycznie
różnicy w obu grupach w zakresie poziomów: cholesterolu całkowitego (p = 0,58; średni poziom cholesterolu całkowitego w grupie badanej 5,38 mmol/l
± 1,08 vs 5,23 mmol/l ± 0,97 w grupie kontrolnej),
cholesterolu HDL (p = 0,86; 1,6 mmol/l ± 0,34 vs
1,59 mmol/l ± 0,4), cholesterolu LDL (p = 0,82;
średni poziom LDL w grupie badanej 3,2 mmol/l ±
0,82 vs 3,1 mmol/l ± 0,86 w grupie kontrolnej) i triglicerydów (p = 0,69; średni poziom triglicerydów
w grupie badanej 1,2 mmol/l ± 0,69 vs 1,18 mmol/l
± 0,72 w grupie kontrolnej).
W grupie kobiet z hiperprolaktynemią analizowano korelację między stężeniem prolaktyny
a stężeniem białka C-reaktywnego i składowych lipidogramu. Nie stwierdzono żadnej korelacji między poziomem białka C-reaktywnego a stężeniem
prolaktyny (r = 0,0533), natomiast zauważono
dodatnią korelację między poziomem prolaktyny
a stężeniem cholesterolu całkowitego (r = 0,1926;
ryc. 1A).
9
Podobnie dodatnia korelacja dotyczyła poziomu prolaktyny i cholesterolu LDL (r = 0,1821;
ryc. 1C) oraz stężenia w osoczu prolaktyny i triglicerydów (r = 0,2865; ryc. 1D).
Rycina 1. Zależność między stężeniem prolaktyny (PRL) w osoczu a poziomem cholesterolu całkowitego (A), HDL (B),
LDL (C) i triglicerydów (D).
A.
350
300
PRL [ng/ml]
250
200
150
100
50
0
3,5
4,0
4,5
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
2,0
2,2
2,4
2,6
cholesterol całkowity [mmol/l]
r = 0,1926; p = 0,3359
B.
5,0
350
300
PRL [ng/ml]
250
200
150
100
50
0
0,8
1,0
r = -0,1890; p = 0,3451
10
1,2
1,4
1,6
1,8
HDL [mmol/l]
C.
350
300
PRL [ng/ml]
250
200
150
100
50
0
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
5,0
5,5
6,0
LDL [mmol/l]
r = 0,1821; p = 0,3634
D.
4,5
350
300
PRL [ng/ml]
250
200
150
100
50
0
0,2
0,4
r = 0,2865; p = 0,1474
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
TRIGL [mmol/l]
Równocześnie występowała ujemna korelacja między poziomem prolaktyny a stężeniem
cholesterolu HDL (r = -0,1890; ryc. 1B).
Dyskusja
W badanej populacji kobiet ze stwierdzoną
hiperprolaktynemią średni poziom białka C-reaktywnego mieścił się w granicach normy i nie różnił
11
się od grupy kontrolnej. Można wysunąć wniosek,
że hiperprolaktynemii nie towarzyszy gotowość
do rozwijania reakcji zapalnych, w tym zapalenia
błony wewnętrznej naczyń. W pracy Reuwer i wsp.
udowodniono obecność receptorów prolaktyny
w zmienionych miażdżycowo naczyniach wieńcowych u ludzi, jednocześnie jednak stwierdzono
brak związku podwyższonego poziomu prolaktyny i białka C-reaktywnego. Wysunięto hipotezę,
że prolaktyna niewątpliwie uczestniczy w procesie
miażdżycy naczyń, ale nie wiąże się to z indukowaniem stanu zapalnego, którego wskaźnikiem jest
białko C-reaktywne. Być może mechanizm ten jest
związany z wydzielaniem parakrynnym prolaktyny
lub stan zapalny obecny w blaszce miażdżycowej
indukuje powstawanie receptorów prolaktyny [2].
Z kolei szereg innych publikacji potwierdza
przeciwną tezę, że hiperprolaktynemia ma bezpośredni związek z dysfunkcją śródbłonka przez
indukowanie reakcji zapalnej, pobudzenie proliferacji komórek jednojądrzastych i nasilenie namnażania się komórek mięśni gładkich naczyń krwionośnych, co stwierdzono in vivo [10–13].
W innych pracach dotyczących chorych
z otyłością i współistniejącą hiperprolaktynemią
stwierdzono podniesione poziomy białka C-re-
Tabela 1. Charakterystyka statystyczna grupy badanej.
Średnia
p
cholesterol całkowity [mmol/l]
5,37814815
0,58
cholesterol HDL
1,60444444
0,86
cholesterol LDL
3,22814815
0,82
triglicerydy
1,21296296
0,69
CRP
1,23030303
0,11
Tabela 2. Charakterystyka grupy badanej (czynniki
ryzyka miażdżycy).
Wyjściowa charakterystyka badanej populacji
wiek
17–59 (śr. 31 lat)
BMI > 25 kg/m2
11,1%
LDL-C > 3 mmol/l
33,3%
hipercholesterolemia > 5,2 mmol/l
44,4%
choroby układu krążenia
0%
cukrzyca
0%
palenie tytoniu
7,4%
Rycina 2. Zależność między stężeniem prolaktyny (PRL) w osoczu a CRP u pacjentek z hiperprolaktynemią.
350
300
PRL [ng/ml]
250
200
150
100
50
0
-1
r = 0,1369; p = 0,4475
12
0
1
2
3
4
5
6
CRP [mg/l]
aktywnego, inne oznaczane markery aktywacji
leukocytów jednojądrowych, takie jak: interleukina 6, TNF-α i rozpuszczalna ELAM-1, nie różniły
się zaś od grupy kontrolnej [14]. W czasie terapii
karbegoliną, lekiem stymulującym receptor D2
i obniżającym poziom prolaktyny, stwierdzono spadek poziomu białka C-reaktywnego i sELAM-1.
Sugeruje to rolę prolaktyny w procesie zapalnym
w ścianie naczyń [14]. Podobnie w grupie chorych
z ostrym zawałem serca, a zwłaszcza z dodatkowo współistniejącą cukrzycą typu 2, stwierdzono
dodatnią korelację między poziomem prolaktyny
a stężeniem białka C-reaktywnego [15]. Z powyższych badań wynika, że prolaktyna może być dodatkowym czynnikiem prozapalnym u chorych
z otyłością i cukrzycą typu 2. W badanej przez nas
grupie nie było osób z otyłością i cukrzycą.
W innym badaniu dotyczącym chorych
z ostrym zawałem serca nie stwierdzono istotnych różnic w poziomie białka C-reaktywnego
w porównaniu z grupą kontrolną. Występowała
natomiast korelacja między poziomem prolaktyny
a poziomem białka C-reaktywnego, co może sugerować, że PRL może odgrywać rolę w reakcji zapalnej u powyższych badanych [16].
W pracy dotyczącej kobiet przed menopauzą z hiperprolaktynemią poziom białka C-reaktywnego był istotnie wyższy niż w grupie kontrolnej
oraz uległ normalizacji po leczeniu bromokryptyną [17].
W grupie przez nas badanej nie stwierdzono wyższych poziomów klasycznych lipidowych
czynników ryzyka miażdżycy, a mianowicie:
cholesterolu całkowitego, cholesterolu LDL i niższych poziomów cholesterolu HDL. Oznacza to,
że hiperprolaktynemia raczej nie predysponuje
do zaburzeń lipidowych. Pozostaje nadal sprawą
otwartą, czy jest niezależnym czynnikiem rozwoju
schorzeń układu sercowo-naczyniowego.
W jednym z badań – dotyczącym osób
z akromegalią – stwierdzono, że synteza i metabolizm lipidów i lipoprotein są regulowane przez szereg hormonów, w tym prolaktynę. Badacze sugerują, że prolaktyna ma nie tylko pośredni, ale także
bezpośredni wpływ na metabolizm cholesterolu,
natomiast mechanizmy stojące u podstaw tego zaburzenia nie zostały jeszcze wyjaśnione. W przytoczonym badaniu obserwowano wyższy poziom
cholesterolu całkowitego, triglicerydów oraz LDL
u pacjentek z hiperprolaktynemią niż w grupie
chorych ze znormalizowanym poziomem PRL po
leczeniu agonistą dopaminy [18]. W kolejnym badaniu Inancli i wsp. obserwowali wpływ kabergoliny na pacjentki z gruczolakiem przysadki. Nastąpił
spadek poziomu prolaktyny oraz frakcji cholestero
lu LDL po leczeniu [19]. Do podobnych wniosków
doszli inni autorzy, którzy stwierdzili, że u pacjentek z hiperprolaktynemią po 6 miesiącach leczenia
agonistą receptorów dopaminergicznych nastąpiła nie tylko normalizacja poziomu prolaktyny,
ale również znaczny spadek stężenia cholesterolu
LDL oraz triglicerydów [20]. Prawdopodobnie
korzystne zmiany w profilu lipidowym u pacjentek z hiperprolaktynemią po leczeniu agonistą dopaminy mogą być związane z powrotem funkcji
jajników i złagodzeniem niedoboru estrogenów
[21]. Należy jednak podkreślić, że w przebiegu
hiperprolaktynemii istnieje wiele zaburzeń wpływających negatywnie na profil lipidowy, trudny do
ustalenia jest również bezpośredni wpływ PRL na
lipidy osocza [22].
Istotnym faktem wynikającym z badania
jest tendencja do wyższych poziomów cholesterolu całkowitego, cholesterolu LDL i triglicerydów
wraz ze wzrostem poziomu prolaktyny w grupie
kobiet z hiperprolaktynemią (korelacja dodatnia).
Towarzyszy temu ujemna korelacja w zakresie poziomu cholesterolu HDL i stężenia prolaktyny. Powyższe korelacje u pacjentek z podwyższonym poziomem prolaktyny są analogiczne do zależności
między ryzykiem choroby wieńcowej a spektrum
lipidowym w odniesieniu do populacji ogólnej.
Jak wynika z badania, hiperprolaktynemia nie jest
stanem chorobowym predysponującym do rozwoju hiperlipidemii, może jednak wpływać na wzajemny stosunek poszczególnych elementów frakcji
lipidów.
Wnioski
W badanej grupie kobiet nie stwierdzono
wpływu hiperprolaktynemii na poziom markera
stanu zapalnego, białka C-reaktywnego oraz występowanie hiperlipidemii. W grupie kobiet z hiperprolaktynemią stwierdzono dodatnią korelację
między poziomem prolaktyny a stężeniami cholesterolu całkowitego, cholesterolu LDL i triglicerydów oraz ujemną korelację między poziomem
prolaktyny a stężeniem cholesterolu HDL w osoczu krwi. Podniesiony poziom prolaktyny może
wpływać na poziomy lipoprotein osocza i proces
aterogenezy.
Podziękowania
Projekt został współfinansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki przyznanych na
podstawie decyzji nr 2011/03/B/NZ4/02454.
13
tel.: (12) 633-00-03, faks: (12) 631-04-40
Piśmiennictwo:
1. Ignacak A., Kasztelnik M., Śliwa T. et al.: Prolactin-not only lactotrophin. A „new” view of the „old” hormone. J. Physiol. Pharmacol.
2012, 63: 435-443. 2. Reuwer A.Q., Twickler M., Hutten B. et al.: Prolactin levels and the risk of future coronary artery disease in apparently. Circ. Cardiovasc. Gene 2009, 2: 389-395. 3. Stumple K.O., Kolloch R., Higuchi M. et al.: Hiperprolactinemia and antihipertensive
effect of bromocriptine in essential hypertension. Lancet 1977, 30: 211-214. 4. Chen B.L., Zhang Z.H., Liu N.B. et al.: Prolactin in normal
pregnancy and severe pregnancy-included hypertension. Hunan Yi Ke Da Xue Bao 2001, 26: 67-69.
5. Hilfiker-Kleiner D., Kaminski K., Podewski E. et al.: A cathepsin D-cleaved 16 kDa form of prolactin mediates postpartum cardiomyopathy. Cell 2007, 128: 589-600. 6. Raaz D., Wallaschofski H., Stumpf C. et al.: Increased prolactin in acute coronary syndromes as putative
Co-activator of ADP-stimulated P-selectin expression. Horm. Metab. Res 2006, 38: 767-772. 7. Wallaschowski H., Lohmann T., Hild E.
et al.: Enhanced platelet activation by prolactin in patients with ischemic stroke. Thromb. Haemost. 2006, 96: 38-44. 8. Page-Wilson G.,
Smith P.C., Welt C.K.: Prolactin suppresses GNRH but not TSH secretion. Horm. Res 2006, 65: 31-38. 9. Shchelkunova T.A., Morozov I.A.,
Rubtsov P.M. et al.: Changes in levels of gene expression in human aortal intima during atherogenesis. Biochemistry 2013, 78: 463-470.
10. Bresson J.L., Jeay S., Gagnerault M.C. et al.: Growth hormone (GH) and prolactin receptors in human peripheral blood mononuclear
cells: relation with age and GH-binding protein. Endocrinology 1999, 140: 3203-3209. 11. Sun R., Li A.L., Wei H.M. et al.: Expression
of prolactin receptor and response to prolactin stimulation of human NK cell lines. Cell Res 2004, 14: 67-73. 12. Sauro M.D., Buckley
A.R., Russell D.H. et al.: Prolactin stimulation of protein kinase C activity in rat aortic smooth muscle. Life Sci 1989, 44: 1787-1792.
13. Aziz M.M., Ishihara S., Rumi M.A. et al.: Prolactin induces MFG-E8 production in macrophages via transcription factor C/EBP beta-dependent pathway. Apoptosis 2008, 13: 609-620. 14. Serri O., Li L., Mamputu J.C. et al.: The influences of hyperprolactinemia and obesity
on cardiovascular risk markers: effects of cabergoline therapy. Clin. Endocrinol. (Oxf) 2006, 64: 366-370.
15. Elgayar E., Abu-Shady M., Zaki I. et al.: Study of serum prolactin and cardiovascular risk in patients with type 2 diabetes mellitus.
Endocrine Abstr. 2011, 25: 157. 16. Reuwer A.Q., van Zaane B., van Wissen M. et al.: Prolactin is involved in the systemic inflammatory
response in myocardial infarction. Horm. Metab. Res 2011, 43: 62-65. 17. Yavuz D., Deyneli O., Akpinar I. et al.: Endothelial function,
insulin sensitivity and inflammatory markers in hyperprolactinemic pre-menopausal women. Eur. J. Endocrinol. 2003, 149: 187-193.
18. Medić-Stojanoska M., Pletikosić I.: Disturbances of lipid and lipoprotein metabolism in hyperprolactinemia and acromegaly. Med.
Pregl. 2009, 62: 91-94. 19. Inancli S.S., Usluogullari A., Ustu Y. et al.: Effect of cabergoline on insulin sensitivity, inflammation and carotid
intima media thickness in patients with prolactinoma. Endocrine 2013, 44: 193-199.
20. dos Santos Silva C.M., Barbosa F.R., Lima G.A. et al.: BMI and metabolic profile in patients with prolactinoma before and after treatment with dopamine agonist. Obesity (Silver Spring) 2011, 19: 800-805. 21. Fahy U., Hopton M.I., Hartog M. et al.: The lipoprotein profile
of women with hyperprolactinaemic amenorrhoea. Hum. Reprod. 1999, 14: 285-287. 22. Heshmati H.M., Turpin G., de Gennes J.L.:
Chronic hyperprolactinemia and plasma lipids in women. Klin. Wochenschr. 1987, 65: 516-519.
14
dr n. med. Grzegorz Osmenda, lek. Grzegorz Wilk, lek. Michał Nowak,
dr n. med. Tomasz Śliwa, prof. dr hab. n. med. Tomasz Guzik
BADANIA FUNKCJI ŚRÓDBŁONKA
NACZYNIOWEGO A NOWE ALGORYTMY STRATYFIKACJI
RYZYKA SERCOWO-NACZYNIOWEGO
ENDOTHELIAL FUNCTION ASSESSMENTS AND NOVEL ALGORITHMS
OF CARDIOVASCULAR RISK STRATIFICATION
Streszczenie
Mianem dysfunkcji śródbłonka naczyniowego określamy zaburzenie równowagi pomiędzy
czynnikami ochronnymi a stresem oksydacyjnym.
Charakteryzuje się ono ograniczoną biodostępnością tlenku azotu, a także upośledzoną czynnością
rozkurczową naczynia i jest ważnym czynnikiem
ryzyka rozwoju miażdżycy oraz incydentów sercowo-naczyniowych. Obecnie najczęściej stosowanymi w badaniach naukowych metodami nieinwazyjnej oceny funkcji śródbłonka są: pomiar
rozkurczu naczyń pod wpływem zwiększonego
przepływu krwi (FMD, flow-mediated dilatation),
obwodowa tonometria tętnicza wykorzystująca
zjawisko reaktywnej hiperemii (RH-PAT, reactive hyperemia-peripheral artery tonometry;
Endo-PAT) oraz tonometria aplanacyjna analizująca falę ciśnienia obwodowego i centralnego
(PWA, pulse wave analysis), a także pomiar prędkości propagacji fali tętna (PWV, pulse wave velocity). Badanie FMD pomimo wysokich wymagań
technicznych (doświadczenie ultrasonografisty,
powtarzalność między laboratoriami) wykazuje
znaczenie prognostyczne wystąpienia miażdżycy
i jest szeroko stosowane w badaniach klinicznych.
RH-PAT to metoda mniej czuła niż FMD. Na odpowiedź mikronaczyniową na hiperemię podczas
badania mogą mieć wpływ czynniki niezależne od
śródbłonka, co wymaga dalszych badań. Do pełnej
oceny ryzyka miażdżycy i określenia stopnia uszkodzenia narządowego w nadciśnieniu tętniczym stosowane są badania PWA i PWV. W najnowszych
doniesieniach podkreśla się istotne znaczenie tych
badań w określeniu wartości predykcyjnej choroby
wieńcowej i udaru mózgu. Wydaje się, że każde
z powyższych badań ma swoje ograniczenia i do
całościowej oceny ryzyka sercowo-naczyniowego
powinny być rozpatrywane łącznie.
Słowa kluczowe: dysfunkcja śródbłonka, miażdżyca, ryzyko sercowo-naczyniowe,
FMD, IMT, RH-PAT, PWA, PWV
Abstract
Endothelial dysfunction is defined as an
imbalance between protective factors and oxidative stress. The vessel wall those we characterize
them as reduced nitric oxide bioavailability, impaired vascular relaxation. Endothelial dysfunctions is an important risk factor for atherosclerosis and cardiovascular events. Currently, methods
most commonly used in research for non-invasive
assessment of endothelial function include: assessment of vasodilatation as a result of increased
blood flow (FMD, flow-mediated dilatation), peripheral arterial tonometry using a reactive hyperemia (RH-PAT, reactive hyperemia-peripheral
artery tonometers; Endo-PAT) and applanation
tonometry which analyze central and peripheral
pulse wave (PWA, pulse wave analysis), as well as
measurement of pulse wave velocity (PWV). The
flow-mediated dilatation test, despite the high
technical requirements (researchers experience,
reproducibility between different laboratories),
shows prognostic significance in atherosclerosis
and is widely used in clinical practice. RH-PAT
is less sensitive than FMD. During test, there are
some endothelial independent of factors, that may
lead to microvascular reaction related to hyper
anemic, which requires further investigation. For
a complete assessment of atherosclerosis risk and
degree of organ damage in hypertension, PWA
and PWV can be recommended. The latest reports show the importance of these tests to predict onset of stroke and coronary heart disease.
It seems that each of the above studies has its
15
16
limitations and the overall assessment of cardiovascular risk should include several independent
methods together.
Key words: endothelial dysfunction,
atherosclerosis, cardiovascular risk, FMD,
IMT, RH-PAT, PWA, PWV
Śródbłonek naczyniowy jest pojedynczą
warstwą komórek wyściełającą ścianę naczynia krwionośnego i odgrywającą kluczową rolę
w utrzymaniu jego prawidłowej funkcji. Zdrowy
śródbłonek wywiera szereg efektów naczynioprotekcyjnych: działa przeciwzapalnie i naczyniorozkurczająco, hamuje aktywację i agregację płytek
krwi, a także proliferację i migrację mięśniówki
gładkiej [1]. Za wymienione działania śródbłonka odpowiada uwalniany przez niego tlenek azotu (NO), tworzony przez śródbłonkową syntazę
tlenku azotu (eNOS). W związku z powyższym
dostępność biologiczna NO jest uznawana za
ważny wykładnik funkcji śródbłonka. Dysfunkcję śródbłonka obserwuje się już we wczesnych
etapach miażdżycy, przed pojawieniem się zmian
morfologicznych w tętnicach [2].
W sytuacji zaburzenia równowagi pomiędzy czynnikami ochronnymi a stresem oksydacyjnym stwierdzamy upośledzoną czynność rozkurczową naczynia, określaną mianem dysfunkcji
śródbłonka naczyniowego [3].
Wykazano, że nieprawidłowe funkcjonowanie śródbłonka jest czynnikiem prognostycznym rozwoju zdarzeń sercowo-naczyniowych.
Stwierdzono upośledzoną czynność endotelium
w procesie starzenia, przy zwiększonym stężeniu
lipoprotein o niskiej gęstości (LDL, low-density
lipoproteins), nadciśnieniu tętniczym, paleniu tytoniu, cukrzycy, ostrych zespołach wieńcowych oraz
chorobach autoimmunologicznych (reumatoidalne
zapalenie stawów, toczeń rumieniowaty układowy) [4].
W toku badań nad śródbłonkiem naczyniowym rozwinęły się zarówno metody inwazyjne, jak i nieinwazyjne umożliwiające ocenę jego
funkcjonowania. Do pierwszej grupy zaliczamy
ilościową angiografię z próbami prowokacyjnymi,
wewnątrzwieńcową echokardiografię dopplerowską oraz żylną pletyzmografię okluzyjną tętnicy
ramiennej. Badania te wymagają pracowni hemodynamicznej, są inwazyjne, kosztowne i obarczone wysokim ryzykiem powikłań, co uniemożliwia
zastosowanie ich na szeroką skalę w dużych populacjach pacjentów. Funkcję śródbłonka można
także określić ex vivo na wyizolowanych krążkach
naczyniowych, dodając acetylocholinę i oceniając
rozkurcz naczynia [5].
W związku z tym pojawiły się mniej inwazyjne i tańsze techniki obrazujące ocenę funkcji
endotelium. Spośród nich najczęściej stosowaną
metodą jest obrazowanie tętnicy ramiennej w badaniu ultrasonograficznym, umożliwiające pomiar
wielkości jej rozkurczu w zależności od wzrostu
przepływu krwi (FMD). Innymi, nieinwazyjnymi
technikami oceny funkcji śródbłonka są: tonometria tętnic obwodowych w warunkach reaktywnego przekrwienia (RH-PAT) oraz tonometria aplanacyjna, analizująca falę ciśnienia obwodowego
i centralnego (PWA), a także pomiar prędkości
propagacji fali tętna (PWV).
Kolejnymi narzędziami stosowanymi w badaniach śródbłonka są pozytonowa tomografia
emisyjna (PET, positron emission tomography)
i rezonans magnetyczny (MR, magnetic resonance) serca. Do oceny stopnia zaawansowania
miażdżycy służy pomiar grubości kompleksu intima–media tętnicy szyjnej (IMT, intima–media
thickness). Markerami biochemicznymi dysfunkcji
śródbłonka są: endotelina 1, cząsteczki adhezyjne – selektyna E (CD62E) i selektyna P (CD62P),
cząsteczki przylegania międzykomórkowego
(ICAM-1), naczyniowe cząsteczki przylegania
(VCAM-1) oraz interleukina 6 (IL-6), czynnik
martwicy guza (TNF-α), metaloproteinazy i białko
C-reaktywne (CRP). W ostatnim czasie pojawia
się również coraz więcej doniesień dotyczących
wpływu mikroRNA na patofizjologię komórek
śródbłonka [6].
Funkcję śródbłonka naczyniowego oceniamy przez pomiar FMD, który polega na określeniu
zmiany średnicy naczynia tętniczego w wyniku
przywrócenia w nim przepływu krwi (w trakcie
reaktywnej hiperemii), po poprzedzającym okresie
5-minutowego zatrzymania przepływu krwi w tym
naczyniu [7–9]. Badanie FMD wykonuje się zgodnie z protokołem Celermajera [10]. Zgodnie z literaturą w badaniu przyjęto, że 7–10% rozszerzalności naczynia zależnej od funkcji śródbłonka
stanowi normę dla ludzi zdrowych [11, 12]. Aby
wykluczyć występowanie u chorych zaburzeń komórek mięśni gładkich naczyń, określana jest także
średnica naczynia po podjęzykowym podaniu nitrogliceryny (NMD, nitroglycerin-mediated dilatation). W wytycznych Europejskiego Towarzystwa
Kardiologicznego podkreślono znaczenie oceny
funkcji śródbłonka metodami nieinwazyjnymi,
w tym FMD [13]. Z dostępnej literatury wynika, że
obniżone wartości FMD cechują się 71-procentową czułością i 81-procentową swoistością w przewidywaniu wystąpienia choroby niedokrwiennej
serca [14]. Liczne prace ukazują związek FMD
z wieloma czynnikami ryzyka chorób sercowo-naczyniowych. Zaobserwowano zależność pomiędzy obniżonym FMD a hipercholesterolemią,
paleniem tytoniu, cukrzycą typu 2 oraz obciążeniem rodzinnym chorobami sercowo-naczyniowymi [7, 15–17]. Badania kliniczne wykazały wyraźne związki dysfunkcji śródbłonka naczyniowego
z zaawansowaniem miażdżycy. Mniejszy procent
rozkurczu tętnicy ramiennej w pomiarach FMD
koreluje ze wzrostem grubości kompleksu intima–media tętnic szyjnych, który jest najczęściej
stosowanym obrazowym wykładnikiem miażdżycy [9]. W 2014 r. w badaniu wykonanym na 80 pacjentach, u których przeprowadzono pomiar FMD
i RH-PAT, a następnie koronarografię, wykazano,
że wynik powyższych nieinwazyjnych badań był
istotnie niższy u pacjentów z wielonaczyniową
chorobą wieńcową [18]. Zaobserwowano także
poprawę funkcji śródbłonka i wartości procentowej FMD przy stosowaniu statyn [19].
Pomiar funkcji śródbłonka metodą tonometrii tętnic obwodowych w warunkach reaktywnego
przekrwienia wykonywany jest za pomocą urządzenia Endo-PAT 2000 (Itamar Medical, Israel).
Nieinwazyjny system Endo-PAT 2000 zawiera
przyrząd pomiarowy wraz z czujnikami wykorzystującymi technologię pletyzmograficzną, które
służą do pomiaru wielkości i dynamiki zmian napięcia tętniczego w obwodowych łożyskach naczyniowych. Pomiar jest automatycznie analizowany poprzez dołączony do urządzenia program,
a wynik w postaci wskaźnika reaktywnego przekrwienia (LnRHI, natural logarithm of reactive
hyperemia index) stanowi rezultat pomiaru. Każde
badanie jest przeprowadzone ściśle według algorytmu dostarczonego przez producenta urządzenia
oraz w zgodności z dostępną literaturą [13, 20–22].
Metoda RH-PAT stanowi przedmiot rosnącej liczby badań naukowych, w których uznaje się ją za
dobry wskaźnik czynności śródbłonka i ryzyka
chorób sercowo-naczyniowych. W publikacji Bonettiego i wsp. analiza przeprowadzona na grupie
94 osób wykazała, że badanie RH-PAT cechuje się
około 80-procentową czułością i podobną swoistością przewidywania dysfunkcji śródbłonka naczyniowego naczyń wieńcowych w porównaniu
z badaniami angiograficznymi tych naczyń [23].
Toggweiler i wsp. zbadali powyższą metodą 341
pacjentów z bólem w klatce piersiowej i stwierdzili 33-procentową częstość dysfunkcji śródbłonka
u pacjentów bez choroby wieńcowej, 46-procentową – wśród pacjentów ze stabilną chorobą wieńcową i 58-procentową – wśród chorych z ostrą chorobą wieńcową [24].
Metoda RH-PAT znajduje zastosowanie
również w badaniach prospektywnych (follow-up).
Na podstawie wykorzystania omawianej techniki badawczej w 7-letniej obserwacji wykazano
związek między dysfunkcją śródbłonka a ryzykiem wystąpienia zdarzeń sercowo-naczyniowych.
Zaobserwowano, że niski wskaźnik reaktywnego
przekrwienia (LnRHI) jest niezależnym markerem
występowania niepożądanych zdarzeń sercowo-naczyniowych [25]. W dostępnej literaturze występują badania oceniające korelację zaburzenia
funkcji śródbłonka mierzonej za pomocą metody
RH-PAT z poszczególnymi czynnikami ryzyka
rozwoju miażdżycy [24, 26–28]. W pierwszym
kwartale 2015 r. ukazała się praca, w której stwierdzono istotną zależność pomiędzy nieprawidłową
masą ciała a wskaźnikiem LnRHI w badaniu RH-PAT [29].
Do nieinwazyjnych technik oceny zaburzeń funkcji naczyń krwionośnych zaliczamy także analizę fali ciśnienia obwodowego i centralnego (PWA) oraz pomiar prędkości propagacji fali
tętna (PWV) z zastosowaniem tonometrii aplanacyjnej. Pomiary ciśnienia tętna, rozumianego
jako różnica pomiędzy ciśnieniem skurczowym
a rozkurczowym, a także prędkości fali tętna są
istotnymi wskaźnikami sztywności ściany naczyń
tętniczych. Badanie polega na rejestracji fali tętna
na tętnicy promieniowej, szyjnej i udowej z równoczesną analizą matematyczną otrzymanych danych. Wskaźnik prędkości fali tętna (PWV) po
raz pierwszy został opisany w równaniu Moënsa-Kortewega [30]. Wartość wskaźnika PWV wiąże
się bezpośrednio z nadmierną sztywnością ściany naczynia i jest czynnikiem modyfikowalnym,
związanym z gospodarką sodu w organizmie, na
którą wpływ mają: dieta, diuretyki czy preparaty
blokujące układ renina–angiotensyna [31]. Zgodnie z wytycznymi leczenia nadciśnienia tętniczego
opublikowanymi przez Europejskie Towarzystwo
Kardiologiczne i Europejskie Towarzystwo Nadciśnienia Tętniczego w 2013 r. wskaźnik PWV
> 10 m/s jest uznawany za czynnik asymptomatycznego uszkodzenia narządowego [32].
17
Dimitriadis i wsp. w 2012 r., opisując wyniki 6-letniego badania obserwacyjnego, wykazali,
że u pacjentów z nadciśnieniem tętniczym PWV
jest silnym, niezależnym czynnikiem prognostycznym incydentów sercowo-naczyniowych. Po przeanalizowaniu grupy 1128 pacjentów zaobserwowano znamienną statystycznie korelację pomiędzy
wyjściowo wysokim poziomem PWV a wystąpieniem udaru mózgu [33]. W badaniu wykonanym
na grupie 155 osób z potwierdzoną chorobą niedokrwienną serca wykazano, że ocena PWV jest
istotnym nieinwazyjnym predyktorem nasilenia
choroby wieńcowej [34].
Kolejnym wskaźnikiem wykorzystywanym
do oceny sztywności naczyń i tym samym funkcji
śródbłonka jest augmentation index (AIx) [35];
jego wartość służy do oceny stopnia zaawansowania miażdżycy. Wykazano związek pomiędzy
wskaźnikiem AIx a skalą SYNTAX, stosowaną do
inwazyjnej oceny zaawansowania zmian w naczyniach wieńcowych [36].
Badaniem oceniającym stopień zaawansowania miażdżycy w tętnicach jest metoda ultrasonograficznego pomiaru grubości kompleksu błony
wewnętrznej i środkowej (IMT). Pomiar wykonuje
się zgodnie z powszechnie przyjętym standardem,
tj. co mniej więcej 1 cm, rozpoczynając 2 cm poniżej opuszek tętnic szyjnych wspólnych, z pominięciem obszarów widocznych blaszek miażdżycowych [37–39]. Za normę dla IMT uznawana
jest wartość < 0,9 mm. Jeżeli grubość kompleksu
jest ≥ 0,9 mm, interpretuje się ją jako nieprawidłową [40]. IMT tętnic szyjnych silnie koreluje z zaawansowaniem zmian miażdżycowych w tętnicach
wieńcowych, co wykazali Enderle i Schroeder [41].
Zaobserwowano także, iż u pacjentów z cukrzycą
zwiększona grubość kompleksu IMT i wyraźnie
obniżona wartość FMD wskazują na wysokie ryzyko przyszłych incydentów sercowo-naczyniowych,
a ponadto stwierdzono, że nieprawidłowe wartości
obu wskaźników korelują z wywiadem rodzinnym
przedwczesnych zawałów serca [42].
Nieinwazyjne metody oceny funkcji śródbłonka mają znaczenie diagnostyczne, prognostyczne i terapeutyczne w leczeniu chorób układu
krążenia. Dysfunkcja śródbłonka pozwala ocenić
ryzyko zdarzeń sercowo-naczyniowych i zidentyfikować osoby obarczone największym ryzykiem.
Jednak obecnie żadna z przedstawionych metod nie jest rutynowo stosowana w pracy lekarza
praktyka. Na podstawie dotychczasowych danych
medycznych wyraża się pogląd, że wartość prognostyczna dysfunkcji śródbłonka w ocenie całkowitego ryzyka sercowo-naczyniowego wymaga
dalszych badań.
Podziękowania
Projekt został współfinansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki przyznanych na
podstawie decyzji numer 2011/03/B/NZ4/02454
oraz środków UE w ramach projektu „SPIN – Model Transferu Innowacji w Małopolsce”.
prof. dr hab. n. med. Tomasz Guzik
Małopolski Ośrodek Medycyny Translacyjnej,
Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego
tel.: (12) 633-00-03, faks: (12) 631-04-40
Piśmiennictwo
1. Arnal J.F., Dinh-Xuan A.T., Pueyo M. et al.: Endothelium-derived nitric oxide and vascular physiology and pathology. Cell. Mol. Life
Sci. 1999, 55: 1078-1087. 2. Abrams J.: Role of endothelial dysfunction in coronary artery disease. Am. J. Cardiol. 1997, 79: 2-9.
3. Schramm A., Matusik P., Osmenda G. et al.: Targeting NADPH oxidases in vascular pharmacology. Vascular Pharmacology 2012, 56:
216-231. 4. Matusik P., Guzik B., Weber C. et al.: Do we know enough about the immune pathogenesis of acute coronary syndromes to
improve clinical practice? Thrombosis and Haemostasis 2012, 108: 443-456.
5. Guzik T.J., Sadowski J., Guzik B. et al.: Coronary artery superoxide production and nox isoform expression in human coronary artery
disease. Arteriosclerosis, Thrombosis, And Vascular Biology 2006, 26: 333-339. 6. Staszel T., Zapala B., Polus A. et al.: Role of microRNAs
in endothelial cell pathophysiology. Polskie Archiwum Medycyny Wewnętrznej 2011, 121: 361-366. 7. Celermajer D.S., Sorensen K.E.,
Bull C. et al.: Endothelium-dependent dilation in the systemic arteries of asymptomatic subjects relates to coronary risk factors and their
interaction. J. Am. Coll. Cardiol. 1994, 24: 1468-1474. 8. Anderson T.J., Uehata A., Gerhard M.D. et al.: Close relation of endothelial function in the human coronary and peripheral circulations. J. Am. Coll. Cardiol. 1995, 26: 1235-1241. 9. Hashimoto M., Eto M., Akishita M.
18
et al.: Correlation between flow-mediated vasodilatation of the brachial artery and intima-media thickness in the carotid artery in men.
Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 1999, 19: 2795-2800.
10. Corretti M.C., Anderson T.J., Benjamin E.J. et al.: Guidelines for the ultrasound assessment of endothelial-dependent flow-mediated
vasodilation of the brachial artery: a report of the International Brachial Artery Reactivity Task Force. J. Am. Coll. Cardiol. 2002, 39: 257-265. 11. Faulx M.D., Wright A.T., Hoit B.D.: Detection of endothelial dysfunction with brachial artery ultrasound scanning. Am. Heart J.
2003, 145: 943-951. 12. Kuvin J.T., Patel A.R., Karas R.H.: Need for standardization of noninvasive assessment of vascular endothelial
function. Am. Heart J. 2001, 141: 327-328. 13. Lekakis J., Abraham P., Balbarini A. et al.: Methods for evaluating endothelial function:
a position statement from the European Society of Cardiology Working Group on Peripheral Circulation. Eur. J. Cardiovasc. Prev. Rehabil.
2011, 18: 775-789. 14. Schroeder S., Enderle M.D., Ossen R. et al.: Noninvasive determination of endothelium-mediated vasodilation as
a screening test for coronary artery disease: pilot study to assess the predictive value in comparison with angina pectoris, exercise electrocardiography, and myocardial perfusion imaging. Am. Heart J. 1999, 138: 731-739.
15. Gokce N., Keaney J.F., Jr., Hunter L.M. et al.: Risk stratification for postoperative cardiovascular events via noninvasive assessment of
endothelial function: a prospective study. Circulation 2002, 105: 1567-1572. 16. Ifrim S., Vasilescu R.: Early detection of atherosclerosis in
type 2 diabetic patients by endothelial dysfunction and intima-media thickness. Rom. J. Intern. Med. 2004, 42: 343-354. 17. Clarkson P.,
Celermajer D.S., Donald A.E. et al.: Impaired vascular reactivity in insulin-dependent diabetes mellitus is related to disease duration and
low density lipoprotein cholesterol levels. J. Am. Coll. Cardiol. 1996, 28: 573-579. 18. Woo J.S., Jang W.S., Kim H.S. et al.: Comparison
of peripheral arterial tonometry and flow-mediated vasodilation for assessment of the severity and complexity of coronary artery disease.
Coronary Artery Disease 2014, 25: 421-426. 19. Altun I., Oz F., Arkaya S.C. et al.: Effect of statins on endothelial function in patients
with acute coronary syndrome: a prospective study using adhesion molecules and flow-mediated dilatation. Journal of Clinical Medicine
Research 2014, 6: 354-361.
20. Moerland M., Kales A.J., Schrier L. et al.: Evaluation of the EndoPAT as a tool to assess endothelial function. Int. J. Vasc. Med. 2012,
2012: 904141. 21. Ayer J.G., Harmer J.A., Steinbeck K. et al.: Postprandial vascular reactivity in obese and normal weight young adults.
Obesity (Silver Spring) 2010, 18: 945-951. 22. Dhindsa M., Sommerlad S.M., DeVan A.E. et al.: Interrelationships among noninvasive
measures of postischemic macro- and microvascular reactivity. J. Appl. Physiol. 2008, 105: 427-432. 23. Bonetti P.O., Pumper G.M.,
Higano S.T. et al.: Noninvasive identification of patients with early coronary atherosclerosis by assessment of digital reactive hyperemia.
J. Am. Coll. Cardiol. 2004, 44: 2137-2141. 24. Toggweiler S., Schoenenberger A., Urbanek N. et al.: The prevalence of endothelial dysfunction in patients with and without coronary artery disease. Clin. Cardiol. 2010, 33: 746-752.
25. Rubinshtein R., Kuvin J.T., Soffler M. et al.: Assessment of endothelial function by non-invasive peripheral arterial tonometry predicts
late cardiovascular adverse events. Eur. Heart J. 2010, 31: 1142-1148. 26. Bonetti P.O., Lardi E., Geissmann C. et al.: Effect of brief secondhand smoke exposure on endothelial function and circulating markers of inflammation. Atherosclerosis 2011, 215: 218-222. 27. Kuvin J.T., Patel A.R., Sliney K.A. et al.: Assessment of peripheral vascular endothelial function with finger arterial pulse wave amplitude. Am.
Heart J. 2003, 146: 168-174. 28. Hamburg N.M., Keyes M.J., Larson M.G. et al.: Cross-sectional relations of digital vascular function to
cardiovascular risk factors in the Framingham Heart Study. Circulation 2008, 117: 2467-2474. 29. Pareyn A., Allegaert K., Verhamme P.
et al.: Impaired endothelial function in adolescents with overweight or obesity measured by peripheral artery tonometry. Pediatric Diabetes
2015, 16: 98-103.
30. Arrebola-Moreno A.L., Laclaustra M., Kaski J.C.: Noninvasive assessment of endothelial function in clinical practice. Revista Espanola
de Cardiologia 2012, 65: 80-90. 31. Mitchell G.F., Hwang S.J., Vasan R.S. et al.: Arterial stiffness and cardiovascular events: the Framingham Heart Study. Circulation 2010, 121: 505-511. 32. Mancia G., Fagard R., Narkiewicz K. et al.: 2013 ESH/ESC Guidelines for the
management of arterial hypertension: the Task Force for the management of arterial hypertension of the European Society of Hypertension
(ESH) and of the European Society of Cardiology (ESC). Journal of Hypertension 2013, 31: 1281-1357. 33. Dimitriadis K., Tsioufis C.,
Kasiakogias A. et al.: Abstract 15300: Pulse Wave velocity as a predictor of stroke but not coronary artery disease in essential hypertension:
data from a Greek 6-year follow-up study. Circulation 2012, 126: A15300. 34. Munoz-Tsorrero J.F., Tardio-Fernandez M., Valverde-Valverde J.M. et al.: Pulse wave velocity in four extremities for assessing cardiovascular risk using a new device. Journal of Clinical Hypertension
2014, 16: 378-384.
35. Stoner L., Young J.M., Fryer S.: Assessments of arterial stiffness and endothelial function using pulse wave analysis. International
Journal of Vascular Medicine 2012, 2012: 903107. 36. Tanindi A., Erkan A.F., Alhan A. et al.: Central pulse pressure amplification is associated with more extensive and severe coronary artery disease. Scandinavian Cardiovascular Journal 2014, 48: 167-175. 37. Pignoli P.,
Tremoli E., Poli A. et al.: Intimal plus medial thickness of the arterial wall: a direct measurement with ultrasound imaging. Circulation 1986,
74: 1399-1406. 38. Bots M.L., Hoes A.W., Koudstaal P.J. et al.: Common carotid intima-media thickness and risk of stroke and myocardial
infarction: the Rotterdam Study. Circulation 1997, 96: 1432-1437. 39. Mukherjee D., Yadav J.S.: Carotid artery intimal-medial thickness:
indicator of atherosclerotic burden and response to risk factor modification. Am. Heart. J. 2002, 144: 753-759.
40. Mancini G.B., Dahlof B., Diez J.: Surrogate markers for cardiovascular disease: structural markers. Circulation 2004, 109: IV22-30.
41. Enderle M.D., Schroeder S., Ossen R. et al.: Comparison of peripheral endothelial dysfunction and intimal media thickness in patients
with suspected coronary artery disease. Heart 1998, 80: 349-354. 42. Juonala M., Viikari J.S., Laitinen T. et al.: Interrelations between
brachial endothelial function and carotid intima-media thickness in young adults: the cardiovascular risk in young Finns study. Circulation
2004, 110: 2918-2923.
19
dr n. med. Joanna Sulicka-Grodzicka, prof. dr hab. n. med. Andrzej Surdacki
CZYNNIKI RYZYKA CHORÓB UKŁADU
KRĄŻENIA U MŁODYCH PACJENTÓW PO LECZENIU CHOROBY
NOWOTWOROWEJ W DZIECIŃSTWIE
CARDIOVASCULAR RISK FACTORS IN YOUNG CHILDHOOD CANCER
SURVIVORS
Streszczenie
Abstract
Postępy w onkologii pediatrycznej spowodowały znaczący wzrost liczby dorosłych, którzy
w dzieciństwie byli leczeni z powodu choroby nowotworowej. Pięcioletnia przeżywalność u dzieci,
które w latach 1996–2003 zachorowały na ostrą
białaczkę limfoblastyczną, wynosi średnio 87%
w porównaniu z 57% w latach 70. XX wieku. Liczbę dorosłych leczonych w dzieciństwie z powodu choroby nowotworowej szacuje się w Stanach
Zjednoczonych na 420 000. Niekorzystne zdarzenia sercowo-naczyniowe związane ze stosowaniem
antracyklin i radioterapii śródpiersia są główną
przyczyną śmiertelności niezwiązanej z chorobami
nowotworowymi w tej grupie pacjentów. Stwierdza
się u nich także większą częstość występowania
klasycznych czynników ryzyka sercowo-naczyniowego. Ryzyko zgonów z powodu chorób układu krążenia jest u nich kilkakrotnie wyższe w porównaniu z populacją ogólną w tym samym wieku,
także w odległym czasie po zakończeniu terapii
nowotworu. Prewencja powikłań wynikających
z kardiotoksyczności leczenia u tych pacjentów jest
konieczna w celu poprawy odległego rokowania.
Słowa kluczowe: kardiotoksyczność, antracykliny, radioterapia, późne powikłania,
czynniki ryzyka sercowo-naczyniowego
Progress in the childhood cancer treatment
has resulted in the significant number of adults
who are cancer survivors. A 5-year survival rate
for children treated for acute lymphoblastic leukemia between 1996–2003 increased to around 87%
compared to 57% in the seventies of the twentieth
century. The estimated number of childhood cancer survivors in the United States is 420 000. The
leading cause of non-cancer mortality in adult patients treated for childhood malignancy are adverse
cardiovascular events largely related to anthracycline and chest radiation exposure. Survivors have
an increased frequency of traditional cardiovascular risk factors as well. The risk of cardiovascular
death is several times higher with the reference to
healthy population, even long term after finishing
treatment. Prevention is required to improve longterm prognosis.
Key words: cardiotoxicity, anthracyclines, radiotherapy, late effects, cardiovascular
risk factors
Wstęp
nia ze strony układu sercowo-naczyniowego [1].
Wśród nowotworów związanych z najwyższym
ryzykiem późnych powikłań znajdują się: nowotwory kości, ośrodkowego układu nerwowego,
chłoniaki ziarnicze oraz ostre białaczki. Do powikłań późnych zaliczane są objawy, które pojawiły
się lub utrzymują się po 5 latach od zakończenia
Osoby wyleczone z choroby nowotworowej są narażone na zwiększone ryzyko późnych
powikłań związanych z chorobą i ze stosowanym
leczeniem onkologicznym. Należą do nich przede
wszystkim inne nowotwory, zaburzenia endokrynologiczne i neurologiczne, ale także powikła-
20
leczenia. Szacuje się, że u ponad 60% pacjentów
wystąpi przynajmniej jedno późne powikłanie leczenia, a u ponad 40% pacjentów nawet po 30 latach od zakończenia leczenia mogą się pojawić
ciężkie powikłania zagrażające życiu [2]. Wyższa
śmiertelność w tej grupie chorych wynika najczęściej z nawrotu nowotworu i występowania wtórnych nowotworów. Należy podkreślić, że jedną
z najczęstszych przyczyn śmierci niezwiązanej
z nowotworami wśród osób dorosłych leczonych
w dzieciństwie z powodu choroby nowotworowej
są powikłania sercowo-naczyniowe [3]. Ryzyko
zgonów związanych z chorobami układu krążenia
jest ponad 8–10-krotnie większe w porównaniu
z populacją ogólną w tym samym wieku, nawet po
25 latach od zakończenia terapii nowotworu [4, 5].
Najwięcej danych dotyczących powikłań
u osób leczonych w dzieciństwie z powodu nowotworów pochodzi z Childhood Cancer Survivor
Study (CCSS). Ten amerykański rejestr jest obserwacyjnym badaniem wieloośrodkowym prowadzonym w grupie ponad 14 000 osób, które przed
21. r.ż. w latach 1970–1986 były leczone z powodu
choroby nowotworowej (m.in. nowotworów mózgu, białaczek, chłoniaków, guzów kości) i przeżyły
co najmniej 5 lat od zakończenia terapii. W trakcie wieloletniej obserwacji częściej w porównaniu
z rodzeństwem występowały u nich: niewydolność
serca (HR 5,9; 95% CI: 3,4–9,6), zawał serca (HR
5,0; 95% CI: 2,3–10,4), choroby osierdzia (HR
6,3; 95% CI: 3,3–11,9) oraz wady zastawkowe
(HR 4,8; 95% CI: 3,0–7,6) [6]. Częstość występowania ciężkich i zagrażających życiu zdarzeń
u pacjentów poddanych leczeniu choroby nowotworowej w dzieciństwie jest istotnie większa niż
u ich zdrowego rodzeństwa (53,5% vs 19,8%) do
wieku 50 lat. Ryzyko jest większe u osób powyżej
35. r.ż. w porównaniu z pacjentami pomiędzy 20.
a 34. r.ż. [7].
Najczęstsze powikłania terapii dotyczące
układu sercowo-naczyniowego to: kardiomiopatia
rozstrzeniowa i restrykcyjna, zapalenie osierdzia,
niewydolność serca, wady zastawkowe, zaburzenia
rytmu serca i przedwczesna choroba niedokrwienna serca. Powikłania spowodowane są najczęściej
stosowaniem w leczeniu antracyklin oraz radioterapią okolicy szyi i śródpiersia.
Powikłania sercowo-naczyniowe związane
ze stosowanym leczeniem onkologicznym
Antracykliny są wykorzystywane w wielu schematach chemioterapii nowotworów wieku
dziecięcego. Niestety ich stosowanie wiąże się
z kardiotoksycznością, która jest istotnym późnym
powikłaniem u dorosłych leczonych w dzieciństwie. W metaanalizie badań porównujących chemioterapię z użyciem antracyklin z leczeniem bez
ich zastosowania stwierdzono istotnie zwiększone
ryzyko uszkodzenia mięśnia sercowego (OR 5,43;
95% CI: 2,34–12,62) [8]. Przewlekła kardiotoksyczność antracyklin związana jest przede wszystkim z występowaniem kardiomiopatii, manifestującej się początkowo jako asymptomatyczna
dysfunkcja rozkurczowa lub skurczowa lewej komory, u dzieci występująca z częstością 18–57%
[9, 10], która z czasem może ulec progresji do objawowej niewydolności serca. Niektórzy autorzy
sugerują związek wystąpienia ostrego uszkodzenia
mięśnia sercowego (do dwóch tygodni od zakończenia leczenia) z ryzykiem wystąpienia i z ciężkością późnej dysfunkcji lewej komory [11].
Ryzyko kardiotoksyczności zależy od kumulacyjnej dawki antracyklin, płci, wieku i czasu
od zakończenia leczenia. Jest większe u młodszych
dzieci i u kobiet [12], wzrasta wraz z upływem
czasu od zakończenia leczenia oraz przy kumulacyjnej dawce antracyklin powyżej 250–300 mg/m2
[13, 14]. Jednak nawet małe dawki kumulacyjne
antracyklin mogą prowadzić do subklinicznych
zaburzeń struktury lewej komory. W grupie pacjentów, którzy otrzymali antracykliny w dawce
< 100 mg/m2 zaobserwowano redukcję grubości
tylnej ściany lewej komory [15], co może się przyczynić do wystąpienia u tych pacjentów niewydolności serca w odległym czasie od zakończenia leczenia. U 38% dzieci będących w obserwacji przez
10 i więcej lat stwierdzono pogorszenie parametrów echokardiograficznych w porównaniu z 18%
w grupie będącej w obserwacji poniżej 10 lat [12].
Lipshultz i wsp. [16] w grupie 115 dzieci, które
zakończyły leczenie ostrej białaczki limfoblastycznej (ALL, acute lymphoblastic leukemia) 1–15
lat wcześniej (mediana 6,5 roku), zaobserwowali
wzrost końcowoskurczowego napięcia ściany lewej komory lub zaburzenia kurczliwości aż u 57%
pacjentów. Kumulacyjna dawka antracyklin i wiek
poniżej 4 lat w trakcie leczenia były w tym badaniu najsilniejszymi czynnikami predykcyjnymi wystąpienia powyższych zaburzeń. Podobne
zależności zaobserwowali Sorensen i wsp. [17]
w grupie 184 pacjentów po zakończeniu leczenia
ALL i guza Wilmsa. Kardiotoksyczność dotyczy
nawet do 20% osób 15–20 lat po zakończeniu leczenia choroby nowotworowej [10]. W opublikowanej niedawno analizie pacjentów z badania
CCSS stwierdzono występowanie niewydolności serca u 2,8% osób przed 40. r.ż. z wywiadem
choroby nowotworowej w dzieciństwie, w porównaniu z 0,3% w grupie kontrolnej zdrowego ro-
21
dzeństwa. Na podstawie płci, wieku w momencie
diagnozy, dawki kumulacyjnej antracyklin i dawki
zastosowanej w radioterapii śródpiersia stworzony
został model oceny ryzyka wystąpienia niewydolności serca przed 40. r.ż. (CCSS-CHF, Childhood
Cancer Survivor Study – Congestive Heart Failure). Ryzyko oceniane jest jako niskie (0,5%),
umiarkowane (2,4%) i wysokie (11,7%). W modelu tym nie zostały jednak uwzględnione klasyczne
czynniki ryzyka sercowo-naczyniowego, co ogranicza jego zastosowanie jedynie do grupy młodych
pacjentów, u których odgrywają one mniejszą rolę
(< 30. r.ż.) [18]. Doniesienia z ostatnich lat wskazują na wpływ polimorfizmu genów (m.in. CBR3,
NQO1) na podatność na wystąpienie kardiotoksyczności indukowanej antracyklinami [19], co
może tłumaczyć różnice w częstości powikłań obserwowanych w różnych grupach chorych.
Niekorzystne działanie antracyklin wynika
z uszkodzenia miocytów prawdopodobnie poprzez
zwiększoną produkcję wolnych rodników i zwiększenie stresu oksydacyjnego przy jednoczesnym
zmniejszeniu poziomu endogennych enzymów
antyoksydacyjnych, takich jak peroksydaza glutationowa, co prowadzi do apoptozy kardiomiocytów. Ponadto antracykliny wpływają bezpośrednio
na metabolizm żelaza, co prowadzi do jego akumulacji w kardiomiocytach [20]. Deksrazoksan,
wiążąc żelazo, wpływa hamująco na produkcję
wolnych rodników i może zapobiegać uszkodzeniu
mięśnia sercowego przez antracykliny [21].
Kardiotoksyczność spowodowana przez antracykliny jest nieodwracalna i zależna, jak wspomniano powyżej, od dawki kumulacyjnej. To tzw.
kardiotoksyczność typu I, związana z produkcją
wolnych rodników, która prowadzi do apoptozy
miocytów. Obecnie uważa się, że w mechanizmie
kardiotoksyczności doksorubicyny istotną rolę odgrywa także topoizomeraza 2 (Top2). Podjednostka Top2α ulega wysokiej ekspresji w komórkach
o dużej aktywności proliferacyjnej, m.in. w komórkach nowotworowych. W mięśniu sercowym
przeważa natomiast ekspresja podjednostki Top2β,
która prawdopodobnie jest odpowiedzialna za kardiotoksyczność związaną z doksorubicyną [22].
Do innych leków kardiotoksycznych stosowanych w chemioterapii należą: antymetabolity (metotreksat, arabinozyd cytozyny), alkaloidy
(winkrystyna), asparaginaza i leki alkilujące (cyklofosfamid). Leki te zdecydowanie rzadziej prowadzą do powikłań w układzie sercowo-naczyniowym, które, jeśli wystąpią, mają nagły przebieg.
Cyklofosfamid może incydentalnie prowadzić do
wystąpienia niewydolności serca i zapalenia mięśnia sercowego, zwykle w ciągu pierwszych dwóch
22
tygodni po leczeniu [23]. Do rzadkich powikłań
leczenia arabinozydem cytozyny należy zapalenie osierdzia [24]. Istnieją pojedyncze doniesienia
dotyczące wystąpienia zawału mięśnia sercowego
i zaburzeń rytmu serca związanych ze stosowaniem
metotreksatu [25] oraz winkrystyny [26] i asparaginazy [25], jednakże nie potwierdzono ich związku z późnymi powikłaniami kardiotoksycznymi.
Kardiotoksyczność radioterapii wiąże się
przede wszystkim z napromienianiem okolicy śródpiersia. Manifestuje się występowaniem zapalenia osierdzia, kardiomiopatii, wad zastawkowych,
szczególnie dotyczących zastawki mitralnej i aortalnej, choroby niedokrwiennej serca i zaburzeń
w układzie przewodzącym. Czynniki ryzyka wystąpienia powikłań to przede wszystkim: wyższa
dawka promieniowania, dłuższy czas od radioterapii, płeć żeńska i młodszy wiek w trakcie ekspozycji. Swerdlow i wsp. stwierdzili zwiększony
współczynnik śmiertelności u pacjentów poddanych chemioterapii z zastosowaniem antracyklin
oraz nadprzeponowej radioterapii w porównaniu
z populacją generalną (2,3; 95% CI: 0,9–4,8) [27].
Prawdopodobny mechanizm uszkodzenia naczyń
przez promieniowanie jonizujące jest związany
z tworzeniem wolnych rodników, prowadzącym
do uszkodzenia śródbłonka i zapalenia sprzyjających miażdżycy. Wysokie dawki promieniowania
stosowane w radioterapii okolicy szyi mogą z kolei prowadzić do przedwczesnej miażdżycy tętnic
szyjnych i udarów mózgu. U pacjentów poddanych radioterapii ośrodkowego układu nerwowego
w trakcie leczenia białaczki, w tym u ponad 4300
dzieci z ostrą białaczką limfoblastyczną, stwierdzono większe ryzyko wystąpienia udaru mózgu
w porównaniu z ich zdrowym rodzeństwem (RR
5,9; 95% CI: 2,6–13,4). Ryzyko to było zależne
od dawki promieniowania i wzrastało przy dawce powyżej 30 Gy [28]. U pacjentów poddanych
napromienianiu ośrodkowego układu nerwowego
stwierdzono mniejszą masę i mniejszy wymiar
końcoworozkurczowy lewej komory, co prawdopodobnie związane jest m.in. z niskim poziomem
hormonu wzrostu [29]. Kardiotoksyczność radioterapii prowadzi do zaburzeń funkcji lewej komory
o typie restrykcji, a zaburzenia czynności rozkurczowej oraz towarzyszące zmniejszenie wymiarów
komory mogą się przyczyniać do zmniejszenia
napełniania lewej komory. Czynniki ryzyka kardiotoksyczności radioterapii oraz patomechanizm
i konsekwencje kliniczne popromiennego uszkodzenia mięśnia sercowego (RIHD, radiation-induced heart disease) w leczeniu wybranych nowotworów u dzieci i dorosłych zostały podsumowane
w tabelach 1 i 2.
Tabela 1. Patomechanizm i konsekwencje kliniczne popromiennego uszkodzenia serca.
Uszkodzenie śródbłonka
dużych tętnic wieńcowych
Przyspieszony rozwój miażdżycy
• objawy choroby wieńcowej po 10–20 latach
• częściej bezbólowy przebieg zawału
• częstsze powikłania miejscowe przy zabiegach rewaskularyzacji
Uszkodzenie śródbłonka
naczyń wieńcowych
mniejszego kalibru
Niedotlenienie mięśnia sercowego, włóknienie śródmiąższowe
• dysfunkcja rozkurczowa i kardiomiopatia restrykcyjna (objawy po wielu latach),
następnie postępujący spadek frakcji wyrzutowej
• zaburzenia przewodnictwa AV wczesne (zwykle przemijające) i odległe (trwałe)
Uszkodzenie osierdzia
(najczęściej) i zastawek
Zapalenie osierdzia
• ostre zapalenie w trakcie radioterapii i do roku po jej ukończeniu, zwykle po 6–12
miesiącach; płyn z wysoką zawartością białka, czasem krwisty
• w późniejszym okresie zaciskające zapalenie osierdzia (zwykle po 5–10 latach)
Uszkodzenie zastawek
• zwłóknienie płatków zastawek, najczęściej z niewielkim zaawansowaniem wady
Tabela 2. Czynniki ryzyka kardiotoksyczności radioterapii.
Dawka promieniowania
Łączna dawka > 30–35 Gy
Pojedyncza dawka > 2 Gy
Napromieniana objętość
serca
Choroba Hodgkina – względne ryzyko zgonu z przyczyn krążeniowych: 2–7
Lewostronny rak piersi – względne ryzyko zgonu z przyczyn krążeniowych: 1,1–1,5
Towarzysząca kardiotoksyczna chemioterapia
Antracykliny
Trastuzumab
Ekspozycja na promieniowanie w młodym wieku
Długi czas od ekspozycji
Stosowanie starszych technik napromieniania
Klasyczne czynniki ryzyka sercowo-naczyniowego
Potencjalne mechanizmy rozwoju miażdżycy
Dysfunkcja śródbłonka – zależna w znacznej mierze od spadku biodostępności tlenku azotu,
endogennego mediatora przeciwmiażdżycowego –
prowadzi do aktywacji śródbłonka pod wpływem
klasycznych czynników ryzyka sercowo-naczyniowego bądź innych czynników uszkadzających. Aktywacja śródbłonka przebiega m.in. ze wzrostem
śródkomórkowej generacji reaktywnych form tlenu, zwiększoną ekspresją chemokin, cytokin, molekuł adhezyjnych oraz wzmożonymi interakcjami
endotelium z krążącymi komórkami układu immunologicznego, monocytami i limfocytami [30, 31].
Mechanizm uszkadzającego działania antracyklin
na śródbłonek nie jest wyjaśniony. W badaniach
in vitro doksorubicyna powoduje uszkodzenie
śródbłonka w mechanizmie nasilenia produkcji
wolnych rodników i hamowania enzymów GAPDH i G6PDH, które prowadzą do spadku ATP
i wzrostu przepuszczalności śródbłonka [32].
Uszkodzenie komórek śródbłonka w mechanizmie
apoptozy po adriamycynie przebiega z aktywacją
kaspazy, prawdopodobnie bez udziału Fas/FasL,
zarówno w badaniach in vitro, jak i in vivo stwier-
dzono zwiększoną ekspresję genów związanych
z apoptozą [33]. W grupie 277 pacjentów (średnia
wieku 28 lat) wyleczonych z choroby nowotworowej, w grupie leczonej radioterapią, po 18 latach
od zakończenia leczenia stwierdzono zwiększoną grubość kompleksu intima–media (IMT, intima–media thickness) w porównaniu z ich zdrowym rodzeństwem, bez istotnych różnic w zakresie rozszerzalności tętnicy uwarunkowanej przepływem (FMD, flow-mediated dilatation) [34].
W innym badaniu u młodych osób z wywiadem
ostrej białaczki limfoblastycznej po zakończeniu
leczenia stwierdzono zaburzoną reaktywność tętnicy ramiennej w porównaniu z osobami zdrowymi
(zarówno u osób poddanych samej chemioterapii,
jak i chemio- i radioterapii, średnio 24,6 roku po
zakończeniu leczenia [35]). Pacjenci badani 10 lat
po wyleczeniu ostrej białaczki limfoblastycznej
mieli w porównaniu z grupą kontrolną wyższy poziom asymetrycznej dwumetyloargininy (ADMA,
asymmetric dimethylarginine) przy niezmienionej wartości FMD, co może odzwierciedlać bardzo wczesny etap zaburzeń dotyczących funkcji
śródbłonka i prawdopodobnie w odległym czasie
23
potencjalnie prowadzić do pełnego obrazu dysfunkcji śródbłonka [36].
ADMA jest markerem biochemicznym
dysfunkcji śródbłonka [37]. Wykazano dodatnią korelację poziomu ADMA z grubością IMT
[38, 39] oraz przeciwną zależność z FMD [40].
Stres oksydacyjny powoduje spadek aktywności
dwumetyloaminohydrolazy dwumetyloargininy
(DDAH, dimethylarginine dimethylaminohydrolase), enzymu odpowiedzialnego za degradację około 80% ADMA, i tym samym zwiększa poziom
ADMA. ADMA prawdopodobnie ponadto hamuje
mobilizację ze szpiku kostnego i aktywność komórek progenitorowych śródbłonka, biorących
udział m.in. w tworzeniu nowych naczyń oraz
w procesie naprawy śródbłonka. Mobilizacja komórek progenitorowych ze szpiku może być zaburzona przy zmniejszonej dostępności tlenku azotu
towarzyszącej czynnikom ryzyka sercowo-naczyniowego [41]. ADMA jest niezależnym czynnikiem ryzyka niekorzystnych zdarzeń sercowo-naczyniowych [42]. Mocnych argumentów na rzecz
tej tezy dostarczyły wyniki badań obejmujących
duże grupy pacjentów z chorobą wieńcową: Ludwigshafen Risk and Cardiovascular Health Study
(LURIC) (n = 3229) [43] oraz AtheroGene Study (n = 1874) [44]. Również analiza losów 3320
potomków osób uczestniczących w pierwotnym
badaniu Framingham (w blisko 90% bez wykładników klinicznych choroby układu krążenia na tle
miażdżycowym w warunkach wyjściowych) wykazała istotny związek wyższego stężenia ADMA
z całkowitym ryzykiem zgonu podczas średnio
11-letniej obserwacji w grupie bez cukrzycy [45].
U pacjentów z wywiadem ostrej białaczki
limfoblastycznej obserwowano także zwiększoną ekspresję cząsteczek adhezyjnych VCAM-1
(vascular cell adhesion molecule-1; naczyniowa
cząsteczka adhezji komórkowej typu 1) i E-selektyny oraz wyższy o około 50% odsetek monocytów pośrednich w porównaniu z grupą kontrolną.
Ponadto odsetek monocytów pośrednich w grupie
badanej korelował pozytywnie z czasem trwania
leczenia, co potencjalnie może wskazywać na
odległą toksyczność chemioterapii przejawiającą się obecnością przewlekłego stanu zapalnego
o umiarkowanym nasileniu [46]. Monocyty pośrednie cechują się wyższą ekspresją integryny
VLA-4 oraz β2-integryny niż monocyty klasyczne,
co świadczy o ich wyższym stopniu zróżnicowania oraz dużej zdolności do migracji monocytów
przez endotelium [47]. Rogacev i wsp. w analizie grupy ponad 560 osób bez objawowej choroby układu sercowo-naczyniowego stwierdzili, że
łączna ilość monocytów klasycznych i pośrednich
24
korelowała z BMI, wiekiem, średnim ciśnieniem
tętniczym oraz całkowitym poziomem cholesterolu [48].
Rola tradycyjnych czynników ryzyka
sercowo-naczyniowego
Niektóre leki i radioterapia stosowane
w leczeniu nowotworów wieku dziecięcego związane są ze wzrostem ryzyka wystąpienia klasycznych czynników ryzyka chorób układu krążenia.
Radioterapia, cisplatyna i cyklofosfamid związane są z nieco większym ryzykiem wystąpienia
nadciśnienia tętniczego u pacjentów wyleczonych z choroby nowotworowej, jednak jedynie
BMI ≥ 35 kg/m2 okazał się mieć istotny wpływ
na wystąpienie nadciśnienia (OR 3,95; 95% CI:
1,7–9,1) [49]. Ryzyko wystąpienia cukrzycy jest
zwiększone w grupie poddanej radioterapii (1,8
razy w porównaniu ze zdrowym rodzeństwem),
niezależnie od wskaźnika masy ciała czy aktywności fizycznej [50]. Do czynników ryzyka wystąpienia zespołu metabolicznego u osób z wywiadem nowotworowym należą: płeć żeńska [51],
napromienianie ośrodkowego układu nerwowego [51, 52] i leczenie glikokortykosteroidami.
Uszkodzenie osi podwzgórzowo-przysadkowej
wskutek radioterapii prowadzące do niedoboru
hormonu wzrostu i w konsekwencji do zaburzeń
metabolicznych jest najczęstszą przyczyną występowania otyłości centralnej, hiperinsulinemii
czy zaburzeń lipidowych w tej grupie pacjentów
[51, 52]. Niedobór hormonu wzrostu stwierdza się
także, chociaż rzadziej, u osób po chemioterapii,
bez ekspozycji ośrodkowego układu nerwowego na promieniowanie jonizujące [53]. U 60%
pacjentów biorących udział we wspomnianym
badaniu CCSS, którzy byli leczeni radioterapią
z powodu ALL, stwierdzono przynajmniej dwie
składowe zespołu metabolicznego w porównaniu
z 20% osób, u których nie stosowano radioterapii
ośrodkowego układu nerwowego [54]. W analizie
uczestników badania CCSS stwierdzono wzrost
ryzyka wystąpienia otyłości u pacjentów w porównaniu z ich zdrowym rodzeństwem (OR 2,6
dla kobiet i 1,9 dla mężczyzn) [51]. Withycombe
i wsp. [55] w grupie 1638 dzieci leczonych z powodu ALL, w latach 1996–2002 zaobserwowali
wzrost częstości występowania otyłości po zakończeniu leczenia w stosunku do początku terapii
(odpowiednio 23% i 14%). Poza wymienionymi
czynnikami ryzyka wystąpienia zespołu metabolicznego w tej grupie zwraca się uwagę na mniejszą aktywność fizyczną związaną z powikłaniami
w zakresie układu ruchu i układu nerwowego [56].
Zaobserwowano także, że większość (> 70%) pacjentów w amerykańskim badaniu St. Jude Lifetime Cohort Study nie stosowała się do zaleceń dietetycznych [57].
U osób z wywiadem choroby nowotworowej w dzieciństwie ryzyko chorób układu krążenia jest więc wyższe niż w populacji generalnej,
ponieważ do ryzyka wystąpienia nadciśnienia, cukrzycy, otyłości, dyslipidemii związanego z predyspozycją genetyczną czy stylem życia dochodzi
ryzyko związane z zastosowaną chemioterapią
i radioterapią. W grupie ponad 10 000 uczestników badania CCSS (mediana wieku: 33,7 roku)
po 25 latach od zakończenia leczenia stwierdzono
przynajmniej dwa czynniki ryzyka u 10,3% pacjentów i u 7,9% rodzeństwa. W 50. r.ż. częstość
nadciśnienia i dyslipidemii była istotnie wyższa
u osób z wywiadem choroby nowotworowej (odpowiednio 40,2% vs 25,5% oraz 23% vs 13,6%).
Obecność nadciśnienia u osób leczonych antracyklinami i radioterapią istotnie zwiększała ryzyko
wystąpienia wszystkich ciężkich zdarzeń sercowo-naczyniowych, natomiast ryzyko wystąpienia
poszczególnych zdarzeń wzrastało wraz ze wzrostem liczby poszczególnych klasycznych czynników ryzyka. Ryzyko wystąpienia niewydolności
serca, choroby niedokrwiennej serca i wad zastawkowych u pacjentów poddanych radioterapii
śródpiersia było największe u osób, u których jednym z czynników ryzyka było nadciśnienie tętnicze [58]. Lipshultz i wsp. stwierdzili, że nawet
u pacjentów, u których nie stosowano w leczeniu
antracyklin i radioterapii śródpiersia, występują
częściej niż u ich zdrowego rodzeństwa niektóre
tradycyjne czynniki ryzyka, takie jak: nadwaga
i otyłość, hiperinsulinemia i dyslipidemia [59].
Podsumowanie
Wczesna identyfikacja i leczenie nadciśnienia, cukrzycy, otyłości czy zaburzeń lipidowych
u pacjentów z ryzykiem związanym ze stosowanym leczeniem onkologicznym w dzieciństwie
mogą zmniejszyć u nich ryzyko przedwczesnych
chorób układu krążenia. Badania przesiewowe
w kierunku dysfunkcji mięśnia sercowego mogą
się przyczynić do wykrycia zmian subklinicznych
przed progresją do objawowej niewydolności serca.
W ramach prewencji pierwotnej istotne znaczenie
wydają się mieć redukcja dawki kumulacyjnej antracyklin [60] oraz stosowanie deksrazoksanu [61].
Wyniki ostatnio opublikowanej analizy badania
CCSS w grupie chorych standardowego ryzyka leczonych zgodnie z aktualnymi schematami terapii
ostrej białaczki limfoblastycznej wskazują na niską
częstość odległych powikłań w ponad osiemnastoletniej obserwacji [62], co wskazuje na skuteczność
prewencji pierwotnej mającej na celu ograniczenie
kardiotoksyczności leczenia nowotworów.
Podziękowania
Praca została sfinansowana ze środków
Narodowego Centrum Nauki (DEC-2012/-7/N/
NZ5/0080).
dr n. med. Joanna Sulicka-Grodzicka
Zakład Reumatologii i Balneologii, Uniwersytet
Jagielloński, Collegium Medicum
31-531 Kraków, ul. Śniadeckich 16
Piśmiennictwo
1. Pui C.H., Cheng C., Leung W. et al.: Extended follow-up of long-term survivors of childhood acute lymphoblastic leukemia. N. Engl.
J. Med. 2003, 349: 640-649. 2. Oeffinger K.C., Mertens A.C., Sklar C.A. et al.: Chronic health conditions in adult survivors of childhood
cancer. N. Engl. J. Med. 2006, 355: 1572-1582. 3. Mertens A.C., Liu Q., Neglia J.P. et al.: Cause-specific late mortality among 5-year survivors of childhood cancer: the Childhood Cancer Survivor Study. J. Natl. Cancer Inst. 2008, 100: 1368-1379. 4. Moller T.R., Garwicz S.,
Barlow L. et al.: Decreasing late mortality among five-year survivors of cancer in childhood and adolescence: a population-based study in
the Nordic countries. J. Clin. Oncol. 2001, 19: 3173-3181.
5. Mertens A.C., Yasui Y., Neglia J.P. et al.: Late mortality experience in five-year survivors of childhood and adolescent cancer: the
Childhood Cancer Survivor Study. J. Clin. Oncol. 2001, 19: 3163-3172. 6. Mulrooney D.A., Yeazel M.W., Kawashima T. et al.: Cardiac
outcomes in a cohort of adult survivors of childhood and adolescent cancer: retrospective analysis of the Childhood Cancer Survivor Study
cohort. BMJ 2009, 339: b4606. 7. Armstrong G.T., Kawashima T., Leisenring W. et al.: Aging and risk of severe, disabling, life-threatening
and fatal events in childhood cancer survivor study. J. Clin. Oncol. 2014, 32: 1218-1227. 8. Smith L.A., Cormelius V.R., Plummer C.J. et
al.: Cardiotoxicity of anthracycline agents for the treatment of cancer: systematic review and meta-analysis of randomised controlled trials.
25
BMC Cancer 2010, 10: 337. 9. van der Pal H.J., van Dalen E.C., Hauptmann M. et al.: Cardiac function in 5-year survivors of childhood
cancer: a long-term follow-up study. Arch. Intern. Med. 2010, 170(14): 1247-1255.
10. Lipshultz S.E., Lipsitz S.R., Sallan S.E. et al.: Chronic progressive cardiac dysfunction years after doxorubicin therapy for childhood acute
lymphoblastic leukemia. J. Clin. Oncol. 2005, 23(12): 2629-2636. 11. Cardinale D., Sandri M.T., Martinoni A. et al.: Left ventricular dysfunction predicted by early troponin I release after high-dose chemotherapy. J. Am. Coll. Cardiol. 2000, 36(2): 517-522. 12. Lipshultz S.E.,
Lipsitz S.R., Mone S. et al.: Female gender and higher drug dose as risk factors for late cardiotoxic effects of doxorubicin therapy for childhood cancer. N. Engl. J. Med. 1995, 332: 1738-1743. 13. Hudson M., Rai S.N., Nunez C. et al.: Noninvasive evaluation of late anthracyclines
cardiac toxicity in childhood cancer survivors. J. Clin. Oncol. 2007, 25: 3635-3643. 14. van Dalen E.C., van der Pal H.J., Kok W.E. et al.:
Clinical heart failure in a cohort of children treayed with anthracyclines: A long term follow-up study. Eur. J. Cancer 2006, 42: 3191-3198.
15. Leger K., Slone T., Lemler M. et al.: Subclinical cardiotoxicity in childhood cancer survivors exposed to very low dose anthracyclin
therapy. Pediatr. Blood Cancer. 2015, 62: 123-127. 16. Lipshultz S.E., Colan S.D., Gelber R.D. et al.: Late effects of doxorubicin therapy
for acute lymphoblastic leukemia in childhood. N. Engl. J. Med. 1991, 324: 808-815. 17. Sorensen K., Levitt G.A., Bull C. et al.: Late anthracycline cardiotoxicity after childhood cancer. Cancer 2003, 97(8): 1991-1998. 18. Chow E.J., Chen Y., Kremer L.C. et al.: Individual
prediction of heart failure among childhood cancer survivors. J. Clin. Oncol. 2015, 33: 394-402. 19. Blanco J.G., Leisenring W.M., Gonzalez-Covarrubias V.M. et al.: Genetic polymorphisms in the carbonyl reductase 3 gene CBR3 and the NADPH: Quinone oxidoreductase 1
gene NQO1 in patients who developed anthracycline-related congestive heart failure after childhood cancer. Cancer 2008, 112: 2789-2795.
20. Cascales A., Sánchez-Vega B., Navarro N. et al.: Clinical and genetic determinants of anthracycline-induced cardiac iron accumulation.
Int. J. Cardiol. 2012, 154: 282-286. 21. Seifert C.F., Nesser M.E., Thompson D.F.: Dexrazoxane in the prevention of doxorubicin-induced
cardiotoxicity. Ann. Pharmacother. 1994, 28(9): 1063-1072. 22. Lyu Y.L., Kerrigan J.E., Lin C.P. et al.: Topoisomerase II beta mediated
DNA double-strand breaks; implications in doxorubicin toxicity and prevention by dexrazoxane. Cancer Res. 2007, 67(18): 8839-8846.
23. Pai V.B., Nahata M.C.: Cardiotoxicity of chemiotherapeutic agents: incidence, treatment and prevention. Drug Safety 2000, 22(4):
263-302. 24. Hermans C., Straetmans N., Michaux J.L. et al.: Pericarditis induced by high-dose cytosine arabinoside chemotherapy. Ann.
Hematol. 1997, 75(1-2): 55-57.
25. Perez-Verdia A., Angulo F., Hardwicke F.L. et al.: Acute cardiac toxicity associated with high-dose intravenous methotrexate therapy:
case report and review of the literature. Pharmacotherapy 2005, 25(9): 1271-1276. 26. Cargill R.I., Boyter A.C., Lipworth B.J.: Reversible
myocardial ischaemia following vincristine containing chemotherapy. Respir. Med. 1994, 88(9): 709-710. 27. Swerdlow A.J., Higgins C.D.,
Smith P. et al.: Myocardial infarction mortality risk after treatment for Hodgkin disease: a collaborative British cohort study. J. Natl. Cancer
Inst. 2007, 99(3): 206-214. 28. Bowers D.C., Liu Y., Leisenring W. et al.: Late occurring stroke among long term survivors of childhood
leukemia and brain tumors: a report from the Childhood Cancer Survivor Study. J. Clin. Oncol. 2006, 24: 5277-5282. 29. Landy D.C.,
Miller T.L., Lipsitz S.R. et al.: Cranial irradiation as an additional risk factor for anthracycline cardiotoxicity in childhood cancer survivors;
an analysis from the cardiac risk factors in Childhood Cancer Survivors Study. Pediatr. Cardiol. 2013, 34: 826-834.
30. Hansson GK.: Inflammation, atherosclerosis, and coronary artery disease. N. Engl. J. Med. 2005, 352: 1685-1695. 31. Weber C., Noels
H.: Atherosclerosis: current pathogenesis and therapeutic options. Nat. Med. 2011, 17(11): 1410-1422. 32. Wolf M.B., Baynes J.W.: The
anti-cancer drug doxorubicin causes oxidant stress induced endothelial dysfunction. Biochim. Biophys. Acta 2006, 1760(2): 267-271.
33. Wu S., Ko Y.S., Teng M.S. et al.: Adriamycin induced cardiomyocyte and andothelial cell apoptosis: in vitro and in vivo studies. J. Moll.
Cell Cardiol. 2002, 34: 1595-1607. 34. Brouwer C.A.J., Postma A., Hooimeijer L.H. et al.: Endothelial damage in long-term survivors of
childhood cancer. J. Clin. Oncol. 2013, 31: 3906-3913.
35. Dengel D.R., Ness K.K., Glasser S.P. et al.: Endothelial function in young adult survivors of childhood acute lymphoblastic leukemia.
J. Pediatr. Hematol. Oncol. 2008, 30: 20-25. 36. Sulicka J., Surdacki A., Strach M. et al.: Elevated asymmetric dimethylarginine in young
adult survivors of childhood acute lymphoblastic leukemia: a preliminary report. Dis. Markers 2012, 33(2): 69-76. 37. Böger R.H.: The
emerging role of asymmetric dimethylarginine as a novel cardiovascular risk factor. Cardiovasc. Res. 2003, 59(4): 824-833. 38. Miyazaki H., Matsuoka H., Cooke J.P. et al.: Endogenous nitric oxide synthase inhibitor: a novel marker of atherosclerosis. Circulation 1999, 99:
1141-1146. 39. Maas R., Xanthakis V., Polak J.F. et al.: Association of the endogenous nitric oxide synthase inhibitor ADMA with carotid
artery intimal media thickness in the Framingham Heart Study offspring cohort. Stroke 2009, 40: 2715-2719.
40. Juonala M., Viikari J., Alfthan G. et al.: Brachial artery flow-mediated dilation and asymmetrical dimethylarginine in the Cardiovascular
Risk in Young Finns study. Circulation 2007, 116: 1367-1373. 41. Aicher A., Heeschen C., Mildner-Rihm C. et al.: Essential role of endothelial nitric oxide synthase for mobilization of stem and progenitor cells. Nat. Med. 2003, 9: 1370-1376. 42. Böger R.H., Maas R., Schulze F. et al.: Asymmetric dimethylarginine (ADMA) as a prospective marker of cardiovascular disease and mortality: An update on patient
populations with a wide range of cardiovascular risk. Pharmacol. Res. 2009; 60: 481-487. 43. Meinitzer A., Seelhorst U., Wellnitz B. et al.:
Asymmetrical dimethylarginine independently predicts total and cardiovascular mortality in individuals with angiographic coronary artery
disease (the Ludwigshafen Risk and Cardiovascular Health Study). Clin. Chem. 2007, 53: 273-283. 44. Schnabel R., Blankenberg S., Lubos
E. et al.: Asymmetric dimethylarginine and the risk of cardiovascular events and death in patients with coronary artery disease: results from
the AtheroGene Study. Circ. Res. 2005, 97: e53-e59.
45. Böger R.H., Sullivan L.M., Schwedhelm E. et al.: Plasma asymmetric dimethylarginine and incidence of cardiovascular disease and
death in the community. Circulation 2009, 119: 1592-1600. 46. Sulicka J., Surdacki A., Mikołajczyk T. et al.: Elevated markers of inflammation and endothelial activation and increased counts of intermediate monocytes in adult survivors of childhood acute lymphoblastic
leukemia. Immunobiology 2013; 218(5): 810-816. 47. Rothe G., Gabriel H., Kovacs E. et al.: Peripheral blood mononuclear phagocyte
subpopulations as cellular markers in hypercholesterolemia. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 1996, 16: 1437-1447. 48. Rogacev K.S.,
Ulrich C., Blomer L. et al.: Monocyte heterogeneity in obesity and subclinical atherosclerosis. Eur. Heart J. 2010, 31(3): 369-376. 49. Cardous-Ubbink M.C., Geenen M.M., Schade K.J. et al.: Hypertension in long-term survivors of childhood cancer: a nested case-control study.
Eur. J. Cancer 2010, 46: 782-790.
26
50. Meacham L.R., Sklar C.A., Li S. et al.: Diabetes mellitus in long-term survivors of childhood cancer: increased risk associated with
radiation therapy – a report from the childhood cancer survivors study. Arch. Int. Med. 2009, 169: 1381-1388. 51. Oeffinger K.C., Mertens A.C., Sklar C.A. et al.: Obesity in adult survivors of childhood acute lymphoblastic leukemia: a report from Childhood Cancer Survivor
Study. J. Clin. Oncol. 2003, 21(7): 1359-1365. 52. Talvensaari K.K., Lanning M., Tapanainen P., Knip M.: Long-term survivors of childhood cancer have an increased risk of manifesting metabolic syndrome. J. Clin. Endocrinol. Metab. 1996, 81: 3051-3055. 53. Rose S.R.,
Schreiber R.E., Kearney N.S. et al.: Hypothalamic dysfunction after chemotherapy. J. Pediatr. Endocrinol. Metab. 2004, 17(1): 55-66.
54. Gurney J.G., Ness K.K., Sibley S.D. et al.: Metabolic syndrome and growth hormone deficiency in adult survivors of childhood acute
lymphoblastic leukemia. Cancer 2006, 107: 1303-1312.
55. Withycombe J.S., Post-White J.E., Meza J.L. et al.: Weight patterns in children with higher risk ALL: a report from the Children’s Oncology Group for CCG. Pediatr. Blood Cancer 2005, 45(7): 1249-1254. 56. Ness K.K., Baker K.S., Dengel D.R. et al.: Body composition,
muscle strength deficits and mobility limitations in adult survivors of childhood acute lymphoblastic leukemia. Pediatr. Blood Cancer 2007,
49(7): 975-981. 57. Smith W.A., Chenghong L., Nottage K.A. et al.: Lifestyle and metabolic syndrome in adult survivors of childhood cancer.
Cancer 2014, 120: 2742-2750. 58. Armstrong G.T., Oeffinger Y.C., Kawashima T. et al.: Modifiable risk factors and major cardiac events
among adult survivors of childhood cancer. J. Clin. Oncol. 2013, 31: 3673-3680. 59. Lipshultz S.E., Landy D.C., Lopez-Mitnik G. et al.:
Cardiovascular status of childhood cancer survivors exposed and unexposed to cardiotoxic therapy. J. Clin. Oncol. 2012, 30: 1429-1437.
60. Harake D., Franco V.I., Henkel J.M. et al.: Cardiotoxicity in childhood cancer survivors, strategies for prevention and management.
Future Cardiol. 2012, 8: 647-670. 61. Lipshultz S.E., Scully R.E., Lipsitz S.R. et al.: Assessment of dexrazoxone as a cardioprotectant in
doxorubicin treated children with high risk acute lymphoblastic leukemia: long-term follow-up of a prospective, randomized, multicenter
trial. Lancet Oncol. 2010, 11: 950-961. 62. Essig S., Li Q., Chen Y. et al.: Risk of late effects of treatment in children newly diagnosed with
standard-risk acute lymphoblastic leukaemia: a report from the Childhood Cancer Survivor Study cohort. Lancet Oncol. 2014, 15: 841-851.
27
lek. Karol Urbański, mgr Dominik Skiba, prof. dr hab. n. med. Tomasz J. Guzik
PATOFIZJOLOGIA LUDZKICH NACZYŃ
KRWIONOŚNYCH A BADANIA NA MODELACH ZWIERZĘCYCH – KLUCZ DO
SKUTECZNEJ TRANSLACJI W CHOROBACH SERCOWO-NACZYNIOWYCH
PATHOPHYSIOLOGY OF HUMAN BLOOD VESSELS AND ANIMAL MODELS
OF DISEASE – KEY TO SUCCESSFUL TRANSLATION IN CARDIOVASCULAR
MEDICINE
Streszczenie
Abstract
Choroby naczyń krwionośnych, takie jak
miażdżyca i nadciśnienie, stanowią główną przyczynę zgonów na świecie. Dlatego niezbędne
są coraz dokładniejsze badania mające na celu
zrozumienie zjawisk leżących u ich podstaw.
Dysponujemy zarówno inwazyjnymi, jak i nieinwazyjnymi metodami badania naczyń u ludzi. Te pierwsze są dokładniejsze i pozwalają
uzyskać znacznie więcej informacji, wiążą się
jednak z pobraniem tkanek od pacjenta. Dlatego
od dawna opracowywane są modele zwierzęce
chorób. Badanie tkanek zwierzęcych jest akceptowalne pod względem etycznym, a eksperymenty są bardziej powtarzalne. Ponadto możliwe są pionierskie interwencje terapeutyczne
przed ich zastosowaniem u ludzi, a przy użyciu
krótko żyjących zwierząt wyniki nie wymagają
długotrwałej obserwacji. Niestety modele zwierzęce mają też swoje wady. Przebieg chorób jest
zazwyczaj nieco odmienny u ludzi. W związku
z tym wyniki badań na zwierzętach zawsze trzeba traktować z pewną dozą ostrożności – najlepiej potwierdzając je w kilku modelach danej
jednostki chorobowej. Należy także dążyć do potwierdzenia uzyskanych wyników u ludzi.
Słowa kluczowe: funkcja śródbłonka,
miażdżyca, nadciśnienie, modele zwierzęce
Cardiovascular diseases, e.g. atherosclerosis and hypertension, are the leading cause of death
worldwide. Therefore is highly desirable to develop new methods for better understand of mechanisms underlying their development. Nowadays
at our disposal are invasive and noninvasive techniques of human vessels study. Invasive techniques
are more accurate and can give us more information but surgery is necessary to collect a sample of
tissue from a patient. Because of that animal models of diseases have been developed from ages.
Studies made on animal tissues are more ethically
accepted and experiments are more repetitive than
on human tissue. Moreover, in animals it is possible to perform pioneering therapeutic interventions
before repeating then in it on human subjected
because of shorter life span of animals pathology
develop much more rapidly. However it is vital to
remember that there are key limitations to use of
animal models related to differences in the developed of pathology between humans and animals.
According to that, is important to consider animal
studies with prudence. Good way to study disease
would be to confirm results in a few different models of the same diseases and human tissue ultimately confirm this in clinical studies and trails.
Key words: endothelial function, atherosclerosis, hypertension, animal models
Wstęp
ny materii między tkankami a krwią. Naczynia
krwionośne są jego podstawowym elementem.
W celu zachowania tych funkcji i przystosowania
do zmieniających się warunków, jakim podlega
Układ sercowo-naczyniowy jest odpowiedzialny za transport krwi oraz wymianę gazów,
substancji odżywczych i produktów przemia-
28
żywy organizm, czynność naczyń krwionośnych
jest poddawana ścisłej regulacji. Pozwala to na
utrzymanie optymalnego ciśnienia krwi i drożności naczyń, co jest niezbędne, aby dotarła ona
do wszystkich tkanek ustroju. Nie należy również
zapominać o znaczeniu naczyń dla funkcjonowania układu immunologicznego. Komórki odpornościowe krążące we krwi dzięki ekspresji cząsteczek adhezyjnych na komórkach śródbłonka
aktywnie opuszczają układ krwionośny i wędrują
do miejsca objętego stanem zapalnym.
Choroby dotykające naczyń krwionośnych,
takie jak: miażdżyca, nadciśnienie czy żylna choroba zakrzepowo-zatorowa, stanowią główną
przyczynę zgonów na świecie [1]. Dlatego niezbędne są metody badawcze pozwalające na zrozumienie patofizjologii zjawisk leżących u ich
podstaw. W tej pracy postaramy się przypomnieć
podstawowe informacje dotyczące funkcjonowania naczyń krwionośnych. Przedstawimy również
możliwości techniczne badania zjawisk w nich
zachodzących ze szczególnym uwzględnieniem
modeli zwierzęcych.
Podział i budowa naczyń
Naczynia krwionośne dzielą się na tętnice
(odprowadzające krew z serca), żyły (doprowadzające krew do serca) i naczynia włosowate. Te
ostatnie mają średnicę od 5 μm do 10 μm, całkowitą długość w organizmie ok. 100 000 km,
a powierzchnię dochodzącą do 700 m2. Ich ścianę
stanowią same komórki śródbłonka, co umożliwia
im pełnienie funkcji polegającej na intensywnej
wymianie gazów i substancji chemicznych między krwią i tkankami [2].
Prawie wszystkie naczynia krwionośne są
zbudowane z kilku warstw. Począwszy od wewnątrz, są to: śródbłonek, warstwa mięśniowa
i warstwa zewnętrzna. Śródbłonek stanowi pojedynczą warstwę komórek, która aż do lat 70.
XX w. była postrzegana jedynie jako bariera
pomiędzy krążącą krwią a ścianą naczynia [3].
Obecnie wiemy, że ta niewielka warstwa naczynia
odgrywa kolosalną rolę w jego poprawnym funkcjonowaniu. Warstwę mięśniową (media) stanowią komórki mięśniowe gładkie odpowiedzialne
za reakcje wazomotoryczne, regulujące światło
naczyń i tym samym przepływ krwi do organów
docelowych. Warstwa zewnętrzna (tzw. przydanka) zbudowana jest głównie z plecionki włókien
kolagenowych. W ich bezpośrednim sąsiedztwie
znajduje się tkanka tłuszczowa. Jeszcze do niedawna nie przypisywano jej znaczącej roli, poza
funkcją podporową. Obecnie wiemy jednak, że
tkanka tłuszczowa okołonaczyniowa jest źródłem
wielu substancji, tzw. adipokin, które znacząco
wpływają na funkcjonowanie naczyń [4]. W przydance mają swoje zakończenia również naczynioruchowe włókna nerwowe, które nie wchodzą na
teren medii (neuromediator dociera tam poprzez
dyfuzję).
Patofizjologia naczyń krwionośnych
We właściwym działaniu naczyń krwionośnych podstawową rolę odgrywa śródbłonek.
Prawidłowo funkcjonujący wydziela substancje
antyagregacyjne, regulujące napięcie mięśniówki
czy angiogenezę, oraz składowe istoty międzykomórkowej, odpowiada również za wymianę
substancji z tkankami. Wyraża się to poprzez wydzielanie m.in. takich substancji, jak: NO (tlenek
azotu), PGI2 (prostacyklina), 13-HODE (kwas
13-hydroksyoktadekadienowy) i t-PA (tkankowy aktywator plazminogenu). Głównym graczem
w wielu procesach zachodzących w naczyniu jest
tlenek azotu (NO). Przede wszystkim ma działanie
antyagregacyjne i rozszerzające naczynia krwionośne. NO, produkowany w śródbłonku przez eNOS
(śródbłonkowa syntaza tlenku azotu), dyfunduje
do mięśniówki gładkiej i tam aktywuje cyklazę
guanylową. Jest to enzym katalizujący syntezę
cyklicznego GMP (guanozynomonofosforan). Ten
zaś aktywuje kaskadę procesów prowadzących do
spadku poziomu wapnia w komórce i – co za tym
idzie – do rozkurczu mięśniówki gładkiej. Działanie antyagregacyjne związane jest z bezpośrednim
oddziaływaniem na płytki krwi. Poprzez ekspresję
na swojej powierzchni różnych białek śródbłonek
reguluje migrację leukocytów przez ścianę naczynia. W stanie prawidłowym występuje niewielka
ekspresja białek takich jak ICAM-2. W stanach
chorobowych, takich jak: miażdżyca, nadciśnienie
czy cukrzyca, dochodzi do zaburzenia wielu z tych
procesów. Stan taki określa się mianem dysfunkcji śródbłonka. Zmienia się profil wydzielanych
substancji na proagregacyjny i sprzyjający wazokonstrykcji. Dochodzi do zmniejszenia ilości NO
w naczyniu i produkcji TXA2 (tromboksan A2),
PAF (czynnik aktywujący płytki), PAI-1 (inhibitor aktywatora plazminogenu). Na powierzchni
śródbłonka pojawiają się białka adhezyjne, takie
jak: P-selektyny, E-selektyny, ICAM-1, VCAM-1,
LFA-1, co powoduje przechodzenie komórek układu odpornościowego do tkanek otaczających [5].
Ponadto strukturalne uszkodzenie warstwy komórek śródbłonka prowadzi do zetknięcia się krwi
z głębszymi warstwami naczynia. Do odsłoniętych
włókien kolagenowych przyłączają się krążące
29
multimetry czynnika von Willebranda, a następnie
płytki krwi. Rozpoczyna się płytkowa faza krzepnięcia krwi. Natomiast znajdujący się w przestrzeni podśródbłonkowej czynnik tkankowy (TF,
tissue factor) poprzez łączenie się z czynnikiem
VII kaskady krzepnięcia krwi aktywuje go i inicjuje osoczową fazę krzepnięcia. Sytuacja taka ma
przykładowo miejsce w trakcie pęknięcia blaszki
miażdżycowej i może prowadzić do ostrego zespołu wieńcowego.
W związku z centralną rolą NO w wymienionych procesach metody badawcze próbujące
określić stan naczyń krwionośnych są nakierowane
na pomiar jego biodostępności. Nie jest ona równoznaczna z bezwzględną produkcją. Zmienione
chorobowo naczynia są źródłem stresu oksydacyjnego i mogą produkować znaczne ilości wolnych
rodników tlenowych, np. wysoce reaktywny anionorodnik ponadtlenkowy (O2-·) Reaguje on z NO,
zanim ten zdąży wypełnić swoje zadania. Ponadto
w tej reakcji powstaje bardzo toksyczny nadtlenoazotyn (ONOO-) [6].
Pomiarów funkcji naczyń w oparciu o biodostępność NO możemy dokonywać w różnoraki
sposób. Większość z nich polega na określaniu zależnej od śródbłonka (czyli od NO) zdolności naczyń do rozkurczu w odpowiedzi na czynniki naczyniorozszerzające. Dostępnych jest kilka metod
nieinwazyjnych, takich jak FMD (flow-mediated
dilatation) i EndoPAT, które zostały opisane w innych pracach tego wydania „Czynników Ryzyka”.
Najbardziej rozpowszechnioną metodą pomiaru
funkcji śródbłonka w badaniach laboratoryjnych
jest pomiar rozkurczu naczynia w odpowiedzi na
acetylocholinę w łaźniach typu Organ Bath. Pobrane naczynie krwionośne po wypreparowaniu
z tkanek otaczających jest cięte na mniej więcej
2–3-milimetrowe krążki. Następnie wiesza się je
na dwóch drucikach i rozciąga do osiągnięcia od-
powiedniego napięcia. Po ustabilizowaniu napięcia traktuje się je α-mimetykiem, zazwyczaj fenylefryną. Po osiągnięciu odpowiedniego przykurczu
dodaje się acetylocholinę. Ta, działając na receptory M3 na komórkach śródbłonka, aktywuje eNOS
i uwalniając NO, prowadzi do rozkurczu naczynia.
Po wykonaniu pomiarów stopnia rozkurczu naczynia wnioskujemy o biodostępności NO.
Z oczywistych względów pomiary inwazyjne są znacznie trudniejsze do przeprowadzenia.
Wiążą się z koniecznością pobrania materiału od
pacjenta. W badaniach nad miażdżycą możliwe
jest pobranie podczas operacji pomostowania aortalno-wieńcowego nadmiarowego, niewykorzystywanego przez chirurga fragmentu tętnicy piersiowej wewnętrznej lub żyły odpiszczelowej [7],
standardowo używanych do wykonania przęsła
naczyniowego. W nielicznych pracach pomiary
przeprowadzano na naczyniach wieńcowych pobranych ze zwłok [8–10]. U pacjentów z otyłością
olbrzymią można uzyskać fragmenty naczyń z sieci większej w czasie operacji bariatrycznych [11].
Podczas badania chorób żylnych dobrym materiałem badawczym są naczynia żylakowe, usuwane
ze względów terapeutycznych [12].
Pobrane ludzkie naczynie krwionośne jest
bardzo cennym materiałem badawczym. Poza pomiarem funkcji śródbłonka może służyć oczywiście dowolnym pomiarom. Powszechnie stosuje
się pomiary produkcji wolnych rodników, izoluje
materiał genetyczny w celu określenia ekspresji
genów, dokonuje pomiarów aktywności białek,
stężeń substancji czy wreszcie barwień immunohistochemicznych.
Zwierzęcy model miażdżycy
Najczęstszą ze spotykanych chorób naczyń
krwionośnych, zaraz obok nadciśnienia tętniczego,
Rycina 1. Przykładowe pomiary napięcia krążków naczyniowych z upośledzoną (a) i prawidłową (b) funkcją śródbłonka.
A.
Phe 10-7 Phe 10-6
B.
30
Phe 10-6 Phe 3*10-6
Ach 10-9 Ach 10-8 Ach 3*10-8
Phe 6*10-6
Ach 10-7
Ach 10-6
Ach 10-5
Ach 10-9 Ach 10-8 Ach 3*10-8 Ach 10-7 Ach 3*10-7 Ach 10-6 Ach 3*10-6
jest miażdżyca. To przewlekła choroba zapalna dużych i średnich tętnic, będąca główną przyczyną
zawału serca, udaru mózgu czy choroby naczyń
obwodowych. Blaszka miażdżycowa rozwija się
przeważnie w tych tętnicach, w których występuje zaburzony przepływ krwi. U ludzi zmiany
miażdżycowe stwierdza się najczęściej w tętnicach wieńcowych, tętnicach szyjnych i naczyniach
obwodowych, takich jak tętnica biodrowa [13].
Z uwagi na specyfikę tej choroby oraz ograniczoną dostępność materiału ludzkiego do badań
za życia pacjenta, naukowcy długo poszukiwali
odpowiedniego modelu zwierzęcego, w którym
rozwój miażdżycy byłby jak najbardziej zbliżony
do tego, który jest obserwowany u ludzi. Chociaż
miażdżyca jest chorobą wieloczynnikową, jednym
z głównych czynników ryzyka zachorowania na
nią jest hipercholesterolemia. Dlatego też pierwszy model zwierzęcy, który został wykorzystany
do badania miażdżycy, opierał się na diecie bogatej
w tłuszcz i cholesterol. Opracował go w 1908 r. rosyjski naukowiec Aleksander Ignatowski, żywiący
króliki mlekiem i żółtkami jajek [14]. Od tego momentu zaczęto dość powszechnie stosować dietę
wysokocholesterolową do wywołania miażdżycy
u królików, myszy, szczurów, świnek morskich,
chomików, ptaków, psów, świń i małp. Badania te
przyczyniły się ogromnie do wzrostu wiedzy na
temat patogenezy tej choroby. Jednak mimo licznych odkryć dokonanych dzięki tym modelom
miały one wiele wad i ograniczeń.
U królików zmiany patologiczne były bogatsze w tłuszcz i makrofagi, również poziom cholesterolu w ich krwi był dużo wyższy niż u ludzi.
Zastosowanie wysokiej dawki cholesterolu było
także hepatotoksyczne, co przyczyniało się do
zwiększonej śmiertelności podczas eksperymentów. Ponadto u królików na diecie bogatej w cholesterol następował rozwój stanu zapalnego obejmujący cały organizm, czego u ludzi nie obserwujemy.
Kolejną różnicą było to, że u człowieka większość
krążącego we krwi cholesterolu transportują lipoproteiny niskiej gęstości (LDL, low-density lipoproteins), a u królików – lipoproteiny wysokiej gęstości (HDL, high-density lipoproteins) [15].
Translacja wyników badań chomików i gołębi na ludzi nie przyniosła potwierdzenia stawianych hipotez [16]. Z kolei myszy i szczury okazały się z natury odporne na rozwój miażdżycy. Aż
70% całego cholesterolu u myszy stanowi HDL,
co może być spowodowane brakiem białka odpowiedzialnego za transport lipidów (białko CETP,
cholesteryl ester transfer protein). Jednak zastosowanie diety zawierającej 15% tłuszczu i 1,25%
cholesterolu oraz kwasu cholinowego (0,5%)
przez kilka miesięcy może wywołać powstanie
nieznacznej blaszki miażdżycowej u myszy dzikiego szczepu C57BL/6J. Przydatność tego modelu okazuje się jednak ograniczona, ponieważ dieta ta jest niefizjologiczna ze względu na wysoką
zawartość cholesterolu. Ponadto powstała blaszka
miażdżycowa składa się z depozytów komórek
piankowych tworzących fatty streaks, ale nie dochodzi do kolejnych etapów rozwoju miażdżycy,
którymi są kalcyfikacja i udział tkanki włóknistej
w tworzeniu blaszki miażdżycowej [17].
Małpy i świnie wykazywały podobne objawy miażdżycy do tych obserwowanych u ludzi,
ale powszechne użycie małp do badań miażdżycy
wiąże się z etycznymi dylematami, natomiast zastosowanie świń – z wysokimi kosztami.
Podsumowując, żaden z wymienionych
modeli zwierzęcych nie nadawał się, aby uzyskać
miano złotego standardu. W związku z tym nadal
poszukiwano modelu zwierzęcego, który byłby
łatwy i tani w utrzymaniu, a poza tym charakteryzował się przebiegiem choroby zbliżonym do
tego, który występuje u człowieka [18]. Opracowano go w 1992 r. dzięki zastosowaniu nowej na
owe czasy techniki inżynierii genetycznej. Zang
i wsp. stworzyli genetycznie zmodyfikowaną mysz
pozbawioną ekspresji genu ApoE (ApoE-/-), kodującego apolipoproteinę E, będącą składnikiem
takich lipoprotein, jak: HDL, VLDL czy chylomikrony. Model ten rozwijał miażdżycę spontanicznie, bez konieczności stosowania diety bogatej w cholesterol. Co więcej, opisywane zmiany
miażdżycowe były zbliżone do tych, jakie można
zaobserwować w ludzkim organizmie. U myszy
ApoE-/- wraz z wiekiem następuje progresja blaszki miażdżycowej – od początkowego tworzenia
pasm tłuszczowych związanych z odkładaniem
komórek piankowych, poprzez migrację komórek mięśniówki gładkiej, aż do zaawansowanych
zmian patologicznych polegających na tworzeniu
rdzenia nekrotycznego i włóknistej powłoki, którym często towarzyszą ogniska zwapnienia. Dzięki
tak zbliżonej do ludzkiej patogenezy miażdżycy
u myszy ApoE-/- model ten został nazwany złotym
standardem i jest powszechnie stosowany w badaniu miażdżycy [19]. Na przestrzeni kolejnych lat
pojawiło się wiele genetycznie zmodyfikowanych
zwierząt mogących mieć zastosowanie w badaniu
miażdżycy, tj. myszy pozbawione receptora LDLR
(LDLR-/-), myszy ApoE/LDLR-/-, myszy db/db,
myszy ob/ob, szczury posiadające ekspresję receptora CETP i wiele innych. Jednak mimo to model
ApoE-/- jest stosowany najczęściej [18].
Do zbadania stopnia zaawansowania miażdżycy u myszy używa się kilku podstawowych ba-
31
dań. W celu ukazania powierzchni tętnic zajętych
przez blaszkę miażdżycową stosuje się głównie
barwienie aort barwnikiem wiążącym się z lipidami. W przypadku myszy miażdżyca rozwija się
głównie w aorcie. Zobrazowanie blaszki miażdżycowej zalegającej w tym miejscu jest stosunkowo
proste, gdyż polega na rozcięciu aorty podłużnie
i zabarwieniu jej za pomocą Oil Red O. Powierzchnia blaszki miażdżycowej jest następnie obliczana
jako procent w stosunku do powierzchni całej aorty. Drugą metodę obrazowania blaszki miażdżycowej stanowi analiza przekroju poprzecznego
przez zatokę aorty. W przekroju tym oprócz analizy powierzchni zajętej przez blaszkę miażdżycową możemy dokonać pomiaru zawartości kolagenu, komórek mięśniówki gładkiej i makrofagów
w blaszce. Jest to dość istotna informacja, gdyż na
tej podstawie możemy określić stabilność blaszki.
Badanie nadciśnienia tętniczego w modelu
zwierzęcym
Nadciśnienie tętnicze jest jednym z głównych czynników ryzyka chorób sercowo-naczyniowych. Według Seventh Report of the Joint
National Committee on Prevention, Detection,
Evaluation and Treatment of High Blood Pressure
nadciśnienie tętnicze jest definiowane powyżej
140 mmHg (skurczowe) i powyżej 90 mmHg
(rozkurczowe). To choroba wieloczynnikowa, na
którą wpływają zarówno czynniki środowisko-
we, jak i predyspozycje genetyczne. Dlatego też
powstałe modele zwierzęce, mające za zadanie
odzwierciedlić mechanizm rozwoju nadciśnienia
u człowieka, są oparte na różnych etiologiach tej
choroby. Podstawą części z nich są predyspozycje
genetyczne, inne opierają się na roli systemu renina–angiotensyna–aldosteron (RAAS), natomiast
jeszcze inne zwracają uwagę na rolę soli (NaCl)
w rozwoju nadciśnienia tętniczego. Dlatego też
doskonałym modelem byłby taki, który łączyłby
wszystkie te elementy [20].
Obecnie zwierzętami najczęściej wykorzystywanymi do badania nadciśnienia tętniczego
są szczury i myszy. Jeden z pierwszych zastosowanych modeli stanowiły szczury spontanicznie
rozwijające nadciśnienie (SHR, spontaneously
hypertensive rats). Zostały one wyselekcjonowane
i były kojarzone wsobnie w celu uzyskania osobników charakteryzujących się możliwie najwyższym
ciśnieniem tętniczym. Oprócz szczurów SHR istnieją również szczury SHRSP (stroke-prone spontaneously hypertensive rats), które wykazują dużą
podatność na wystąpienie udaru mózgu i charakteryzują się wyższym ciśnieniem tętniczym niż
SHR. Kolejnym modelem jest szczur wrażliwy na
sól (DS, Dahl salt-sensitive rat). Model ten został
wykształcony poprzez odpowiedni dobór zwierząt
charakteryzujących się dużą wrażliwością na sól,
dzięki czemu jej dodatek w diecie pozwala na indukcję nadciśnienia [21]. Oprócz genetycznych
modeli nadciśnienia tętniczego często wykorzy-
Rycina 2. Rozwój nadciśnienia u myszy pod wpływem angiotensyny II.
220
Ciśnienie tętnicze skurczowe [mmHg]
200
180
160
Kontrola
Ang II
140
120
100
-5
-2
0
2
5
7
9
12
14
Liczba dni po wszczepieniu pompy dozującej angiotensynę II
32
stuje się modele, w których wzrost ciśnienia indukowany jest poprzez częściowe zamknięcie tętnicy
nerkowej. Tę metodę stosuje się w kilku wersjach,
tj. 2K1C – dwie nerki, jeden klips na tętnicy nerkowej; 1K1C – jedna nerka jest usuwana, a na
tętnicy pozostałej znajduje się klips; 2K2C – dwie
nerki i dwa klipsy. Zastosowanie klipsu na tętnicy nerkowej ogranicza napływ krwi do nerki, co
stymuluje nerkę do produkcji reniny i angiotensyny II, a przez to przyczynia się bezpośrednio do
wzrostu ciśnienia w tętnicach [22]. Najczęściej
stosowanym modelem jest jednak DOCA-salt (octan deoksykortykosteronu). W warunkach klinicznych model ten naśladuje sytuację nadmiaru aldosteronu w organizmie. Nadciśnienie w tym modelu
jest indukowane poprzez jednostronną nefrektomię
u zwierzęcia z jednoczesnym zaaplikowaniem
soli DOCA wraz z podaniem 0,9-procentowego
roztworu chlorku sodu w wodzie do picia. Jest to
jednak model zależny od sodu. Innym modelem,
również farmakologicznie indukowanym i dość
powszechnie stosowanym, jest infuzja angiotensyny II myszy za pomocą minipompy. Przez 14 dni
zwierzę otrzymuje w sposób ciągły odpowiednią
dawkę angiotensyny, co przyczynia się do wzrostu
ciśnienia tętniczego [23]. Poniżej opisano wzrost
ciśnienia u myszy, którym wszyto minipompę dozującą angiotensynę II.
Pomiaru ciśnienia tętniczego u myszy lub
szczurów dokonuje się przeważnie za pomocą
urządzenia z podgrzewaną platformą, na której
umieszcza się je w specjalnych klatkach uniemożliwiających ucieczkę. Mankiet zakładany jest na
ogon, gdzie przebiega tętnica ogonowa, następnie
do mankietu tłoczone jest powietrze, a czujnik
znajdujący się za mankietem wykrywa ciśnienie
skurczowe i rozkurczowe. Jest to metoda, która
wymaga przystosowania zwierząt do procedury,
gdyż początkowo są one dość płochliwe i zestresowane, co negatywnie wpływa na odczyt pomiarów.
Dokładniejszą metodą ciągłego pomiaru ciśnienia
tętniczego u małych gryzoni, w tym myszy, jest telemetria. Polega ona na inwazyjnym wszczepieniu
nadajnika zwierzęciu w celu odbierania sygnałów
z czujnika umieszczonego w tętnicy. Nadajnik
przekazuje sygnał drogą radiową do odbiornika,
który przetwarza otrzymany sygnał na konkretne
wartości. Urządzenie to pozwala na stałe monitorowanie akcji serca i ciśnienia tętniczego podczas
normalnych procesów życiowych zwierzęcia [24].
Rzadziej stosowane są modele indukcji nadciśnienia poprzez czynniki stresogenne i niską temperaturę. W przypadku indukowania nadciśnienia
tętniczego stresem zwierzęta poddawane są różnym
bodźcom stresogennym, takim jak: głośne dźwięki,
migające światło i zmiana klatek, w których przebywają. Ciekawy jest model, w którym zwierzęta
(głównie szczury) narażone są przez 3 tygodnie na
działanie niskiej temperatury (5°C). Zastosowanie
tego modelu ma związek z epidemiologią – niektóre dane wskazują na to, że w rejonach o niskich
temperaturach istnieje wzmożone ryzyko zachorowania na nadciśnienie tętnicze i pokrewne choroby sercowo-naczyniowe. Według innych źródeł
dokonano obserwacji świadczących, że w zimie
Europejczycy mieli wyższe ciśnienie tętnicze niż
w lecie. W obu modelach w rozwoju nadciśnienia
bierze udział głównie sympatyczny system nerwowy oraz system renina–angiotensyna [25].
Choć w efekcie wszystkie te modele prowadzą do rozwoju nadciśnienia tętniczego, to jego
patogeneza w poszczególnych modelach jest różna. Niestety, jeden zwierzęcy model jest niewystarczający, by móc w pełni opisać i wyjaśnić mechanizm rozwoju nadciśnienia tętniczego.
Podsumowanie zagadnienia modeli
zwierzęcych i translacji badań z modelu
zwierzęcego na człowieka
Podsumowując, żaden z przedstawionych
modeli zwierzęcych nie może dać nam pełnej
odpowiedzi na pytania dotyczące mechanizmu
rozwoju chorób naczyń. Jest to niemożliwe, gdyż
wiele z tych chorób współistnieje ze sobą i są one
wywołane licznymi czynnikami, często o nieznanej etiologii. Jednakże każdy z tych modeli odzwierciedla pewną część stanu patologicznego,
który jest obserwowany w organizmie ludzkim,
i – co najważniejsze – może być modyfikowany
licznymi interwencjami lub przy użyciu środków
farmakologicznych w celu leczenia. Zastosowanie modeli zwierzęcych w celu poznania mechanizmów powstawania chorób sercowo-naczyniowych jest niezbędne, ponieważ daje nam ogromne
możliwości interwencji i modyfikacji stanów patologicznych, których nie można dokonać u ludzi.
Należy jednak pamiętać, że nawet najdoskonalszy
model, który potrafi idealnie oddać warunki występujące w ludzkim organizmie podczas choroby,
nie jest z nim tożsamy, i to niezależnie od tego, że
myszy czy szczury mają aż 99% genów wspólnych
z człowiekiem. Dlatego też wszystkie badania wykonane na modelach zwierzęcych powinny zostać
potwierdzone w miarę możliwości przez badania
na tkankach ludzkich izolowanych od pacjentów.
Obserwacje dokonane na tkankach ludzkich mogą
zaś zostać przeniesione na model zwierzęcy w celu
wykonania badań, które byłyby niemożliwe do
przeprowadzenia na człowieku.
33
Podziękowania
Projekt został sfinansowany ze środków
Narodowego Centrum Nauki przyznanych na podstawie decyzji numer 2011/03/B/NZ4/02454 oraz
2011/03/N/NZ4/03760.
Karol Urbański realizuje Diamentowy Grant
Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego.
Katedra Chorób Wewnętrznych i Medycyny Wsi
tel.: (12) 633-00-03, faks: (12) 631-04-40
Piśmiennictwo
1. Global status report on noncommunicable diseases. World Health Organization 2014. 2. Cichocki T., Litwin J.A., Mirecka J.: Kompendium histologii. WUJ, Kraków 2002: 181. 3. Félétou M.: Multiple Functions of the Endothelial Cells. The Endothelium. Morgan & Claypool
Life Sciences, San Rafael (CA) 2011: 3-18. 4. Guzik T.J., Mangalat D., Korbut R.: Adipocytokines – novel link between inflammation and
vascular function? J. Physiol. Pharmacol. 2006, 57(4): 505-528.
5. Janeway C.A.J., Travers P., Walport M.: Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Garland Science, New
York 2001. 6. Gryglewski R.J., Palmer R.M., Moncada S.: Superoxide anion is involved in the breakdown of endothelium-derived vascular
relaxing factor. Nature 1986 Apr 3-9, 320(6061): 454-456. 7. Guzik T.J., West N.E., Pillai R. et al.: Nitric oxide modulates superoxide
release and peroxynitrite formation in human blood vessels. Hypertension 2002 Jun, 39(6): 1088-1094. 8. Karimi A., Navidbakhsh M.,
Shojaei A. et al.: Measurement of the uniaxial mechanical properties of healthy and atherosclerotic human coronary arteries. Mater. Sci.
Eng. C. Mater. Biol. Appl. 2013 Jul, 33(5): 2550-2554. 9. Holzapfel G.A., Sommer G., Gasser C.T. et al.: Determination of layer-specific
mechanical properties of human coronary arteries with nonatherosclerotic intimal thickening and related constitutive modeling. Am. J.
Physiol. Heart Circ. Physiol. 2005 Nov, 289(5): H2048-2058.
10. Ozolanta I., Tetere G., Purinya B. et al.: Changes in the mechanical properties, biochemical contents and wall structure of the human
coronary arteries with age and sex. Med. Eng. Phys. 1998 Oct, 20(7): 523-533. 11. Farb M.G., Tiwari S., Karki S. et al.: Cyclooxygenase
inhibition improves endothelial vasomotor dysfunction of visceral adipose arterioles in human obesity. Obesity (Silver Spring) 2014 Feb,
22(2): 349-355. 12. Guzik B., Chwała M., Matusik P. et al.: Mechanisms of increased vascular superoxide production in human varicose
veins. Pol. Arch. Med. Wewn. 2011 Sep, 121(9): 279-286. 13. Getz G.S., Reardon C.A.: Animal models of atherosclerosis. Arteriosclerosis,
Thrombosis, and Vascular Biology 2012 May, 32(5): 1104-1115. 14. Ignatowski A.C.: Influence of animal food on the organism of rabbits.
S. Peterb. Izviest. Imp. Voyenno-Med. Akad. 1908: 154-173.
15. Fan J., Kitajima S., Watanabe T. et al.: Rabbit models for the study of human atherosclerosis: From pathophysiological mechanisms
to translational medicine. Pharmacology & Therapeutics 2015 Feb, 146c: 104-119. 16. Kapourchali F.R., Surendiran G., Chen L. et al.:
Animal models of atherosclerosis. World Journal of Clinical Cases 2014 May 16, 2(5): 126-132. 17. Xiangdong L., Yuanwu L., Hua Z. et al.:
Animal models for the atherosclerosis research: a review. Protein & Cell 2011 Mar, 2(3): 189-201. 18. Jawien J., Nastalek P., Korbut R.:
Mouse models of experimental atherosclerosis. Journal of Physiology and Pharmacology: an official journal of the Polish Physiological
Society 2004 Sep, 55(3): 503-517. 19. Nakashima Y., Plump A.S., Raines E.W. et al.: ApoE-deficient mice develop lesions of all phases
of atherosclerosis throughout the arterial tree. Arteriosclerosis and Thrombosis: a journal of vascular biology/American Heart Association
1994 Jan, 14(1): 133-140.
20. Delles C., McBride M.W., Graham D. et al.: Genetics of hypertension: from experimental animals to humans. Biochimica et Biophysica
Acta. 2010 Dec, 1802(12): 1299-1308. 21. Herrera V.L.M., Ruiz-Opazo N.: Rat as a model system for hypertension drug discovery. Drug
Discovery Today: Disease Models 2008, 5(3): 179-184. 22. Dornas W.C., Silva M.E.: Animal models for the study of arterial hypertension.
Journal of Biosciences 2011, 36(4): 731-737. 23. Monassier L., Combe R., Fertak L.E.: Mouse models of hypertension. Drug Discovery
Today: Disease Models 2006, 3(3): 273-281. 24. Kramer K., Remie R.: Measuring blood pressure in small laboratory animals. Methods in
Molecular Medicine 2005, 108: 51-62.
25. Duelsner A., Bondke Persson A.: Animal models in cardiovascular research. Acta Physiologica (Oxford, England) 2013 May, 208(1):
1-5.
34
dr Wioletta Olejarz, dr Dorota Bryk, prof. dr hab. Danuta Zapolska-Downar
ZNACZENIE CZYNNIKA JĄDROWEGO κB
W PATOGENEZIE MIAŻDŻYCY: POTENCJALNY CEL TERAPEUTYCZNY
W LECZENIU CHORÓB SERCOWO-NACZYNIOWYCH
SIGNIFICANCE OF NUCLEAR FACTOR κB IN ATHEROSCLEROSIS:
A POTENTIAL THERAPEUTIC TARGET FOR CARDIOVASCULAR DISEASE
Streszczenie
Abstract
Miażdżyca, która jest podłożem chorób sercowo-naczyniowych, wykazuje wiele podobieństw
do przewlekłych chorób zapalnych. Do cech
wspólnych zalicza się przechodzenie leukocytów
z krwi do tkanek oraz syntezę cytokin, chemokin
i metaloproteinaz. Czynnik jądrowy κB (NF-κB)
jest czynnikiem transkrypcyjnym reprezentującym
ważny system wewnątrzkomórkowej transdukcji
sygnału, odgrywającym istotną rolę w patogenezie
wielu chorób zapalnych, w tym miażdżycy. Aktywacja tego czynnika transkrypcyjnego jest zaangażowana w różne etapy powstawania miażdżycy,
poczynając od tworzenia zmiany miażdżycowej, aż
po jej destabilizację i pękanie. W przypadku miażdżycy występuje wiele czynników, które mogą
stymulować aktywację NF-κB, włączając w to tradycyjne czynniki ryzyka miażdżycy, infekcje czy
cytokiny. Szereg genów zaangażowanych w patogenezę miażdżycy jest regulowanych przez NF-κB. Badania eksperymentalne wskazują, że zahamowanie NF-κB może hamować także odpowiedź
zapalną, zatem może się on stać atrakcyjnym celem dla środków farmakologicznych. Jak wynika
z badań in vitro, wiele powszechnie stosowanych
leków czy naturalnych produktów żywnościowych
może hamować NF-κB. W artykule przedstawiono
aktualny stan wiedzy na temat drogi sygnalizacyjnej, w której pośredniczy NF-κB, jego powiązań
z zapaleniem i miażdżycą, przeprowadzono również dyskusję na temat jego potencjału jako celu
terapeutycznego w leczeniu miażdżycy.
Słowa kluczowe: miażdżyca, zapalenie,
NF-κB
Atherosclerosis, the background for many
cardiovascular diseases, bears many similarities
with chronic inflammatory diseases. Common
features include extravasation of blood-derived
leukocytes, as well as production of cytokines,
chemokines and metalloproteinases. Nuclear factor
κB (NF-κB) is a transcription factor that represents
a crucial intracellular signal transduction system
involved in several inflammatory disease, including atherosclerosis. Activation of this transcription factor has been established at different stage of
atherosclerosis, beginning from plaque formation
to its destabilization and rupture. In the context of
atherosclerosis there are many stimuli which can
activate NF-κB, including traditional risk factors,
infectious agents or cytokines. Many inflammatory
genes relevant to the pathogenesis of atherosclerosis are regulated by NF-κB. Experimental studies indicate that inhibition of NF-κB may reduce
inflammatory response. Thus, this pathway may
potentially become an attractive target for pharmaceutical agents. Some commonly prescribed drugs
and natural dietary products can inhibit NF-κB activity, at least in vitro. In this manuscript we summarize current knowledge about NF-κB pathway,
its association with inflammation and atherosclerosis and discuss its potential as therapeutic target for
atherosclerosis.
Key words: atherosclerosis, inflammation, NF-κB
35
Wprowadzenie
Miażdżyca jest przewlekłą chorobą zapalną
średnich i dużych naczyń, głównie aorty i naczyń
wieńcowych, która powstaje najczęściej w miejscach ich rozgałęzień i rozwidleń [1–3]. Proces
zapalny to cecha charakterystyczna wszystkich etapów miażdżycy, od aktywacji śródbłonka do pękania płytki miażdżycowej. Na przebieg miażdżycy
mają wpływ czynniki ryzyka, takie jak: zaburzenia
w metabolizmie lipidów, nadciśnienie, cukrzyca, palenie papierosów, i czynniki genetyczne.
W odpowiedzi na wiele czynników działających
destrukcyjnie na ścianę naczynia dochodzi do dysfunkcji komórek śródbłonka, co umożliwia akumulację w błonie wewnętrznej mononuklearnych
leukocytów i lipoprotein niskiej gęstości (LDL,
low-density lipoproteins), które podlegają różnego rodzaju modyfikacjom, stając się cząsteczkami
o silnych właściwościach proaterogennych. Znajdujące się w błonie wewnętrznej monocyty zostają
przekształcone w makrofagi, które w sposób niekontrolowany wyłapują zmodyfikowane LDL, co
prowadzi do powstania komórek piankowatych.
Następuje pierwszy widoczny etap miażdżycy
i powstaje tzw. plamka żółta, która początkowo
składa się z makrofagów, limfocytów T i komórek
piankowatych. W późniejszym okresie pod wpływem wydzielanych lokalnie czynników wzrostu
dochodzi do proliferacji i migracji komórek mięśni
gładkich w obręb błony wewnętrznej, gdzie zmieniają swój fenotyp z kurczliwego na syntetyzujący,
co z kolei prowadzi do zwiększonej syntezy tkanki łącznej i wytworzenia czapeczki pokrywającej
zmianę miażdżycową. Skutkuje to powstaniem
tzw. zmiany zaawansowanej lub inaczej blaszki włóknisto-tłuszczowej. Obecne w błonie wewnętrznej makrofagi i limfocyty T są źródłem wielu cytokin, które w głównej mierze odpowiadają
za szereg przebiegających w tym obszarze reakcji
immunologiczno-zapalnych. Toczące się w ścianie
naczynia zapalenie może powodować pęknięcie
płytki miażdżycowej i tworzenie w tym miejscu
zakrzepu zamykającego światło naczynia, co jest
główną przyczyną wystąpienia ostrych powikłań
klinicznych miażdżycy.
Zarówno w miażdżycy, jak i w innych chorobach zapalnych dochodzi do aktywacji czynnika
NF-κB, który jest uważany za jeden z głównych
czynników zaangażowanych w regulację wielu
funkcji ściany naczynia [4, 5]. Ponadto aktywacja
NF-κB jest niżej leżącym etapem przekazywania
sygnału w odpowiedzi na wiele czynników zaangażowanych w powstawanie i rozwój miażdżycy.
Celem pracy jest kompleksowa ocena biologii NF-κB i jego powiązań z patogenezą miaż-
36
dżycy oraz omówienie potencjalnych możliwości
hamowania jego aktywności jako celu terapeutycznego w leczeniu chorób, których podłożem jest
miażdżyca.
Budowa i mechanizmy aktywacji NF-κB
Czynnik jądrowy κB (NF-κB, nuclear factor kappa B) jest czynnikiem transkrypcyjnym należącym do rodziny Rel, która w swoim składzie
zawiera konserwatywną domenę homologii Rel
(RHD, Rel homology domain) [6, 7]. Domena ta
znajduje się w N-końcowym odcinku łańcucha
białkowego i odpowiada za dimeryzację białek, łączenie z białkami inhibitorowymi oraz za wiązanie
z DNA (DBD, DNA-binding domain). Do białek tej
rodziny zaliczamy RelA (znane jako p65), RelB,
c-Rel, p50 (NF-κB1) i p52 (NF-κB2). Pięć różnych monomerów białek rodziny NF-κB podzielono na dwie klasy: klasa I to p50 i p52, a w skład
klasy II wchodzą p65, RelB i c-Rel. C-końcowy
fragment białek klasy I ma w swoim składzie kilka
powtórzeń ankirynowych i wykazuje aktywność
transrepresyjną. Natomiast C-końcowy odcinek
białek klasy II ma domenę aktywującą transkrypcję (TAD, transcription activation domain), która
umożliwia aktywację transkrypcji odpowiednich
genów. Białka NF-κB1 i NF-κB2 są syntetyzowane jako duże prekursory p105 i p100, z których
w procesie ubikwitynacji i degradacji powtórzeń
ankirynowych powstają białka p50 i p52. Białka
p50 i p52, będąc monomerami, nie mają zdolności
do aktywacji transkrypcji i uważa się, że działają
jako transkrypcyjne represory. Niemniej oba te
białka tworzą kompleksy z białkami klasy II i jako
heterodimery biorą udział w aktywacji transkrypcji. Teoretycznie rodzina białek Rel może tworzyć
około 15 dimerów. Jednak najczęściej występującym we wszystkich komórkach jest p50/p65.
NF-κB odgrywa istotną rolę w regulacji odpowiedzi komórki, ponieważ należy do kategorii
„szybko działających czynników”, tzn. czynników,
które są obecne w komórkach w postaci nieaktywnej i nie wymagają syntezy nowych białek, by stać
się aktywne [7, 8]. Dzięki temu NF-κB jest pierwszą odpowiedzią na czynniki szkodliwe dla komórki. Do najbardziej znanych induktorów aktywacji
NF-κB zaliczają się: czynnik martwicy nowotworu
(TNF-α), interleukina 1 (IL-1), lipopolisacharyd
(LPS) czy reaktywne formy tlenu (RFT).
W komórkach spoczynkowych dimery
NF-κB występują w cytoplazmie w postaci nieaktywnej, ponieważ są związane z białkami inhibitorowymi κB (IκB, inhibitor of κB) [9]. Dotychczas poznano siedem białek o właściwościach
IκB: IκBα, IκBβ, IκBγ, IκBε, BCL3, p100 i p105.
Spośród wymienionych inhibitorów największe
znaczenie mają IκBα i IκBβ. Wszystkie IκB zawierają od 30 do 33 kopii sekwencji, zwanych
powtórzeniami ankirynowymi, które pośredniczą
w połączeniach między IκB a dimerami NF-κB.
Powtórzenia ankirynowe reagują z regionami
RHD białek NF-κB i maskują ich sygnały lokalizacji jądra (NLS, nuclear localization signals), a tym
samym uniemożliwiają ich translokację do jądra.
W zależności od rodzajów bodźców stymulujących wyróżniono dwie drogi aktywacji białek NF-κB: klasyczną (canonical) i alternatywną
(non-canonical) [5]. Typowa aktywacja drogi klasycznej przez TNF-α, IL-1 czy LPS prowadzi do
aktywacji kompleksu kinaz IκB (IKK). Kompleks
IKK składa się z IKKα, IKKβ i IKKγ. Dwie pierwsze kinazy mają właściwości katalityczne, natomiast IKKγ (zwana również NEMO) odgrywa rolę
regulatorową. TNF-α jest najlepiej zbadanym aktywatorem NF-κB [9]. Połączenie TNF-α z receptorem TNFR1 prowadzi do zmian konformacyjnych
pozwalających na przyłączenie domeny śmierci
związanej z TNFR1 (TRADD1, TNFR1 associated death domain). TRADD służy jako platforma
do przyłączenia czynnika związanego z TNFR
(TRAF, TNFR associated factor). TRAF2 i TRAF6
z kolei przyłączają kinazę wchodzącą w interakcje
z receptorem 1 (RIP1, receptor interacting kinase 1). TRAF6 działa jako ligaza ubikwityny, która
razem z enzymem E2 Ubc-Uev1 katalizuje formowanie łańcucha ubikwityn, ten zaś reaguje z kompleksem TAK1 (kinaza aktywowana transformującym czynnikiem wzrostowym) i promuje jego
autofosforylację i aktywację. Łańcuch ubikwityn
przyłącza kompleks IKK w pobliże TAK1, ułatwiając fosforylację IKK przez TAK1. TRAF2 przeprowadza ubikwitynację kinazy RIP1, co umożliwia
przyłączenie TAK1 i NEMO. Przyłączenie NEMO
do łańcucha ubikwityn promuje aktywację IKK
albo poprzez zmiany konformacyjne, albo poprzez
umiejscowienie w takiej pozycji, w której jest bardziej podatna na fosforylację przez TAK1.
IKKβ jest główną kinazą efektorową, która
fosforyluje seryny w pozycji 32 i 36 w N-końcowym odcinku IκBα. Ufosforylowana IκBα ulega
ubikwitynacji przez ligazę ubikwityny SCF i jest
następnie degradowana w proteasomie 26S. Degradacja IκB uwalnia wolny dimer (najczęściej jest
to p50/p65), który wędruje do jądra i łączy się za
pomocą domeny RHD z sekwencją DNA dla κB:
5’GGGPuNNPyPyCC (gdzie: Pu – puryna, N –
dowolna zasada, Py – pirymidyna) [7]. Prowadzi to
do transkrypcji genów i uruchomienia fizjologicznych reakcji, takich jak m.in. odpowiedź zapalna,
co jest związane z ekspresją cytokin, chemokin,
cząsteczek adhezyjnych i enzymów indukowanych
(rycina 1). NF-κB reguluje również transkrypcję
własnego inhibitora, czyli IκBα. Nowo zsyntetyzowane IκBα hamuje ponownie NF-κB, tworząc
autoregulowane sprzężenie zwrotne, które zapewnia odpowiedni stopień aktywacji tego czynnika
transkrypcyjnego [10].
Niektóre bodźce, np. limfotoksyna, czynnik aktywujący komórki B (BAFF, B-cell activating factor), ligand receptora aktywującego NF-κB
(RANKL, receptor activator of NF-κB ligand)
i CD40, mogą aktywować szlak alternatywny. Aktywacja drogi alternatywnej nie wymaga NEMO
lub IKKβ, ale zależy od IKKα, która jest aktywowana przez NIK (kinaza aktywująca NF-κB)
i fosforyluje prekursor p100 [5, 7]. Ufosforylowane białko p100 ulega ubikwitynacji, a następnie
C-końcowy fragment łańcucha białkowego ulega
degradacji w proteaosomie z jednoczesnym uwolnieniem p52. W cytoplazmie p52 łączy się z RelB
i przemieszcza do jądra, gdzie aktywuje geny zaangażowane w rozwój i prawidłowe funkcjonowanie narządów limfoidalnych i nabytej odpowiedzi
immunologicznej (rycina 1).
Należy wspomnieć, że NF-κB może być
również aktywowany za pomocą innych mechanizmów, takich jak np. RFT czy kinazy MAP.
Wiele doniesień wskazuje, że NF-κB jest
czynnikiem transkrypcyjnym, którego aktywacja
znajduje się pod kontrolą stanu redoks komórki
[11, 12]. Konkluzja ta jest wynikiem licznych badań, które wykazały, że antyoksydanty o różnej
budowie chemicznej, włączając w to NAC, PDTC
czy witaminę E, hamują stymulowaną różnymi
czynnikami aktywację NF-κB. Podobnie nadekspresja SOD czy peroksydazy glutationowej hamuje
indukowaną TNF-α, LPS, PMA czy H2O2 aktywację NF-κB. Wydaje się, że głównym aktywatorem
NF-κB jest H2O2, gdyż bezpośrednie dodanie nadtlenku wodoru do hodowli komórkowej stymuluje
aktywację NF-κB. Ponadto dodanie katalazy hamuje aktywację stymulowaną TNF-α. Dodatkowym
potwierdzeniem znaczenia stresu oksydacyjnego
w aktywacji NF-κB jest fakt, że wiele aktywatorów, takich jak TNF-α, IL-1 czy oxyLDL, stymuluje wewnątrzkomórkową produkcję RFT. Mimo
tych licznych dowodów nie jest znany dokładny
mechanizm, za pomocą którego stres oksydacyjny
przyczynia się do aktywacji NF-κB. Przypuszcza
się, że RFT ingerują w drogi sygnałowe prowadzące do fosforylacji i następowej degradacji IκB [13].
Rzeczywiście wykazano, że antyoksydanty hamują
aktywność kinazy IκB i tym samym zapobiegają
jej fosforylacji i degradacji [14].
37
Rycina 1. Schemat obrazujący klasyczną i alternatywną drogę aktywacji NF-κB.
Objaśnienia skrótów: BAFF – czynnik aktywujący komórki B, IκB – inhibitor κB, COX – cyklooksygenaza, GM-CSF – czynnik stymulujący
kolonie granulocytów-makrofagów, ICAM-1 – cząsteczki adhezji międzykomórkowej, IL – interleukina, iNOS – indukowalna syntaza tlenku
azotu, IKK – inhibitor kinazy κB, LPS – lipopolisacharyd, NIK – kinaza indukująca NF-κB, MCP-1 – białko chemotaktyczne dla monocytów,
PLA2 – fosfolipaza A2, RANKL – ligand receptora aktywatora NF-κB, TAK – kinaza aktywowana transformującym czynnikiem wzrostowym,
TNF – czynnik martwicy nowotworu, TRAF – czynnik związany z receptorem dla TNF, VCAM-1 – cząsteczki adhezji komórkowej naczyń.
Najprawdopodobniej duże znaczenie w indukowanej RFT aktywacji NF-κB ma aktywacja
kinaz wyżej leżących na szlaku przekazywania sygnałów, jak proponują Frey i wsp. [15]. Szczegól-
38
nie wrażliwe na stres oksydacyjny są kinazy MAP,
czyli kinazy aktywowane mitogenami (MAPK,
mitogen-activated protein kinases). Są to kinazy,
które propagują sygnał zewnętrzny poprzez kaska-
dę fosforylacji w celu generowania skoordynowanej odpowiedzi komórki na środowisko [16]. Wyróżniamy trzy podstawowe kinazy MAP: ERK1/2
(extracellular signaling kinases), JNK1–3 (c-Jun
N-terminal kinases) oraz p38MAPK. Konsekwencją aktywacji MAPK są: zapalenie, apoptoza, różnicowanie i proliferacja. Kinazy MAP uczestniczą
w szlakach sygnalizacyjnych, które mają postać
trójpoziomowej kaskady kinaz, tj. enzymów kolejno aktywowanych w wyniku fosforylacji [16].
Na początku kinaza kinazy aktywującej MAPK
(MAPKKK lub MAP3K czy MKKK) powoduje
aktywację kinazy aktywującej MAPK (MAPKK
lub MAP2K czy MKK), a ta fosforyluje efektorowe kinazy MAP (MAPK). Bodziec → MAPKKK
→ MAPKK → MAPK → odpowiedź.
RFT mogą aktywować kinazy MAP poprzez aktywację ASK1 (apoptosis signal regulating kinase; kinaza regulująca czynnik apoptotyczny), która aktywuje MKK3 i MKK6, kinazy
aktywujące p38MAPK. ASK1 aktywuje również
MKK4 i MKK7, będące kinazami aktywującymi
JNK. RFT poprzez wpływ na białko G z rodziny
Rho (Rac) i białko kontrolujące podział komórkowy 42 (cdc42, cell division control protein 42)
przyczyniają się do aktywacji MLK i tym samym
do aktywacji p38MAPK i JNK [17]. Inną drogą
może być hamujący wpływ RFT na fosfatazy kinaz MAP, które mają za zadanie defosforylację kinaz MAP i tym samym ich dezaktywację [18].
Warto wspomnieć, że kinazy MAP, a szczególnie p38MAPK, aktywują wiele czynników transkrypcyjnych, w tym NF-κB, niezależnie od stresu
oksydacyjnego [16, 19].
Znaczenie NF-κB w patogenezie miażdżycy
Bezpośrednie dowody sugerujące znaczenie
NF-κB w patogenezie miażdżycy pochodzą z badań
przeprowadzonych na wycinkach ze zmian miażdżycowych. Wykorzystawszy specyficzne przeciwciała przeciwko aktywnej (ufosforylowanej)
postaci p65, wykazano jego obecność w jądrach komórek śródbłonka pokrywających wczesną zmianę
miażdżycową oraz w komórkach mięśni gładkich,
makrofagach i limfocytach T w zmianie zaawansowanej [20]. Podobnych obserwacji dokonano z wykorzystaniem zwierzęcego modelu doświadczalnego miażdżycy, gdzie również wykazano obecność
aktywnej postaci NF-κB w ścianie naczyń zwierząt
będących na diecie cholesterolowej [21]. Jak wykażemy w dalszej części opracowania, aktywne postacie NF-κB występują we wszystkich komórkach
obecnych w zmianie miażdżycowej, a aktywacja
genów zależnych od tego czynnika transkrypcyjne-
go może być zaangażowana w różne etapy powstawania i rozwoju miażdżycy.
Aktywacja komórek śródbłonka i udział
w rekrutacji mononuklearnych leukocytów
Kluczowym (i najwcześniejszym) wydarzeniem dla powstawania i rozwoju miażdżycy
jest dysfunkcja śródbłonka, określana jako szereg zmian, które pozwalają tym komórkom na
pełnienie nowych funkcji [22]. Cechą dysfunkcji
śródbłonka, która promuje zapalenie, jest zmiana
fenotypu antyadhezyjnego na proadhezywny [3].
Zdrowy śródbłonek o fenotypie antyadhezyjnym
nie pozwala na adhezję i transendotelialną wędrówkę leukocytów, gdyż nie ujawnia na swojej
powierzchni większości cząsteczek adhezyjnych
niezbędnych do zaistnienia tego procesu. Fenotyp
proadhezywny związany jest z pojawieniem się
ekspresji cząsteczek adhezyjnych na powierzchni
śródbłonka, pośredniczących w interakcjach pomiędzy komórkami ściany naczynia a komórkami
krwi. Do śródbłonkowych cząsteczek adhezyjnych
zaliczamy: selektynę E i P, ICAM-1 (intercellular
adhesion molecule-1), ICAM-2, VCAM-1 (vascular cell adhesion molecule-1) i PECAM-1 (platelet
endothelial cell adhesion molecule-1). Selektyny
pośredniczą w toczeniu się leukocytów po komórkach śródbłonka, co umożliwia interakcje między
ICAM-1 a LFA-1 i VCAM-1 a VLA-4. LFA-1 jest
integryną obecną na wszystkich leukocytach, natomiast VLA-4 tylko na monocytach i limfocytach.
Interakcje między śródbłonkowymi cząsteczkami adhezyjnymi a integrynami na leukocytach są
niezbędne do adhezji i transendotelialnej migracji leukocytów. Najbardziej znane są: VCAM-1
i ICAM-1. Jak wynika z licznych badań in vitro
i in vivo, odgrywają one istotną rolę w patogenezie
miażdżycy [23]. Proces adhezji z następową transendotelialną wędrówką monocytów i limfocytów
zależy nie tylko od ekspresji śródbłonkowych cząsteczek adhezyjnych, lecz także od wydzielanych
lokalnie czynników chemotaktycznych. Pod wpływem tych czynników dochodzi do zmian konformacyjnych obecnych na leukocytach integryn,
które to zmiany umożliwiają ich trwałe połączenie
z ICAM-1 lub VCAM-1. Dopiero trwałe połączenie pozwala na transendotelialną wędrówkę leukocytów. Jednym z najlepiej poznanych w aspekcie
patogenezy miażdżycy czynników chemotaktycznych jest MCP-1 (monocyte chemotactic protein-1) [3].
Prozapalna aktywacja komórek śródbłonka
związana z ekspresją wspomnianych białek jest
regulowana przez szlaki sygnalizacyjne zależne
39
od NF-κB. Wiele czynników proaterogennych,
takich jak: TNF-α, IL-1, CD40, infekcje bakteryjne i wirusowe, oxyLDL czy RFT, które stymulują
prozapalną odpowiedź komórek śródbłonka, aktywuje różne drogi sygnalne prowadzące do aktywacji NF-κB [5, 24, 25]. Warunki hemodynamiczne
mogą również wpływać na mechanizmy odpowiedzi zapalnej ściany naczynia poprzez regulację aktywności NF-κB w komórkach śródbłonka.
Pochodzące z ludzkiej aorty komórki śródbłonka
poddane działaniu proaterogennych warunków
hemodynamicznych (niskie siły ścinania) wykazują istotny wzrost aktywacji NF-κB w porównaniu
z komórkami hodowanymi w warunkach antyaterogennych (wysokie siły ścinania) [26]. Podobnie
aktywność NF-κB jest podwyższona w komórkach
śródbłonka w rejonach naczyń poddanych działaniu zaburzonego przepływu krwi i podatnych na
rozwój miażdżycy w porównaniu z naczyniami
z prawidłowym przepływem krwi [27]. Aktywacja NF-κB wiąże się również z nadciśnieniem,
będącym jednym z czynników ryzyka miażdżycy [28, 29]. Angiotensyna II, której stężenie jest
często podwyższone w nadciśnieniu, aktywuje
NF-κB poprzez nasilenie stresu oksydacyjnego.
Podanie szczurom angiotensyny II skutkuje aktywacją NF-κB w ścianie naczynia z towarzyszącym
wzrostem ekspresji VCAM-1 i IL-6.
Aktywacja NF-κB w śródbłonku prowadzi
do ekspresji wielu genów, które są odpowiedzialne
za rekrutację leukocytów do ściany naczynia, takich jak: ICAM-1, VCAM-1, selektyny P i E, IL-1,
IL-6, TNF-α, a także chemokin (MCP-1) [30–32].
W literaturze jest wiele doniesień wskazujących,
że dużo czynników proaterogennych stymuluje
aktywację NF-κB z następowym zwiększeniem
ekspresji śródbłonkowych cząsteczek adhezyjnych poprzez nasilenie stresu oksydacyjnego,
a zastosowane antyoksydanty hamują zarówno
aktywację NF-κB, jak i ekspresję badanych cząsteczek adhezyjnych [11, 33]. Oprócz aktywacji
drogą klasyczną wiele wcześniej wymienionych
czynników patogenetycznych aktywuje NF-κB za
pośrednictwem kinaz MAP. Wykazano, że w komórkach śródbłonka poddanych działaniu TNF-α
kinazy JNK i p38MAPK pośredniczą w indukcji
ekspresji ICAM-1 i VCAM-1 poprzez wpływ na
NF-κB [33]. Wspomniana wcześniej angiotensyna II stymuluje ekspresję VCAM-1, wykorzystując p38MAPK do aktywacji NF-κB [34]. Również
nikotyna nasila ekspresję ICAM-1 i VCAM-1
poprzez aktywację p38MAPK i NF-κB [35]. Specyficzne dla śródbłonka zahamowanie aktywacji NF-κB poprzez usunięcie NEMO z komórek
śródbłonka u myszy ApoE(-/-) na diecie choleste-
40
rolowej skutkowało redukcją formowania zmiany
miażdżycowej [36]. Zahamowanie NF-κB związane było ze zmniejszeniem ekspresji śródbłonkowych cząsteczek adhezyjnych, osłabieniem rekrutacji makrofagów oraz redukcją ekspresji cytokin
i chemokin w wycinkach z aorty. Z powyższych
informacji wynika, że aktywacja NF-κB w komórkach śródbłonka odgrywa istotną rolę w toczącym
się w ścianie naczynia zapaleniu i miażdżycy poprzez regulację ekspresji cząsteczek prozapalnych.
Monocyty/makrofagi w miażdżycy: znaczenie
NF-κB
Osiadłe w błonie wewnętrznej ściany naczynia monocyty podlegają działaniu czynnika stymulującego wzrost kolonii makrofagów (M-CSF,
macrophage colony-stimulating factor), pod którego wpływem dochodzi do serii zmian prowadzących do ich namnażania i przekształcania się w aktywne makrofagi [3, 37]. M-CSF przyczynia się
do tego, że na powierzchni makrofagów pojawiają
się receptory zmiatające, których zadaniem jest
usuwanie obcych antygenów i ciałek apoptotycznych. Za pomocą tych receptorów makrofagi pochłaniają również oxyLDL na drodze endocytozy,
co prowadzi do powstania tak charakterystycznych
dla miażdżycy komórek piankowatych. Do receptorów zaangażowanych w formowanie komórek
piankowatych zaliczamy: CD36, CD68, LOX-1
(lectin-type oxidized low-density lipoprotein receptor), SR-A i SR-B.
Wyłapywanie oxyLDL czy innych patogenów lub wydzielane lokalnie cytokiny prowadzą
do aktywacji makrofagów, które wydzielają wiele
czynników modulujących przebieg miażdżycy [3,
37, 38]. Są one źródłem czynników chemotaktycznych, takich jak MCP-1 i IL-8. Zaktywowane
makrofagi wydzielają cytokiny zapalne, takie jak:
IL-1, IL-6, IL-12 i TNF-α, z których IL-1 i TNF-α
są głównymi mediatorami zapalenia w miażdżycy.
Wszystko to przyczynia się do dalszej rekrutacji
komórek zapalnych w obręb płytki miażdżycowej.
NF-κB może pośredniczyć w wielu z omówionych procesów zależnych od monocytów/makrofagów. Po pierwsze, aktywacja tego czynnika
transkrypcyjnego prowadzi m.in. do nasilenia ekspresji M-CSF [39]. Istnieją badania sugerujące, że
może się on przyczyniać do nasilenia ekspresji receptorów SR-A [31]. NF-κB poprzez nasilenie ekspresji takich enzymów, jak: fosfolipaza A2, lipooksygenaza 5 i 12 oraz COX, może się przyczyniać do nasilenia produkcji oxyLDL i tym samym
zwiększenia liczby powstających komórek piankowatych. Warto wspomnieć, że liczba powstających
komórek piankowatych zależy również od stopnia
usuwania cholesterolu zarówno z tych komórek,
jak i makrofagów. W procesie usuwania cholesterolu przez HDL pośredniczą wiążące ATP kasety
transportowe typu A1 i G1 (ABCA1 i ABCG1).
Ekspresja tych białek transportowych, mediowana
głównie przez wątrobowy receptor X (LXR, liver
X receptor), podlega zahamowaniu w następstwie
aktywacji NF-κB [40].
Jak wspomniano wcześniej, aktywacja NF-κB prowadzi do transkrypcji genów związanych
z odpowiedzią zapalną. Tym samym może się
przyczyniać do zintensyfikowania zapalenia toczącego się w ścianie naczynia. Z kolei cytokiny
zapalne są aktywatorami NF-κB. Blokada aktywacji NF-κB drogą klasyczną w makrofagach uzyskanych z ludzkich tkanek pobranych ze zmiany
miażdżycowej związana była z zahamowaniem
liczby cytokin zapalnych (TNF-α, IL-1 i IL-6),
czynnika tkankowego i metaloproteinaz [30]. Dane
uzyskane z badań przeprowadzonych na zwierzętach, w których oceniano wpływ aktywacji NF-κB
na funkcję makrofagów oraz przebieg miażdżycy,
są kontrowersyjne. Usunięcie NF-κB1 w makrofagach myszy LDLR(-/-) skutkowało osłabieniem
progresji miażdżycy [41]. Takie makrofagi pobrane ze zmiany miażdżycowej charakteryzowały się
zmniejszoną zdolnością do wyłapywania oxyLDL.
Badania, które przeprowadzili Wolfrum i wsp.
[42], wykazały, że u myszy ze zwiększoną ekspresją białka A20 (białko indukowane TNF-α), które
hamuje aktywację NF-κB poprzez zablokowanie
degradacji IκB, powstawanie zmian miażdżycowych jest istotnie statystycznie niższe w porównaniu z grupą kontrolną. W innych badaniach wykazano, że zwiększona ekspresja IκBα w ludzkich
makrofagach hamuje stymulowaną LPS produkcję
TNF-α, IL-1, IL-6 i IL-8 [4]. Z kolei w jeszcze
innych badaniach wykazano, że zahamowanie aktywacji NF-κB poprzez usunięcie IKK2 u myszy
LDLR(-/-) nasila tworzenie zmian miażdżycowych, sugerując, że aktywacja tego czynnika transkrypcyjnego ma korzystny wpływ na przebieg
miażdżycy [43]. Uważa się, że aktywacja NF-κB
w początkowych okresach odpowiedzi zapalnej
związana jest ze zwiększoną ekspresją genów
prozapalnych, natomiast aktywacja tego czynnika
transkrypcyjnego podczas rozwiniętego zapalenia
– z ekspresją genów przeciwzapalnych.
Komórki mięśni gładkich w miażdżycy
i restenozie: udział NF-κB
Do powstania następnego etapu zmiany miażdżycowej, czyli zmiany zaawansowanej,
zwanej inaczej zmianą włóknisto-tłuszczową,
dochodzi pod wpływem wydzielanych lokalnie,
głównie przez makrofagi, czynników wzrostowych, które sprawiają, że komórki mięśni gładkich
migrują z błony środkowej do błony wewnętrznej,
gdzie proliferują i syntetyzują składowe tkanki
łącznej [44]. Dzięki działaniu obecnych w błonie
wewnętrznej komórek mięśni gładkich dochodzi
najpierw do powstania włóknistej czapeczki pokrywającej zmianę miażdżycową, a następnie do
przebudowy ściany naczynia, prowadzącej do jej
zwężenia i w rezultacie do upośledzenia dopływu
krwi do tkanek. Warto wspomnieć, że hiperplazja
neointimy w następstwie zwiększonej proliferacji
mięśni gładkich jest główną przyczyną restenozy
po przezskórnej angioplastyce. Aktywacja NF-κB
odgrywa istotną rolę w proliferacji komórek mięśni gładkich poprzez indukcję genów stymulujących przeżycie i hamujących apotozę [30]. Wykazano, że w tkankach pobranych ze zdrowych naczyń nie stwierdza się aktywacji NF-κB, natomiast
w jądrach komórek mięśni gładkich pobranych ze
zmiany miażdżycowej zaobserwowano obecność
białek Rel [4]. Przeprowadzono wiele eksperymentów mających na celu ocenę wpływu NF-κB
na proliferację komórek mięśni gładkich, których
wyniki są cytowane w pracy de Winthera i wsp.
[31]. Z badań tych wynika, że zastosowanie różnych inhibitorów aktywacji NF-κB hamuje hiperplazję neointimy w zwierzęcym modelu doświadczalnym i proliferację komórek mięśni gładkich in
vitro.
Udział aktywacji NF-κB w pękaniu płytki
miażdżycowej i wystąpieniu ostrych
epizodów wieńcowych
Zmiana zaawansowana może mieć postać
stabilną lub niestabilną, czyli podatną na pękanie
[45, 46]. Taka płytka, w porównaniu ze zmianą
stabilną, ma cienką czapeczkę włóknistą pokrywającą zmianę miażdżycową, duży rdzeń lipidowy i zwiększoną liczbę komórek zapalnych.
Jedną z przyczyn osłabienia pokrywy łącznotkankowej jest trawienie jej składowych przez metaloproteinazy produkowane przez zaktywowane
makrofagi. Ponadto zaktywowane makrofagi są
źródłem czynnika tkankowego (TF, tissue factor), będącego aktywatorem zewnątrzpochodnej
drogi krzepnięcia. Pękanie płytki miażdżycowej
powoduje zetknięcie się krwi z trombogennym
materiałem zmiany miażdżycowej i powstanie
zakrzepu, który może spowodować zamknięcie
światła naczynia, co jest bezpośrednią przyczyną
powstania ostrych powikłań klinicznych miażdży-
41
cy. Ekspresja zarówno metaloproteinaz, jak i TF
jest pod kontrolą NF-κB [5]. Ponadto sugeruje
się, że NF-κB stanowi łącznik między zapaleniem
a zakrzepicą poprzez regulację ekspresji jednego
z głównych mechanizmów przeciwzakrzepowych,
jakim jest białko C. Istnieje wiele dowodów na
to, że aktywacja NF-κB może się przyczyniać do
pękania płytki miażdżycowej. Wilson i wsp. [47]
wykazali, że w naczyniach wieńcowych u pacjentów z niestabilną postacią choroby niedokrwiennej
immunoreaktywność na obecność aktywnej postaci NF-κB jest dużo wyższa niż u pacjentów z postacią stabilną. Spontaniczną aktywację NF-κB
w monocytach wykazano u 82% pacjentów z niestabilną postacią choroby niedokrwiennej i wysokimi poziomami CRP, a tylko u 21% pacjentów ze
stabilną postacią [48]. Aktywacja NF-κB odgrywa
również istotną rolę w odpowiedzi mięśnia sercowego na niedotlenienie [49]. Aktywatorami tej odpowiedzi mogą być: TNF-α, IL-1 czy endogenne
ligandy dla receptorów TLR (toll-like receptors),
które są uwalniane w odpowiedzi na niedotlenienie. Ponadto niedotlenienie może prowadzić do
nasilenia stresu oksydacyjnego, który – jak wspomniano wcześniej – jest aktywatorem tego czynnika transkrypcyjnego. Podobnie reoksygenacja,
z którą mamy do czynienia w następstwie reperfuzji po udrożnieniu naczynia, prowadzi do aktywacji NF-κB poprzez indukcję zwiększonej produkcji RFT. Tak więc aktywacja NF-κB w mięśniu
sercowym w następstwie niedotlenienia lub reperfuzji może prowadzić do indukcji wielu białek
promujących rekrutacje leukocytów i mechanizmów odpowiedzi zapalnej. Potwierdzają to wyniki licznych badań. Valen i wsp. [50] wykazali
obecność aktywnej postaci p50/p65 w wycinkach
pobranych w trakcie operacji na otwartym sercu
z towarzyszącym wzrostem ekspresji ICAM-1,
TNF-α i IL-1. Zahamowanie aktywacji NF-κB poprzez zastosowanie farmakologicznego inhibitora
IKK związane było ze zmniejszeniem uszkodzenia mięśnia sercowego w zwierzęcym modelu zawału mięśnia sercowego [51].
NF-κB jako cel dla terapii przeciwzapalnej
i przeciwmiażdżycowej
Biorąc pod uwagę fakt, że szlaki sygnalizacyjne, w których pośredniczy NF-κB, są jedną
z głównych dróg transkrypcji sygnału zaangażowanych w powstawanie różnych etapów miażdżycy, wydaje się, że możliwość hamowania tego
czynnika transkrypcyjnego może być celem terapeutycznym w leczeniu chorób, których podłożem
jest miażdżyca.
42
Liczne leki powszechnie stosowane w praktyce klinicznej wykazują właściwości wykraczające poza ich przyjęte działanie farmakologiczne.
Wśród mechanizmów odpowiedzialnych za ich
„plejotropowe” działanie wymienić należy to, że
wiele tych leków hamuje aktywację NF-κB. Takim przykładem mogą być statyny. Jest to grupa
leków, których działanie wykracza daleko poza
hamowanie syntezy cholesterolu. Z badań klinicznych wynika, że statyny mają korzystny wpływ
u pacjentów z relatywnie niskim poziomem cholesterolu, a wysokimi poziomami CRP [52]. To plejotropowe działanie może być po części wynikiem
ich wpływu na NF-κB. Jak wynika z badań in vitro, statyny zwiększają ekspresję białka inhibitorowego IκBα w komórkach mięśni gładkich i komórkach śródbłonka [53]. W innych badaniach
wykazano, że symwastatyna zmniejsza stymulowaną TNF-α i IL-1 ekspresję ICAM-1 i VCAM-1
z następowym osłabieniem adhezji mononuklearnych leukocytów do komórek śródbłonka poprzez
zahamowanie aktywacji NF-κB [54]. Martín-Ventura i wsp. [55] dokonali oceny wycinków z pokrytych zmianą miażdżycową tętnic szyjnych oraz
mononuklearnych leukocytów pobranych z krwi
obwodowej u pacjentów, którzy wcześniej nie
byli leczeni. Pacjenci poddani intensywnej terapii
atorwastatyną (8 mg/dzień) przez miesiąc porównywani byli z tymi, którzy nie otrzymywali leku.
Atorwastatyna zmniejszała infiltrację makrofagów do zmiany miażdżycowej, aktywację NF-κB
oraz ekspresję MCP-1 i COX-2. Podobnie terapia atorwastatyną związana była z osłabieniem
aktywacji NF-κB oraz zmniejszeniem ekspresji
mRNA dla MCP-1 i COX-2 w mononuklearnych
leukocytach.
W leczeniu chorób sercowo-naczyniowych
stosuje się również leki z grupy agonistów PPAR
(peroxisome proliferator-activated receptors). Wykazano, że ligandy dla PPARγ hamują ekspresję
cytokin i śródbłonkowych cząsteczek adhezyjnych
poprzez hamowanie aktywacji NF-κB [56].
Inną grupą leków, które mogą działać poprzez osłabienie aktywności NF-κB, są leki hipotensyjne z grupy inhibitorów układu renina–angiotensyna. Wykorzystawszy zwierzęcy model
miażdżycy, wykazano, że podawanie chinaprylu
skutkowało zmniejszeniem poziomu cytokin zapalnych i redukcją infiltracji makrofagów z jednoczesnym zahamowaniem aktywacji NF-κB [57].
W innych badaniach przeprowadzonych u pacjentów z miażdżycą tętnic szyjnych zaobserwowano,
że skojarzona terapia inhibitorami układu renina–angiotensyna (zarówno leki z grupy inhibitorów angiotensyny, jak i z grupy inhibitorów recep-
torów dla angiotensyny) z kwasem acetylosalicylowym wiązała się z redukcją ekspresji aktywnej
postaci NF-κB w pobranych wycinkach zmian
miażdżycowych [58].
Z dotychczasowych badań wynika, że kwas
acetylosalicylowy i salicylan sodu hamują aktywację NF-κB poprzez zahamowanie zależnej od
IKK fosforylacji IκB [59]. Ponadto kwas acetylosalicylowy hamuje stymulowaną TNF-α aktywację NF-κB z towarzyszącym obniżeniem ekspresji
VCAM-1 poprzez zahamowanie p38MAPK [34].
Wśród innych niesteroidowych leków przeciwzapalnych ibuprofen również hamuje aktywację
NF-κB z jednoczesnym zahamowaniem ekspresji
VCAM-1 i ICAM-1 poprzez zablokowanie fosforylacji kinazy IκB [60]. Podobnie glikokortykosteroidy, szeroko stosowane jako leki przeciwzapalne
i immunosupresyjne, hamują aktywację NF-κB
poprzez indukcję ekspresji IκBα i tym samym zatrzymanie NF-κB w cytoplazmie lub poprzez interakcje kompleksu receptor–glikokortykosteroid
z NF-κB, co hamuje możliwość aktywacji tego
czynnika transkrypcyjnego [61]. Inne leki immunosupresyjne, takie jak cyklosporyna i takrolimus,
również hamują aktywację NF-κB. Cyklosporyna
hamuje aktywność proteasomu i tym samym osłabia degradację IκB, natomiast takrolimus blokuje
jądrową translokację c-Rel [62].
Ostatnio wykazano, że ezetymib, selektywny inhibitor wchłaniania cholesterolu w jelitach,
hamuje aktywację NF-κB w krążących we krwi
monocytach, obniża ilość monocytów i MCP-1
w zmianie miażdżycowej oraz stabilizuje płytkę
miażdżycową w eksperymentalnym modelu miażdżycy [63].
Jak wspomniano, RFT mogą aktywować
NF-κB. Znaczenie RFT w prozapalnej aktywacji
NF-κB potwierdzono w wielu badaniach, w których wykazano, że antyoksydanty, takie jak: N-acetylocysteina, ditiokarbamaty, witamina E czy peroksydaza glutationu, hamują stymulowaną mediatorami zapalenia aktywację NF-κB [64]. W wielu
zwierzęcych modelach chorób zapalnych wykazano, że dwukarbamat pirolidyny, znany inhibitor
NF-κB o właściwościach przeciwutleniających,
hamuje aktywację tego czynnika transkrypcyjnego [64]. Podobnie podawanie szczurom N-acetylocysteiny związane było z zahamowaniem aktywacji NF-κB w płucach zwierząt poddanych działaniu LPS.
Badano również wpływ różnych syntetycznych inhibitorów dróg aktywacji NF-κB na
przebieg chorób w zwierzęcych modelach doświadczalnych. Okazało się, że inhibitor IKKβ
(BMS-345541) hamuje indukowany immunizacją
bydlęcym kolagenem typu II rozwój reumatoidalnego zapalenia stawów z jednoczesnym obniżeniem ilości IL-1 obecnej w stawach [65]. Silny
i wysoce selektywny inhibitor IKK (BMS-066)
chroni szczury przed artretyzmem wywołanym
adiuwantem. To protekcyjne działanie związane
było z zahamowaniem proliferacji limfocytów T
i osłabieniem funkcji limfocytów oraz redukcją sekrecji cytokin przez monocyty [66].
Istnieje wiele badań, które pokazują, że leki
pochodzenia roślinnego o właściwościach przeciwzapalnych i antyoksydacyjnych hamują aktywację NF-κB. Spożycie naturalnych karotenoidów,
w tym likopenu, przyczynia się do zmniejszenia
ryzyka sercowo-naczyniowego [67]. Z badań in vitro wynika, że przeciwzapalne właściwości likopenu są przynajmniej częściowo efektem hamowania aktywacji NF-κB. Inny naturalny produkt,
flawonoid apigenina, wykazuje działanie antyproliferacyjne i przeciwzapalne poprzez zahamowanie
tego czynnika transkrypcyjnego z towarzyszącym
zmniejszeniem syntezy cytokin prozapalnych [68].
Apigenina hamuje aktywację NF-κB poprzez
zmniejszenie fosforylacji seryny 536 w p65 oraz
poprzez inaktywację IKK w komórkach stymulowanych LPS. Zaobserwowano, że wiskolina,
główny składnik ekstraktu z Viscum coloratum,
hamuje stymulowaną TNF-α ekspresję VCAM-1
w komórkach śródbłonka poprzez zahamowanie
generacji RFT, fosforylacji kinazy JNK oraz translokacji NF-κB do jądra [69]. Podobnie leonurina,
bioaktywny alkaloid pochodzący z Herba leonuri,
hamuje stymulowaną TNF-α ekspresję VCAM-1
i ICAM-1 poprzez zahamowanie produkcji RFT,
aktywacji p38MAPK i degradacji IκBα z następowym zahamowaniem fosforylacji p65 i translokacji NF-κB do jądra [70].
prof. dr hab. Danuta Zapolska-Downar
Zakład Laboratoryjnej Diagnostyki Medycznej
Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego
02-097 Warszawa, ul. Banacha 1
43
Piśmiennictwo
1. Ross R.: Atherosclerosis – an inflammatory disease. N. Engl. J. Med. 1999, 340: 115-126. 2. Hansson G.K., Libby P., Schönbeck U.
et al.: Innate and adaptive immunity in the pathogenesis of atherosclerosis. Circ. Res. 2002, 91: 2812-2891. 3. Libby P.: Inflammation in
cardiovascular disease mechanism. Am. J. Clin. Nutr. 2006, 83: 456-460. 4. Monaco C., Paleolog E.: Nuclear factor κB: potential therapeutic target in atherosclerosis and thrombosis. Cardiovasc. Res. 2004, 61: 671-682.
5. Pamukcu B., Lip G.Y., Shantsila E.: The nuclear factor-kappa B pathway in atherosclerosis: a potential therapeutic target for atherothrombotic vascular disease. Thromb. Res. 2011, 128: 117-123. 6. Perkins N.D.: Integrating cell-signalling pathways with NF-κB and
IKK function. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2007, 8: 49-62. 7. Oeckinghaus A., Ghosh S.: The NF-kappaB family of transcription factors and its
regulation. Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2009, 1: a000034. 8. Brasier A.R.: The NF-κB regulatory network. Cardiovasc. Toxicol. 2006,
6: 111-130. 9. Napetschnig J., Wu H.: Molecular basis of NF-κB signaling. Annu. Rev. Biophys. 2013, 42: 443-468.
10. Nelson D.E., Ihekwaba A.E., Elliott M. et al.: Oscillations in NF-κB signaling control the dynamics of gene expression. Science 2004,
306: 704-708. 11. Kunsch C., Medford R.M.: Oxidative stress as a regulator of gene expression in the vasculature. Circ. Res. 1999, 85:
753-766. 12. Haddad J.J.: Oxygen sensing and oxidant/redox-related pathways. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2004, 316: 969-977. 13. Droge W.: Free radicals in the physiological control of cell function. Physiol. Rev. 2002, 82: 47-95. 14. Spiecker M., Darlus H.,
Kaboth K. et al.: Differential regulation of endothelial cell adhesion molecule expression by nitric oxide donors and antioxidants. J. Leukocyte Biol. 1998, 63: 732-739.
15. Frey R.S., Ushio-Fukai M., Malik A.B.: NADPH oxidase-dependent signaling in endothelial cells: role in physiology and pathophysiology. Antioxid. Redox Signal. 2009, 11: 791-810. 16. Raman M., Chen W., Cobb M.H.: Differential regulation and properties of MAPKs.
Oncogene 2007, 26: 3100-3112. 17. Sabio G., Davis R.J.: TNF and MAP kinase signalling pathways. Semin. Immunol. 2014, 26: 237-245.
18. Ray P.D., Huang B.W., Tsuji Y.: Reactive oxygen species (ROS) homeostasis and redox regulation in cellular signaling. Cell Signal.
2012, 24: 981-990. 19. Cuschieri J., Maier R.V.: Mitogen-activated protein kinase (MAPK). Crit. Care Med. 2005, 33: S417-419.
20. Brand K., Page S., Rogler G. et al.: Activated transcription factor nuclear factor-kappa B is present in the atherosclerotic lesion. J. Clin.
Invest. 1996, 97: 1715-1722. 21. Wilson S.H., Caplice N.M., Simari R.D. et al.: Activated nuclear factor-kappaB is present in the coronary
vasculature in experimental hypercholesterolemia. Atherosclerosis 2000, 148: 23-30. 22. Mudau M., Genis A., Lochner A. et al.: Endothelial dysfunction: the early predictor of atherosclerosis. Cardiovasc. J. Afr. 2012, 23: 222-231. 23. Galkina E., Ley K.: Vascular adhesion molecules in atherosclerosis. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2007, 27: 2292-2301. 24. Cominacini L., Pasini A.F., Garbin U. et al.: Oxidized
low density lipoprotein (ox-LDL) binding to ox-LDL receptor-1 in endothelial cells induces the activation of NF-κB through an increased
production of intracellular reactive oxygen species. J. Biol. Chem. 2000, 275: 12633-12638.
25. Enesa K., Ito K., Luong L.A. et al.: Hydrogen peroxide prolongs nuclear localization of NF-κB in activated cells by suppressing negative
regulatory mechanisms. J. Biol. Chem. 2008, 283: 18582-18590. 26. Mohan S., Mohan N., Sprague E.A. et al.: Differential activation of
NF-κB in human aortic endothelial cells conditioned to specific flow environments. Am. J. Physiol. 1997, 273: 572-578. 27. Hajra L.,
Evans A.I., Chen M. et al.: The NF-κB signal transduction pathway in aortic endothelial cells is primed for activation in regions predisposed to atherosclerotic lesion formation. Proc. Natl. Acad. Sci. 2000, 97: 9052-9057. 28. Henke N., Schmidt-Ullrich R., Dechend R. et
al.: Vascular endothelial cell-specific NF-κB suppression attenuates hypertension-induced renal damage. Circ. Res. 2007, 101: 268-276.
29. Savoia C., Schiffrin E.L.: Vascular inflammation in hypertension and diabetes: molecular mechanisms and therapeutic interventions.
Clin. Sci. 2007, 112: 375-384.
30. Monaco C., Andreakos E., Kiriakidis S. et al.: Canonical pathway of nuclear factor κB activation selectively regulates proinflammatory and prothrombotic responses in human atherosclerosis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2004, 101: 5634-5639. 31. de Winther M.P.J.,
Kanters E., Kraal G. et al.: Nuclear factor κB signaling in atherogenesis. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2005, 25: 904-914. 32. Lamon B.D., Hajjar D.P.: Inflammation at the molecular interface of atherogenesis: an anthropological journey. Am. J. Pathol. 2008, 173:
1253-1264. 33. Lin S.J., Shyue S.K., Hung Y.Y. et al.: Superoxide dismutase inhibits the expression of vascular cell adhesion molecule-1
and intracellular cell adhesion molecule-1 induced by tumor necrosis factor-α in human endothelial cells through the JNK/p38 pathways.
Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2005, 25: 334-340. 34. Costanzo A., Moretti F., Burgio V.L. et al.: Endothelial activation by angiotensin II
through NFkappaB and p38 pathways: Involvement of NFkappaB-inducible kinase (NIK), free oxygen radicals, and selective inhibition by
aspirin. J. Cell. Physiol. 2003, 195: 402-410.
35. Ueno H., Pradhan S., Schlessel D. et al.: Nicotine enhances human vascular endothelial cell expression of ICAM-1 and VCAM-1 via
protein kinase C, p38 mitogen-activated protein kinase, NF-kappaB, and AP-1. Cardiovasc. Toxicol. 2006, 6: 39-50. 36. Gareus R., Kotsaki E., Xanthoulea S. et al.: Endothelial cell-specific NF-κB inhibition protects mice from atherosclerosis. Cell. Metab. 2008, 8: 372-383.
37. Packard R.R., Lichtman A.H., Libby P.: Innate and adaptive immunity in atherosclerosis. Semin. Immunopathol. 2009, 31: 5-22.
38. McLaren J.E., Michael D.R., Ashlin D.R. et al.: Cytokines, macrophage lipid methabolism and foam cells: implications for cardiovascular disease therapy. Prog. Lipid Res. 2011, 50: 331-347. 39. Brach M.A., Henschler R., Mertelsmann R.H. et al. Regulation of M-CSF
expression by M-CSF: role of protein kinase C and transcription factor NF kappa B. Pathobiology 1991, 59: 284-288.
40. Uitz E., Bahadori B., McCarty M.F. et al.: Practical strategies for modulating foam cell formation and behavior. World J. Clin. Cases
2014, 2: 497-506. 41. Kanters E., Gijbels M.J., van der Made I. et al.: Hematopoietic NF-κB1 deficiency results in small atherosclerotic
lesions with an inflammatory phenotype. Blood 2004, 103: 934-994. 42. Wolfrum S., Teupser D., Tan M. et al.: The protective effect of A20
on atherosclerosis in apolipoprotein E-deficient mice is associated with reduced expression of NF-kappaB target genes. Proc. Natl. Acad.
Sci. USA 2007, 104: 18601-18606. 43. Xanthoulea S., Curfs D.M., Hofker M.H. et al.: Nuclear factor kappa B signaling in macrophage
function and atherogenesis. Curr. Opin. Lipidol. 2005, 16: 536-542. 44. Schwartz S.M., Virmani R., Rosenfeld M.E.: The good smooth
muscle cells in atherosclerosis. Curr. Atheroscler. Rep. 2000, 2: 422-429.
44
45. Libby P.: The molecular mechanisms of the thrombotic complications of atherosclerosis. J. Intern. Med. 2008, 263: 517-527. 46. Halvorsen B., Otterdal K., Dahl T.B. et al.: Atherosclerotic plaque stability – what determines the fate of a plaque? Prog. Cardiovasc. Dis. 2008,
51: 183-194. 47. Wilson S.H., Best P.J., Edwards W.D. et al.: Nuclear factor-kappaB immunoreactivity is present in human coronary plaque
and enhanced in patients with unstable angina pectoris. Atherosclerosis 2002, 160: 147-153. 48. Luizzo G., Santamaria M., Biasucci L.M.
et al.: Persistent activation of nuclear factor kappa-B signaling pathway in patients with unstable angina and elevated levels of C-reactive
protein evidence for a direct proinflammatory effect of azide and lipopolysaccharide-free C-reactive protein on human monocytes via nuclear factor kappa-B activation. J. Am. Coll. Cardiol. 2007, 49: 185-194. 49. van der Heiden K., Cuhlmann S., Luong A. et al.: Role of nuclear
factor kappaB in cardiovascular health and disease. Clin. Sci. (Lond.) 2010, 118: 593-605.
50. Valen G., Paulsson G., Vaage J.: Induction of inflammatory mediators during reperfusion of the human heart. Ann. Thorac. Surg.
2001, 71: 226-232. 51. Zingarelli B., Hake P.W., Denenberg A. et al.: Sesquiterpene lactone parthenolide, an inhibitor of IkappaB kinase
complex and nuclear factor-kappaB, exerts beneficial effects in myocardial reperfusion injury. Shock 2002, 17: 127-134. 52. Ridker
P.M., Rifai N., Clearfield M. et al.: Measurement of C-reactive protein for the targeting of statin therapy in the primary prevention of acute
coronary events. N. Engl. J. Med. 2001, 344: 1959-1965. 53. Dichtl W., Dulak J., Frick M. et al.: HMG-CoA reductase inhibitors regulate
inflammatory transcription factors in human endothelial and vascular smooth muscle cells. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2003, 23: 58-63. 54. Zapolska-Downar D., Siennicka A., Kaczmarczyk M. et al.: Simvastatin modulates TNFα-induced adhesion molecules expression
in human endothelial cells. Life Sci. 2004, 75: 1287-1302.
55. Martín-Ventura J.L., Blanco-Colio L.M., Gómez-Hernández A. et al.: Intensive treatment with atorvastatin reduces inflammation
in mononuclear cells and human atherosclerotic lesions in one month. Stroke 2005, 36: 1796-1800. 56. Delerive P., De Bosscher K.,
Besnard S. et al.: Peroxisome proliferator-activated receptor alpha negatively regulates the vascular inflammatory gene response by negative cross-talk with transcription factors NF-kappaB and AP-1. J. Biol. Chem. 1999, 274: 32048-32054. 57. Hernandez-Presa M.A.,
Bustos C., Ortego M. et al.: ACE inhibitor quinapril reduces the arterial expression of NF-kappaB-dependent proinflammatory factors but
not of collagen I in a rabbit model of atherosclerosis. Am. J. Pathol. 1998, 153: 1825-1837. 58. Sattler K.J., Woodrum J.E., Galili O. et al.:
Concurrent treatment with renin-angiotensin system blockers and acetylsalicylic acid reduces nuclear factor kappaB activation and C-reactive protein expression in human carotid artery plaques. Stroke 2005, 36: 14-20. 59. Kopp E., Ghosh S.: Inhibition of NF-κB by sodium
salicylate and aspirin. Science 1994, 265: 956-959.
60. Scheuren N., Bang H., Münster T. et al.: Modulation of transcription factor NF-kappaB by enantiomers of the nonsteroidal drug ibuprofen. Br. J. Pharmacol. 1998, 23: 645-652. 61. Smoak K.A., Cidlowski J.A.: Mechanisms of glucocorticoid receptor signaling during inflammation. Mech. Ageing Dev. 2004, 125: 697-706. 62. Marienfeld R., Neumann M., Chuvpilo S.: Cyclosprin A interference with the inducible
degradation of NF-kappaB inhibitors, but not the processing of 105/NF-kappaB1 I T cells. Eur. J. Immunol. 1997, 27: 1601-1609. 63. Gómez-Garre D., Muñoz-Pacheco P., González-Rubio M.L. et al.: Ezetimibe reduces plaque inflammation in a rabbit model of atherosclerosis
and inhibits monocyte migration in addition to its lipid-lowering effect. Br. J. Pharmacol. 2009, 156: 1218-1227. 64. Madonna R., De
Caterina R.: Relevance of new drug discovery to reduce NF-κB activation in cardiovascular disease. Vascul. Pharmacol. 2012, 19: 41-47.
65. McIntyre K.W., Shuster D.J., Gillooly K.M. et al.: A highly selective inhibitor of I kappa B kinase, BMS-345541, blocks both joint inflammation and destruction in collagen-induced arthritis in mice. Arthritis Rheum. 2003, 48: 2652-2659. 66. Gillooly K.M., Pattoli M.A.,
Taylor T.A. et al.: Periodic, partial inhibition of IκB kinase B-mediated signaling yields therapeutic benefit in preclinical models of rheumatoid arthritis. JPET 2009, 331: 349-360. 67. Heber D., Lu QY.: Overview of mechanisms of action of lycopene. Exp. Biol. Med. 2002, 227:
920-923. 68. Nicholas C., Batra S., Vargo M.A. et al.: Apigenin blocks lipopolysaccharide-induced lethality in vivo and proinflammatory
cytokines expression by inactivating NF-kappaB through the suppression of p65 phosphorylation. J. Immunol. 2007, 179: 7121-7127.
69. Liang C.J., Wang S.H., Chen Y.H. et al.: Viscolin reduces VCAM-1 expression in TNF-α-treated endothelial cells via the JNK/NF-κB and
ROS pathway. Free Radical Biology and Medicine 2011, 51: 1337-1346.
70. Liu X., Pan L., Wang X. et al.: Leonurine protects against tumor necrosis factor-α-mediated inflammation in human umbilical vein
endothelial cells. Atherosclerosis 2012, 222: 34-42.
45
lek. Krzysztof Bryniarski, dr n. med. Barbara Jasiewicz-Honkisz, lek. Agata Schramm,
lek. Ida Marchewka, lek. Iwona Gawlik, dr n. med. Tomasz Śliwa,
prof. dr hab. n. med. Krzysztof Żmudka, prof. dr hab. n. med. Tomasz J. Guzik
WPŁYW ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA
NA RYZYKO SERCOWO-NACZYNIOWE ORAZ NA ROZWÓJ CHORÓB
ALERGICZNYCH
EFFECTS OF AIR POLLUTION ON CARDIOVASCULAR RISK
AND DEVELOPMENT OF ALLERGIC DISEASE
Streszczenie
Zgodnie z danymi Światowej Organizacji
Zdrowia w 2012 r. zanieczyszczenie powietrza odpowiadało za 3,7 miliona zgonów, czyli 6,7% wszystkich zgonów na świecie. Spośród nich 11% było
spowodowanych przewlekłą obturacyjną chorobą
płuc, a 29% – chorobą serca lub udarem. Według
danych GUS w wielu regionach Polski norma średniego rocznego stężenia takich cząstek, jak: PM10,
PM2,5, SO2, NOx czy CO, jest często przekraczana
o kilkadziesiąt procent, natomiast norma średniego
dziennego zanieczyszczenia powietrza w niektórych
miejscach Polski – nawet o kilkaset procent.
Wdychanie zanieczyszczonego powietrza
skutkuje stresem oksydacyjnym i związanym z nim
procesem zapalnym, zwiększeniem aktywności endoteliny-1 oraz zaburzeniami równowagi autonomicznego układu nerwowego.
Według licznych badań efektem wzrostu
stężenia zanieczyszczenia powietrza mogą być:
wzrost śmiertelności z powodu chorób sercowo-naczyniowych, wzrost ciśnienia tętniczego i ryzyka
choroby niedokrwiennej serca oraz zwiększenie
ryzyka udaru mózgu. Zwiększone stężenie zanieczyszczenia powietrza wiąże się także ze wzrostem
ryzyka zapadalności na astmę, zwiększoną o kilkanaście procent liczbą hospitalizacji z powodów płucnych oraz wzrostem częstotliwości kaszlu i świszczącego oddechu.
Jako osoby mające wpływ na stan zdrowia
społeczeństwa poprzez działalność naukową, leczniczą oraz dydaktyczną powinniśmy zwrócić szczególną uwagę na pacjentów obarczonych ryzykiem
sercowo-naczyniowym lub żyjących na bardziej
zanieczyszczonych terenach. Powinniśmy uczulić
ich na potencjalne skutki przebywania w zanieczyszczonym środowisku, a tym samym odradzić
im większy wysiłek w miejscach, gdzie normy zanieczyszczeń powietrza są wyraźnie przekroczone.
46
Słowa kluczowe: zanieczyszczenie powietrza, alergia, nadciśnienie, choroba niedokrwienna serca
Abstract
According to the World Health Organization, ambient air pollution was responsible for 3.7
million deaths worldwide in 2012. 11% of these
deaths were caused by chronic obstructive pulmonary disease and 29% by heart disease or stroke. In
many regions of Poland, the mean annual average
concentration of particles such as PM10, PM2,5,
SO2, NOx or CO is frequently exceeded by several
dozen percent, while the daily average is exceeded
by several hundred percent.
Inhalation of ambient air pollution causes
oxidative stress, increased inflammatory processes,
increased activity of endothelin-1 and imbalance of
the autonomic nervous system.
According to many studies, a raised concentration of ambient air pollution may increase mortality due to cardiovascular disease, hypertension, risk
of ischaemic heart disease and increased number of
strokes. A higher concentration of ambient air pollution is also responsible for an increased incidence
rate of asthma, higher number of hospitalizations
due to pulmonary diseases and a higher frequency of
coughing and wheezing in exposed populations.
Having influence on the health of society
through academic and medical activities, we should
focus our attention on all patients with increased cardiovascular risk or living in heavily polluted areas. We
should explain to them the possible effects of being in
places with increased ambient air pollution levels, and
advise them against performing physical exercise in
areas where pollution standards are exceeded.
Key words: air pollution, allergy, hypertension, coronary heart disease
Wstęp
Zgodnie z danymi Światowej Organizacji
Zdrowia (WHO) w 2012 r. zanieczyszczenie powietrza odpowiadało za 3,7 miliona zgonów, co
stanowi blisko 6,7% wszystkich zgonów na świecie. Spośród nich 11% było spowodowanych przewlekłą obturacyjną chorobą płuc (POChP), 13%
– infekcją dróg oddechowych, 16% – rakiem płuc
i aż 29% – chorobą serca lub udarem. Z kolei w badaniu The Global Burden of Disease wykazano, że
spośród 52,8 miliona zgonów na całym świecie
w 2010 r. aż 3,1 miliona (5,9%) było spowodowanych zanieczyszczeniem powietrza. Ponadto
zanieczyszczenie powietrza zostało umieszczone
na liście modyfikowalnych czynników ryzyka na
9. miejscu, przed małą aktywnością fizyczną czy
wysokim poziomem cholesterolu [1]. Według danych GUS w wielu regionach Polski norma średniego rocznego stężenia takich cząstek, jak: PM10,
PM2,5, SO2, NOx czy CO, jest często przekraczana
o kilkadziesiąt procent, natomiast norma średniego dziennego zanieczyszczenia powietrza w wielu
miejscach, jak choćby w Krakowie – nawet o kilkaset procent. W niniejszym artykule przedstawiono korelację między stężeniami poszczególnych
cząstek a zapadalnością na choroby sercowo-naczyniowe, takie jak: nadciśnienie tętnicze, zawały serca i udary mózgu, a także przeanalizowano
ewentualny wpływ chorób alergicznych na przebieg opisanych wcześniej zależności.
W skład zanieczyszczeń powietrza wchodzi wiele różnych cząstek, zarówno stałych, jak
i ciekłych zawieszonych w powietrzu. Ze względu
na wielkość dzielimy je na PM10, o średnicy do
10 µm, oraz PM2,5, o średnicy nie większej niż
2,5 µm. W literaturze wyszczególnia się jeszcze
jedną grupę zanieczyszczeń pyłowych – PM1, nazywanych również cząstkami bardzo drobnymi lub
ultradrobnymi (UFP, ultrafine particles), o średnicy mniejszej niż 1 µm. Szczegółowy podział pyłów przedstawiono w tabeli 1.
Źródłami pyłów w powietrzu są właściwie wszystkie procesy produkcyjne – pochodzące
Tabela 1. Podział zanieczyszczeń powietrza ze względu na wielkość cząstek.
Nazwa cząstek
Skrót
Cząstki bardzo grube
Średnica cząstek
> 10 µm
Cząstki grube
PM10
2,5–10 µm
Cząstki drobne
PM2,5
1–2,5 µm
Cząstki bardzo
drobne
PM1
< 1 µm
z emisji pierwotnej związki węgla (węgiel organiczny i węgiel elementarny) – oraz procesy spalania oleju napędowego w wyniku transportu drogowego (związki amonowe, azotany i siarczany). Co
istotne, pył PM2,5 stanowi ok. 70% składu pyłu
PM10.
Dwutlenek azotu to brunatny, silnie toksyczny gaz o ostrym zapachu. Jest on substancją
oddziałującą w sposób szkodliwy na roślinność
i zdrowie ludzkie. Tlenki azotu odpowiadają również za tworzenie się dziury ozonowej, a w rezultacie za efekt cieplarniany. W połączeniu z gazowymi węglowodorami tworzą w określonych
warunkach atmosferycznych zjawisko smogu fotochemicznego. Źródłem tlenków azotu są procesy
spalania w wysokich temperaturach. Emisja tlenków azotu w 43% pochodzi ze źródeł mobilnych
(transport drogowy), w 27% – z energetyki zawodowej, w 9% zaś – z energetyki przemysłowej.
Podczas spalania paliw kopalnych zawarta
w nich siarka łączy się z tlenem, tworząc głównie dwutlenek siarki – SO2. Emisja przez wysokie
kominy przyczynia się do transportu tego gazu na
duże odległości. Ponieważ jest on łatwo rozpuszczalny w wodzie, bardzo dobrze przenika przez
błony śluzowe nosa i dróg oddechowych. Wykazuje głównie działanie drażniące. Dominujący udział
w emisji dwutlenku siarki w Polsce mają inne źródła stacjonarne (patrz wyżej) (39,1%), ponadto
znaczący w niej udział ma energetyka zawodowa
(37,6%), a także energetyka przemysłowa (20,7%).
Uważa się, że największy wpływ na zdrowie pacjentów mają: pyły PM10 oraz PM2,5, tlenki azotu oraz tlenki siarki (IV).
Mechanizmy działania pyłów na organizm
człowieka
Pyły zawieszone działają drażniąco, karcinogennie oraz alergizująco. W zależności od średnicy cząstek można się spodziewać różnej lokalizacji procesu chorobowego. Im większa średnica
cząstek, tym w wyższej części układu oddechowego ulegają one depozycji i mogą prowadzić do
rozwoju stanów chorobowych.
Uważa się, że najważniejsze są cząstki pyłu
przenikające do obszaru wymiany gazowej; frakcja ta nazywana jest pyłem respirabilnym. Pozostałe cząstki tworzą frakcję nierespirabilną (osadzają się w obrębie górnych dróg oddechowych
i w obszarze tchawiczo-oskrzelowym). Depozycję
pyłów w zależności od średnicy cząstek przedstawia rycina 1.
Wnikające cząstki pyłu w drzewie oskrzelowym uszkadzają nabłonek dróg oddechowych
47
Rycina 1. Depozycja pyłów w zależności od średnicy cząstek. Cząstki o średnicy > 10 μm osadzają się w górnych
drogach oddechowych, cząstki o średnicy 3–10 μm deponowane są w tchawicy i oskrzelach, natomiast cząstki
o średnicy mniejszej niż 3 μm docierają do pęcherzyków płucnych, gdzie poprzez barierę pęcherzykowo-włośniczkową mogą przenikać do układu krążenia.
Górne drogi oddechowe > 10 μm
Tchawica i oskrzela 3–10 μm
Pęcherzyki płucne < 3 μm
i blokują naturalny proces oczyszczania drzewa
oskrzelowego, co dodatkowo ułatwia wnikanie
pyłu do obszaru pęcherzykowego. Po wniknięciu do krwiobiegu sprzyjają wzrostowi zaburzeń
skutkujących rozwojem chorób sercowo-naczyniowych. Wydaje się, iż do rozwoju tych zaburzeń
prowadzą 3 szlaki. Po pierwsze [1] ekspozycja na
zanieczyszczenia pyłowe, zwłaszcza PM2,5, wywołuje stres oksydacyjny i związany z nim proces
zapalny, po drugie [2] dochodzi do zwiększenia
stężenia E-selektyny [3], po trzecie zaś – do zaburzeń równowagi autonomicznego układu nerwowego (pobudzenie układu sympatycznego przy
jednoczesnym wyhamowaniu układu parasympatycznego) [2]. Potwierdzeniem tego jest wzrost
stężenia prozapalnych cytokin, takich jak interleukina 6 (Il-6) [3] i czynnik martwicy nowotworów
(TNF-α, tumor necrosis factor) [4], a także białka
C-reaktywnego (CRP, C-reactive protein) oraz fibrynogenu [3] po ekspozycji na zanieczyszczenia
pyłowe.
Dodatkowo u pacjentów po nawet krótkotrwałej ekspozycji na cząsteczki pyłu, zwłaszcza
frakcji respirabilnej, dochodzi do zwiększenia liczby leukocytów w drzewie oskrzelowym (oznaczono w BAL) [5], natomiast ekspozycja na działanie
cząsteczek o bardzo małej średnicy prowadzi do
zwiększenia odsetka leukocytów również we krwi
obwodowej [6].
UFP mają dużą zdolność do odkładania
się w płucach oraz przenikania przez nabłonek do
układu krążenia. Wykazano związek aktywności
fizycznej w trakcie wdychania powietrza zawiera-
48
jącego UFP ze zmniejszeniem aktywacji limfocytów T oraz liczby monocytów we krwi. Wzrost stężenia UFP we wdychanym powietrzu u zdrowych
osobników poddawanych wysiłkowi fizycznemu
powodował spadek ekspresji cząsteczki adhezyjnej ICAM-1 na monocytach. U pacjentów z astmą
wykonujących ćwiczenia fizyczne w trakcie inhalacji z UFP obserwowano spadek liczby eozynofili
i subpopulacji CD4+ limfocytów T we krwi oraz
spadek ekspresji ICAM-1 na granulocytach [7].
Doniesienie to nie potwierdziło wpływu zanieczyszczeń powietrza UFP na aktywację komórek
układu immunologicznego i reakcję zapalną. Wydaje się, że wpływ zanieczyszczeń powietrza na
aktywację układu immunologicznego może się
różnić nie tylko w zależności od wielkości cząstek,
lecz także w zależności od czasu i charakteru ekspozycji na zanieczyszczenia. W opisanym badaniu
pacjenci poddawani byli inhalacjom powietrzem
zawierającym UFP przez 2 h w odstępie 2 tygodni.
Z kolei badanie przeprowadzone w Danii, w którym przez 2 dni mierzono stężenie zanieczyszczenia powietrza w mieszkaniach badanych osób oraz
na zewnątrz, wykazało związek obecności cząstek
zawieszonych (PNC, particle number concentration) w powietrzu domowym z pogorszeniem
funkcji płuc oraz ze wzrostem poziomu hemoglobiny glikowanej. Obserwowano również wzrost
liczby leukocytów oraz spadek ekspresji cząsteczek adhezyjnych na monocytach, prawdopodobnie związany z przyleganiem monocytów, na których zachodzi ekspresja, do komórek śródbłonka.
O aktywacji układu immunologicznego spowo-
dowanej zanieczyszczeniem powietrza świadczy
korelacja stężenia PM2,5 z CRP. Wysokie stężenie
PNC w powietrzu zewnętrznym pogarszało natomiast funkcję mikrokrążenia (MVF) [8].
Zanieczyszczenia powietrza a choroby
sercowo-naczyniowe
Wpływowi zanieczyszczenia powietrza na
śmiertelność oraz choroby sercowo-naczyniowe
poświęcono już wiele badań, opinie na ten temat
wydali również eksperci z European Society of
Cardiology i American Heart Association [9–13].
Pierwsze przesłanki sięgają czasów starożytnych,
kiedy to Pliniusz Młodszy opisał śmierć swojego
wujka spowodowaną wdychaniem pyłów wydobywających się z Wezuwiusza [14]. Bardzo ciekawym przykładem jest spadek liczby zgonów
z przyczyn sercowo-naczyniowych o 10,3% (95%
CI: 8–13) w Irlandii po wprowadzeniu zakazu używania koksu do ogrzewania gospodarstw domowych [9]. Innym przykładem jest śmierć kilkunastu tysięcy ludzi w 1952 r. w Londynie na skutek
dramatycznego wzrostu stężenia SO2 w powietrzu
w ciągu kolejnych 5 dni. Krótkotrwały wzrost stężenia PM2,5, PM10 lub NO o 10 µg/m3 zależnie
od źródeł powoduje zwiększenie śmiertelności
ogólnej o 0,2–1%, a także wzrost śmiertelności
z przyczyn sercowo-naczyniowych o 0,4–0,8%
[15–18]. Gold i wsp. [19] wykazali, że chwilowa
ekspozycja na wysokie zanieczyszczenie powietrza zwiększa śmiertelność z powodu chorób sercowo-naczyniowych aż o 69%. Tymczasem długotrwałe narażenie na zanieczyszczenie powietrza
powoduje jeszcze większy wzrost śmiertelności
– według analizy przeprowadzonej przez Hoeka
i wsp. [20] na każdy wzrost pyłów PM2,5 o 10 µg/
m3 przypada 11-procentowy wzrost śmiertelności
(95% CI: 6–16). W badaniu prowadzonym przez
Miller i wsp. [21] każdy wzrost stężenia pyłów
PM2,5 o 10 µg/m3 powodował u kobiet wzrost
HR choroby sercowo-naczyniowej o 1,24 (95%
CI: 1,09–1,41) oraz wzrost HR zgonu z powodu
choroby sercowo-naczyniowej o 1,76 (95% CI:
1,25–2,47). Należy zwrócić uwagę, że śmiertelność związana z zanieczyszczeniem powietrza
może się różnić w zależności od pory roku. Ito
i wsp. [22] w badaniu przeprowadzonym w Nowym Jorku wykazali, że śmiertelność z przyczyn
sercowo-naczyniowych była zdecydowanie mocniej skorelowana z zanieczyszczeniem powietrza
w ciepłym sezonie. Zanieczyszczenie powietrza
może też wpływać na częstość wizyt w szpitalu.
W szpitalach w Szanghaju odnotowano do prawie
1,5% więcej wizyt [23] z powodu chorób serco-
wo-naczyniowych przy zwiększonych stężeniach
pyłów PM2,5, PM10 oraz SO2 i NO2. Korelacja ta
była silniejsza u osób powyżej 65. r.ż. Do podobnych wniosków doszli badacze z Australii i Nowej
Zelandii [24].
Zanieczyszczenia powietrza a funkcja
śródbłonka
Jak wiadomo, podłoże chorób sercowo-naczyniowych stanowi miażdżyca oraz towarzysząca
jej dysfunkcja śródbłonka naczyń.
Brook i wsp. [25] wykazali wpływ zanieczyszczeń powietrza PM2,5 i O3 na pogorszenie
funkcji śródbłonka ocenianej metodą rozszerzalności tętnicy zależnej od przepływu (FMD, flow-mediated dilation) u młodych osobników, bez
czynników ryzyka, poddawanych krótkim inhalacjom z PM2,5 oraz O3 w porównaniu z grupą
kontrolną poddawaną inhalacjom czystym powietrzem [25]. Krótkotrwała ekspozycja na zanieczyszczenia środowiska ma również wpływ na
sztywność tętnic u osób starszych ocenianą metodą tonometrii aplanacyjnej [26]. Ponadto badając
kompleks intima-media (IMT), wykazano, że jego
progresja jest szybsza u osób bardziej narażonych
na zanieczyszczenie powietrza [27].
Zanieczyszczenia powietrza a nadciśnienie
tętnicze
Badanie przeprowadzone przez Foraster
i wsp. [28] na 3700 ochotnikach w wieku 35–83 lat
wykazało, iż wzrost NO2 o 10 µg/m3, spowodowany zwiększonym ruchem drogowym, był związany ze wzrostem ciśnienia skurczowego krwi
o 1,4 mmHg (95% CI: 0,14–2,55). Dodatkowo
wzrost ciśnienia był większy u osób cierpiących
na choroby sercowo-naczyniowe (CVD, cardiovascular disease). Warto zaznaczyć, że w badaniu wzięto pod uwagę hałas spowodowany przez
samochody, który także został uznany za czynnik
mogący zwiększyć ciśnienie tętnicze krwi [29].
Badanie jest spójne z innymi pracami na ten temat
– Chuang i wsp. [30] stwierdzili, że wzrost NO2
o 10 µg/m3 powoduje wzrost ciśnienia skurczowego o 11,22 mmHg (95% CI: 8,56–13,89). W badaniu Cosselmana i wsp. [31] wykazano, że narażenie na spaliny z silników Diesla (będące głównym
źródłem pyłów PM2,5) skutkuje wzrostem ciśnienia skurczowego o 3,8 mmHg (95% CI: 0,4−8,0)
i o 5,1 mmHg (95% CI: 0,7–9,5) odpowiednio po
30 i 60 min po narażeniu na spaliny. Co ciekawe,
nie zauważono wzrostu ciśnienia rozkurczowego lub częstości rytmu serca. Wadą tego badania
49
była relatywnie mała grupa uczestników – 45 osób
niepalących w wieku 18–49 lat. Wzrost zarówno
skurczowego, jak i rozkurczowego ciśnienia krwi
zaobserwowano w osobnych badaniach w Bostonie oraz Detroit [32]. W Bostonie każdy wzrost
pyłów PM o 10,5 μg/m3 wiązał się ze wzrostem
ciśnienia skurczowego o 2,8 mmHg oraz rozkurczowego o 2,7 mmHg. Warto jeszcze wspomnieć
o badaniu przeprowadzonym w Meksyku [33],
w którym krótkotrwałe narażenie na spaliny samochodowe powodowało wyraźny wzrost częstotliwości rytmu serca.
Zanieczyszczenia powietrza a zawały serca
Zanieczyszczenie powietrza skutkuje także
wzrostem częstotliwości zawałów serca powikłanych lub niepowikłanych zgonem. Badanie przeprowadzone w Stanach Zjednoczonych na 65 893
kobietach [21] wykazało, że podczas długotrwałej
ekspozycji przy każdym zwiększeniu stężenia pyłów PM2,5 o 10 μg/m3 są one bardziej narażone
na chorobę niedokrwienną serca (HR 1,21; 95%
CI: 1,04–1,42), zawał serca (HR 1,06; 95% CI:
0,85–1,34), a także zgon spowodowany chorobą
wieńcową (HR 2,21; 95% CI: 1,17–4,16). Podobne
wyniki uzyskano w badaniu ESCAPE [34], w którym wzrost stężenia pyłów PM10 o 10 µg/m3 oraz
pyłów PM2,5 o 5 µg/m3 wiązał się ze zwiększonym ryzykiem choroby niedokrwiennej serca odpowiednio o 12% i 13%. Warto zwrócić uwagę,
że wzrost ryzyka choroby niedokrwiennej serca
zaobserwowano także w warunkach poniżej rekomendowanych wartości średniorocznych pyłów
PM. W innych badaniach korelacje między ryzykiem zawału a zanieczyszczeniem powietrza były
podobne [35]. W dwóch badaniach przeprowadzonych przez Petersa (jedno w USA, drugie w Niemczech [36, 37]) powiązano występowanie zawału
serca z chwilową ekspozycją na zanieczyszczone powietrze. W USA zwiększona częstotliwość
zawałów następowała po 1–3 h od ekspozycji,
a w Niemczech – po 1 h od ekspozycji.
Zaobserwowano również związek zanieczyszczeń powietrza z występowaniem zawału
serca z uniesieniem odcinka ST – wzrost stężenia
PM2,5 o 7,1 μg/m³ 1 h przed wystąpieniem objawów związany był z 18-procentowym wzrostem
ryzyka ostrego zespołu wieńcowego z uniesieniem
odcinka ST (STEMI, ST elevation myocardial infarction). Nie wykazano natomiast wpływu zanieczyszczeń powietrza na występowanie zawałów
bez uniesienia odcinka ST (NSTEMI, no ST elevation myocardial infarction). Ryzyko to było większe u pacjentów z nadciśnieniem [38].
50
Zanieczyszczenia powietrza a udary mózgu
Zanieczyszczenie powietrza wiąże się także z innymi chorobami sercowo-naczyniowymi,
takimi jak: udar, zaburzenia rytmu i niewydolność serca. Według metaanalizy wcześniejszych
badań przeprowadzonej w „Journal of American
Heart Association” [39] krótkotrwały wzrost stężenia PM2,5 oraz PM10 skutkował zwiększoną
śmiertelnością związaną z udarem o odpowiednio
1,4% (95% CI: 0,9–1,9) i 0,5% (95% CI: 0,3–0,7).
W badaniu ESCAPE [34] wykazano, że następstwem wzrostu stężenia PM2,5 jest 19-procentowe zwiększenie ryzyka udaru (95% CI: 12–62).
Podobne wyniki uzyskano w badaniu przeprowadzonym w Chinach przez Kan i wsp. [40]. Według
niektórych doniesień wzrost zanieczyszczenia
powietrza jest związany z podwyższonym poziomem D-dimerów [3] oraz z częstszym występowaniem zakrzepicy żylnej, badania te jednak są
sprzeczne [41, 42].
Także częstość występowania arytmii
może być większa przy zwiększonym stężeniu
PM10, SO2 oraz NO2 [43], jednak badania na ten
temat nie są zbieżne i część z nich wskazuje na
zbyt słabą korelację [44]. Hospitalizacja oraz zgon
z powodu niewydolności serca mogą być następstwem krótkotrwałego wzrostu stężenia PM oraz
NO2 [45], w chwili obecnej brakuje jednak badań
sprawdzających związek ekspozycji długoterminowej na zanieczyszczenie powietrza z niewydolnością serca.
Zanieczyszczenia powietrza a choroby
alergiczne
Wpływ zanieczyszczenia powietrza na
występowanie alergii i astmy opisuje się już od
dłuższego czasu [14, 46–49]. W związku z coraz
większym uprzemysłowieniem i wzrastającą liczbą samochodów zaobserwowano wyraźny wzrost
hospitalizacji z przyczyn płucnych. W Chinach
w ciągu 6 lat liczba diagnoz alergicznego nieżytu
nosa u dzieci w wieku 13–14 lat wzrosła z 17,4%
do 22,7% [50]. Coraz więcej badań dowodzi istotności narażenia na zanieczyszczone powietrze,
zwłaszcza w młodym wieku. Brauer i wsp. [51]
przeanalizowali częstość występowania astmy
i alergii u dzieci do 4. r.ż. w zależności od narażenia na zanieczyszczenie powietrza związane
z transportem drogowym. U dzieci bardziej narażonych na zanieczyszczenie astma była wykrywana zdecydowanie częściej (OR 1,3 [95% CI:
1,0–1,7]), podobnie było w przypadku występowania epizodów świszczącego oddechu (OR 1,2
[95% CI: 1,0–1,4]) oraz infekcji uszu, nosa lub
gardła (OR 1,2 [95% CI: 1,0–1,3]). W Chinach, na
podstawie ankiety przeprowadzonej wśród 6730
dzieci, stwierdzono wyraźny wzrost częstości
występowania chorób dróg oddechowych, takich
jak: kaszel, świszczący oddech czy astma, u dzieci
mieszkających blisko szlaków komunikacyjnych
lub fabryk [52–54]. W kolejnym badaniu, przeprowadzonym w Londynie, odnotowano zwiększoną częstość hospitalizacji z powodu chorób
dróg oddechowych po krótkotrwałym narażeniu
na zwiększone zanieczyszczenie powietrza [55].
Wzrost stężenia PM10 o 31 µg/m3 powodował
wzrost liczby wizyt w szpitalu o 3% (95% CI: 0,8–
5,2), natomiast wzrost stężenia SO2 o 18 μg/m3
skutkował zwiększoną o 2,8% częstością wizyt
w szpitalu (95% CI: 0,7–4,9). W innym badaniu,
przeprowadzonym również na populacji Londynu, porównano wartości natężonej objętości wydechowej w ciągu 1 s (FEV1, forced expiratory
volume in one second) i natężonej pojemności
życiowej (FVC, forced vital capacity) u pacjentów z astmą spacerujących przez 2 h w obszarach
z mniejszym lub większym stężeniem spalin samochodów z silnikiem Diesla. Zaobserwowano
istotnie statystycznie niższe wartości FEV1 (o blisko 6,1%) i niższe wartości FVC (o 5,4%) u pacjentów przebywających w miejscach o wyższych
stężeniach pyłu zawieszonego w powietrzu [56].
U osób spacerujących w bardziej zanieczyszczonym środowisku odnotowano statystycznie istotne
obniżenie FEV1 oraz FVC w porównaniu z osobami, które spacerowały w lepszych warunkach.
Co ciekawe, większe różnice zaobserwowano
u osób, które miały umiarkowaną astmę. Dodatkowo u wszystkich osób stwierdzono podwyższenie
markerów prozapalnych w krwi. Również według
badań RHINE oraz ECRHS [57, 58], w których
uczestniczyło odpowiednio 3824 i 4185 osób,
wzrost stężenia NO niesie za sobą wzrost częstotliwości występowania astmy. W pierwszym badaniu początek astmy był częstszy o OR 1,46 (95%
CI: 1,07–1,99), w drugim zaś – o OR 1,43 (95%
CI: 1,02–2,01).
Przeprowadzono również badanie porównujące częstość występowania chorób alergicznych, w tym alergicznego nieżytu nosa, w zależności od ekspozycji na zanieczyszczenia pyłowe
powietrza. Obserwację prowadzono prospektywnie od urodzenia do ukończenia 10. r.ż. Nie odnotowano istotnych statystycznie różnic między
grupami, co oznacza, że zanieczyszczenie powietrza pyłem nie prowadzi do zwiększonej częstości
alergicznego nieżytu nosa czy występowania dodatnich wyników testów skórnych [59].
Przewlekłe narażenie na zanieczyszczenia
powietrza dzieci i młodzieży a długofalowe
ryzyko sercowo-naczyniowe
Badania dotyczące wpływu zanieczyszczenia powietrza na występowanie chorób płuc
przeprowadzano z udziałem ludzi młodych lub nawet dzieci. Brakuje natomiast badań w tej grupie
osób na temat korelacji zanieczyszczenia powietrza z chorobami sercowo-naczyniowymi. Z tego
powodu złożyliśmy podanie o dofinansowanie
ze środków Uni Europejskiej badania pt. „Zanieczyszczenie powietrza a dysfunkcja śródbłonka i rozwój nadciśnienia tętniczego w populacji
młodych w wieku 15–21 lat obarczonych zwiększonym ryzykiem nadciśnienia tętniczego”, które
obecnie realizujemy.
Założeniem badania jest porównanie kilkunastu czynników u dzieci i młodzieży mieszkających w Lublinie i Krakowie. Są to miasta z liczbą
mieszkańców przekraczającą 300 tys., różniące
się znacząco pod względem zanieczyszczenia powietrza – Kraków to najbardziej zanieczyszczone
miasto w Polsce, Lublin zaś to jedno z mniej zanieczyszczonych miast w Polsce (prawie dwukrotna różnica pod względem stężenia pyłów PM10,
PM2,5 oraz SO2).
Badanie składa się z kilku części. Pierwsza
część polega na dotarciu do dzieci, młodzieży i ich
rodziców z informacją o badaniu oraz zebraniu ankiet wstępnych, na podstawie których uzyskujemy
informacje na temat chorób młodzieży oraz rodziców, a także zebraniu zgód na przeprowadzenie badań, łącznie ze zgodami opiekunów w przypadku
osób poniżej 18. r.ż. Następnie spośród wszystkich
zebranych ankietowanych wybieramy kilka grup:
osoby, których oboje rodziców ma nadciśnienie,
jeden rodzic ma nadciśnienie lub żadne z rodziców nie ma nadciśnienia. Kolejny etap polega na
wykonaniu pomiarów ciśnienia oraz przeprowadzeniu ankiety składającej się z pytań dotyczących
aktywności fizycznych, w tym ilości czasu spędzanego na powietrzu, przyzwyczajeń żywieniowych
oraz chorób układu oddechowego takich jak astma
i nieżyt nosa, kierowanych łącznie do 600 osób
(300 w Krakowie oraz 300 w Lublinie). Przedostatni etap stanowi pobranie krwi od osób, które
uzupełniły ankietę i u których dokonywano pomiarów ciśnienia. Krew pobierana jest m.in do badań:
fibrynogenu, TSH, CRP, hsCRP, morfologicznych,
cholesterolu. Ostatni etap polega na badaniu kompleksu intima-media (IMT), flow-mediated dilatation (FMD) oraz nitroglicerin-mediated dilatation
(NMD) u mniejszej grupy osób w celu oceny funkcji śródbłonka.
51
Celem naszego badania jest sprawdzenie,
czy osoby w młodym wieku mogą mieć podwyższone ciśnienie tętnicze wskutek większego zanieczyszczenia powietrza. Co więcej, oceniwszy
funkcję śródbłonka oraz wybrane parametry krwi,
możemy sprawdzić, czy zanieczyszczenie powietrza już w tak młodym wieku wpływa na stan
zapalny oraz stres oksydacyjny. Podwyższone ciśnienie krwi oraz stan zapalny organizmu w wieku licealnym mogą być bardzo silnymi predyktorami przyszłych chorób sercowo-naczyniowych,
zwłaszcza u młodzieży obciążonej rodzinnie.
Mamy nadzieję, że omówione badanie pozwoli nam jeszcze bardziej rozjaśnić problematykę
wpływu zanieczyszczenia powietrza na występowanie określonych chorób, a także zwrócić uwagę na sam problem zanieczyszczenia powietrza,
które – choćby w Krakowie – od dłuższego czasu
przekracza wszelkie normy, co zagraża zdrowiu
wszystkich mieszkańców.
Podsumowując, przeprowadzono wiele badań na temat szkodliwego wpływu zanieczyszczonego powietrza zarówno na układ oddechowy, jak
i sercowo-naczyniowy. Część badań nie wykazała
istotnego znaczenia [60, 61] zwiększonych stężeń
PM, SO czy NO, jednak stanowią one zdecydowaną mniejszość. Nadal potrzebne są obszerne badania, które pozwolą precyzyjnie określić wpływ
zanieczyszczonego powietrza na nasze zdrowie,
zwłaszcza że nie poznaliśmy jeszcze dokładnych
patomechanizmów powodujących wzrost często-
tliwości występowania chorób opisywanych w tym
artykule. Jako osoby mogące oddziaływać na stan
zdrowia populacji poprzez działalność naukową,
leczniczą oraz dydaktyczną powinniśmy zwrócić
szczególną uwagę na pacjentów obarczonych ryzykiem sercowo-naczyniowym lub żyjących na
bardziej zanieczyszczonych terenach. Powinniśmy
uczulić ich na możliwe efekty przebywania w zanieczyszczonym środowisku, a tym samym odradzić im większy wysiłek w miejscach, gdzie normy dotyczące stężenia zanieczyszczeń powietrza
są wyraźnie przekroczone.
Podziękowania
Praca została sfinansowana z funduszy
w ramach programu „Generacja Przyszłości”,
współfinansowanego przez Unię Europejską
z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego „Zanieczyszczenie powietrza a dysfunkcja
śródbłonka i rozwój nadciśnienia tętniczego w populacji młodych w wieku 15–21 lat obarczonych
zwiększonym ryzykiem nadciśnienia tętniczego”;
umowa DS-1284/HF/2013.
lek. Krzysztof Bryniarski
Piśmiennictwo
1. Lim S.S., Vos T., Flaxman A.D. et al.: A comparative risk assessment of burden of disease and injury attributable to 67 risk factors and
risk factor clusters in 21 regions, 1990-2010: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2010. Lancet 2012, 380(9859):
2224-2260. 2. Brook R.D., Franklin B., Cascio W. et al.: Air pollution and cardiovascular disease: a statement for healthcare professionals
from the Expert Panel on Population and Prevention Science of the American Heart Association. Circulation 2004, 109(21): 2655-2671.
3. Hajat A., Allison M., Diez-Roux A.V. et al.: Long-term Exposure to Air Pollution and Markers of Inflammation, Coagulation, and Endothelial Activation: A Repeat-measures Analysis in the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA). Epidemiol. Camb. Mass. 2015, 26(3):
310-320. 4. Brook R.D.: Cardiovascular effects of air pollution. Clin. Sci. Lond. Engl. 2008, 115(6): 175-187.
5. Gilmour P.S., Ziesenis A., Morrison E.R. et al.: Pulmonary and systemic effects of short-term inhalation exposure to ultrafine carbon
black particles. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2004, 195(1): 35-44. 6. Brook R.D., Urch B., Dvonch J.T. et al.: Insights into the mechanisms
and mediators of the effects of air pollution exposure on blood pressure and vascular function in healthy humans. Hypertension. 2009,
54(3): 659-667. 7. Frampton M.W., Utell M.J., Zareba W. et al.: Effects of exposure to ultrafine carbon particles in healthy subjects and
subjects with asthma. Res Rep. Health Eff. Inst. 2004, (126): 1-47; discussion 49-63. 8. Karottki D.G., Bekö G., Clausen G. et al.: Cardiovascular and lung function in relation to outdoor and indoor exposure to fine and ultrafine particulate matter in middle-aged subjects.
Environ. Int. 2014; 73: 372-381. 9. Clancy L., Goodman P., Sinclair H. et al.: Effect of air-pollution control on death rates in Dublin, Ireland:
an intervention study. Lancet 2002, 360(9341): 1210-1214.
10. Pope C.A., Thun M.J., Namboodiri M.M. et al.: Particulate air pollution as a predictor of mortality in a prospective study of U.S. adults.
Am. J. Respir. Crit. Care Med. 1995, 151(3 Pt 1): 669-674. 11. Brook R.D., Rajagopalan S., Pope C.A. et al.: Particulate matter air pollution
and cardiovascular disease: An update to the scientific statement from the American Heart Association. Circulation 2010, 121(21): 2331-
52
-2378. 12. Newby D.E., Mannucci P.M., Tell G.S. et al.: Expert position paper on air pollution and cardiovascular disease. Eur. Heart J.
2015, 36(2): 83-93b. 13. Saber A.T., Jacobsen N.R., Jackson P. et al.: Particle-induced pulmonary acute phase response may be the causal link between particle inhalation and cardiovascular disease. Wiley Interdiscip. Rev. Nanomed. Nanobiotechnol. 2014, 6(6): 517-531.
14. Bartra J., Mullol J., del Cuvillo A. et al.: Air pollution and allergens. J. Investig. Allergol. Clin. Immunol. 2007, 17(supl. 2): 3-8.
15. Atkinson R.W., Kang S., Anderson H.R. et al.: Epidemiological time series studies of PM2.5 and daily mortality and hospital admissions: a systematic review and meta-analysis. Thorax. 2014, 69(7): 660-665. 16. Samoli E., Peng R., Ramsay T. et al.: Acute effects of
ambient particulate matter on mortality in Europe and North America: results from the APHENA study. Environ. Health Perspect. 2008,
116(11):1480-1486. 17. Samoli E., Aga E., Touloumi G. et al.: Short-term effects of nitrogen dioxide on mortality: an analysis within the
APHEA project. Eur. Respir. J. 2006, 27(6): 1129-1138. 18. Katsouyanni K., Touloumi G., Spix C. et al.: Short-term effects of ambient sulphur dioxide and particulate matter on mortality in 12 European cities: results from time series data from the APHEA project. Air Pollution
and Health: a European Approach. BMJ 1997, 314(7095): 1658-1663. 19. Gold D.R., Litonjua A., Schwartz J. et al.: Ambient pollution and
heart rate variability. Circulation 2000, 101(11): 1267-1273.
20. Hoek G., Krishnan R.M., Beelen R. et al.: Long-term air pollution exposure and cardio- respiratory mortality: a review. Environ. Health
Glob. Access. Sci. Source 2013, 12(1): 43. 21. Miller K.A., Siscovick D.S., Sheppard L. et al.: Long-term exposure to air pollution and
incidence of cardiovascular events in women. N. Engl. J. Med. 2007, 356(5): 447-458. 22. Ito K., Mathes R., Ross Z. et al.: Fine particulate
matter constituents associated with cardiovascular hospitalizations and mortality in New York City. Environ. Health Perspect 2011, 119(4):
467-473. 23. Xie J., He M., Zhu W.: Acute effects of outdoor air pollution on emergency department visits due to five clinical subtypes of
coronary heart diseases in Shanghai, China. J. Epidemiol. 2014, 24(6): 452-459. 24. Barnett A.G., Williams G.M., Schwartz J. et al.: The
effects of air pollution on hospitalizations for cardiovascular disease in elderly people in Australian and New Zealand cities. Environ. Health
Perspect. 2006, 114(7): 1018-1023.
25. Brook R.D., Brook J.R., Urch B. et al.: Inhalation of fine particulate air pollution and ozone causes acute arterial vasoconstriction in
healthy adults. Circulation 2002, 105(13): 1534-1536. 26. Mehta A.J., Zanobetti A., Koutrakis P. et al.: Associations Between Short-term
Changes in Air Pollution and Correlates of Arterial Stiffness: The Veterans Affairs Normative Aging Study, 2007–2011. Am. J. Epidemiol.
2014, 179(2): 192-199. 27. Adar S.D., Sheppard L., Vedal S. et al.: Fine particulate air pollution and the progression of carotid intimamedial thickness: a prospective cohort study from the multi-ethnic study of atherosclerosis and air pollution. PLoS Med. 2013, 10(4):
e1001430. 28. Foraster M., Basagaña X., Aguilera I. et al.: Association of long-term exposure to traffic-related air pollution with blood
pressure and hypertension in an adult population-based cohort in Spain (the REGICOR study). Environ. Health Perspect. 2014, 122(4):
404-411. 29. van Kempen E., Babisch W.: The quantitative relationship between road traffic noise and hypertension: a meta-analysis.
J. Hypertens. 2012, 30(6): 1075-1086.
30. Chuang K.J., Yan Y.H., Chiu S.Y. et al.: Long-term air pollution exposure and risk factors for cardiovascular diseases among the elderly
in Taiwan. Occup. Environ Med. 2011, 68(1): 64-68. 31. Cosselman K.E., Krishnan R.M., Oron A.P. et al.: Blood pressure response to
controlled diesel exhaust exposure in human subjects. Hypertension 2012, 59(5): 943-948. 32. Brook R.D.: Why physicians who treat
hypertension should know more about air pollution. J. Clin. Hypertens. Greenwich Conn. 2007, 9(8): 629-635. 33. Shields K.N., Cavallari J.M., Hunt M. et al.: Traffic-related air pollution exposures and changes in heart rate variability in Mexico City: a panel study. Environ.
Health Glob. Access. Sci. Source. 2013, 12: 7. 34. Cesaroni G., Forastiere F., Stafoggia M. et al.: Long term exposure to ambient air
pollution and incidence of acute coronary events: prospective cohort study and meta-analysis in 11 European cohorts from the ESCAPE
Project. BMJ 2014, 348: f7412.
35. Feng J., Yang W.: Effects of particulate air pollution on cardiovascular health: a population health risk assessment. PloS One 2012,
7(3): e33385. 36. Peters A., Dockery D.W., Muller J.E. et al.: Increased particulate air pollution and the triggering of myocardial infarction.
Circulation 2001, 103(23): 2810-2815. 37. Peters A., von Klot S., Heier M. et al.: Exposure to traffic and the onset of myocardial infarction. N. Engl. J. Med. 2004, 351(17): 1721-1730. 38. Gardner B., Ling F., Hopke P.K. et al.: Ambient fine particulate air pollution triggers
ST-elevation myocardial infarction, but not non-ST elevation myocardial infarction: a case-crossover study. Part Fibre Toxicol. 2014, 11:
1. 39. Wang Y., Eliot M.N., Wellenius G.A.: Short-term changes in ambient particulate matter and risk of stroke: a systematic review and
meta-analysis. J. Am. Heart Assoc. 2014, 3(4).
40. Kan H., Jia J., Chen B.: Acute stroke mortality and air pollution: new evidence from Shanghai, China. J. Occup. Health. 2003, 45(5):
321-323. 41. Baccarelli A., Martinelli I., Pegoraro V. et al.: Living near major traffic roads and risk of deep vein thrombosis. Circulation
2009, 119(24): 3118-3124. 42. Kan H., Folsom A.R., Cushman M. et al.: Traffic exposure and incident venous thromboembolism in the
Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) Study. J. Thromb. Haemost. JTH. 2011, 9(4): 672-678. 43. Zhao A., Chen R., Kuang X.,
Kan H.: Ambient air pollution and daily outpatient visits for cardiac arrhythmia in Shanghai, China. J. Epidemiol. 2014, 24(4): 321-326.
44. Anderson H.R., Armstrong B., Hajat S. et al.: Air pollution and activation of implantable cardioverter defibrillators in London. Epidemiol.
Camb. Mass. 2010, 21(3): 405-413.
45. Shah A.S.V., Langrish J.P., Nair H. et al.: Global association of air pollution and heart failure: a systematic review and meta-analysis.
Lancet 2013, 382(9897): 1039-1048. 46. Trasande L., Thurston G.D.: The role of air pollution in asthma and other pediatric morbidities.
J. Allergy Clin. Immunol. 2005, 115(4): 689-699. 47. Von Mutius E.: The environmental predictors of allergic disease. J. Allergy Clin. Immunol. 2000, 105(1 Pt 1): 9-19. 48. McConnell R., Berhane K., Gilliland F. et al.: Asthma in exercising children exposed to ozone: a cohort
study. Lancet 2002, 359(9304): 386-391. 49. Brunekreef B., Sunyer J.: Asthma, rhinitis and air pollution: is traffic to blame? Eur. Respir.
J. 2003, 21(6): 913-915.
50. Wang H., Zheng J., Zhong N.: [Time trends in the prevalence of asthma and allergic diseases over 7 years among adolescents in
Guangzhou city]. Zhonghua Yi Xue Za Zhi 2006, 86(15): 1014-1020. 51. Brauer M., Hoek G., Smit H.A. et al.: Air pollution and development
of asthma, allergy and infections in a birth cohort. Eur. Respir. J. 2007, 29(5): 879-888. 52. Liu M.M., Wang D., Zhao Y. et al.: Effects
of outdoor and indoor air pollution on respiratory health of Chinese children from 50 kindergartens. J. Epidemiol. 2013, 23(4): 280-287.
53. Venn A.J., Lewis S.A., Cooper M. et al.: Living near a main road and the risk of wheezing illness in children. Am. J. Respir. Crit. Care
53
Med. 2001, 164(12): 2177-2180. 54. Zmirou D., Gauvin S., Pin I. et al.: Traffic related air pollution and incidence of childhood asthma:
results of the Vesta case-control study. J. Epidemiol. Community Health 2004, 58(1): 18-23.
55. Atkinson R.W., Anderson H.R., Strachan D.P. et al.: Short-term associations between outdoor air pollution and visits to accident
and emergency departments in London for respiratory complaints. Eur. Respir. J. 1999, 13(2): 257-265. 56. McCreanor J., Cullinan P.,
Nieuwenhuijsen M.J. et al.: Respiratory effects of exposure to diesel traffic in persons with asthma. N. Engl. J. Med. 2007, 357(23): 2348-2358. 57. Modig L., Torén K., Janson C. et al.: Vehicle exhaust outside the home and onset of asthma among adults. Eur. Respir. J. 2009,
33(6): 1261-1267. 58. Jacquemin B., Sunyer J., Forsberg B. et al.: Home outdoor NO2 and new onset of self-reported asthma in adults.
Epidemiol. Camb. Mass. 2009, 20(1): 119-126. 59. Fuertes E., Standl M., Cyrys J. et al.: A longitudinal analysis of associations between
traffic-related air pollution with asthma, allergies and sensitization in the GINIplus and LISAplus birth cohorts. PeerJ [Internet]. 2013 Nov 7
[cited 2015 Mar 12];1. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3828611/.
60. Willocks L.J., Bhaskar A., Ramsay C.N. et al.: Cardiovascular disease and air pollution in Scotland: no association or insufficient data
and study design? BMC Public Health 2012, 12: 227. 61. Milojevic A., Wilkinson P., Armstrong B. et al.: Short-term effects of air pollution
on a range of cardiovascular events in England and Wales: case-crossover analysis of the MINAP database, hospital admissions and mortality. Heart Br. Card. Soc. 2014, 100(14): 1093-1098.
54
mgr Joanna Maciąg, dr hab. n. med. Marta Cześnikiewicz-Guzik
STANY ZAPALNE W OBRĘBIE JAMY USTNEJ
A CHOROBY SERCOWO-NACZYNIOWE
ORAL CAVITY INFLAMMATION AND CARDIOVASCULAR DISEASES
Streszczenie
Abstract
Choroby sercowo-naczyniowe stanowią coraz większy problem zarówno dla pacjentów, jak
i dla społeczeństw krajów rozwiniętych. Europejski Raport Zdrowia WHO z 2012 r. podaje, iż 50%
zgonów w Europie jest skutkiem choroby układu
krążenia. W toku badań epidemiologicznych wysunięto podejrzenie, że nowym czynnikiem ryzyka
sercowo-naczyniowego mogą być infekcje w jamie
ustnej, takie jak próchnica, infekcje endodontyczne
czy zapalenie przyzębia, które – w postaci przewlekłego zapalenia – często trwają wiele lat. Jednym
z rozważanych mechanizmów wpływu przewlekłych zapaleń zlokalizowanych w jamie ustnej na
rozwój chorób sercowo-naczyniowych jest aktywacja układu immunologicznego poprzez prezentację
antygenów bakteryjnych z płytki nazębnej. Innym
potencjalnym mechanizmem jest migracja bakterii
związanych ze stanem zapalnym w jamie ustnej
drogą krwi oraz kolonizacja narządów i naczyń na
obwodzie. Artykuł podsumowuje dotychczasowy
stan wiedzy i badań klinicznych na temat związków przewlekłych zapaleń toczących się w jamie
ustnej ze wzrostem ryzyka sercowo-naczyniowego.
Słowa kluczowe: przewlekły stan zapalny, zapalenie przyzębia, choroby sercowo-naczyniowe, biofilm
Cardiovascular diseases pose an increasing
burden for patients and for the societies of developed countries. WHO 2012 European Health Report presents cardiovascular diseases as responsible for almost 50% of deaths in Europe. During the
epidemiological studies, a new potential risk factor
for development of cardiovascular disorders, infections in the oral cavity, such as dental caries, endodontic infections or periodontal disease were indicated. The potential mechanism of the influence
of oral chronic inflammation on the cardiovascular
health is activation of immune system by presenting oral pathogens’ antigens to cells of the immune
system. Another possibility discussed is direct migration of oral pathogens with blood stream to vessels and organs in periphery. The article describes
the facts known about association of the chronic
inflammatory diseases of the oral cavity and cardiovascular health.
Key words: chronic oral inflammation,
periodontitis, cardiovascular diseases, biofilm
Stany zapalne w obrębie jamy ustnej
a choroby sercowo-naczyniowe
na serca i choroby naczyniowo-mózgowe, stanowiące przyczynę 35% wszystkich opisanych
zgonów [1]. Dlatego też patomechanizmy ich
rozwoju, sposoby leczenia oraz zapobiegania ich
powstawaniu są od lat głównym tematem wielu
bardzo szeroko zakrojonych badań naukowych.
W wyniku tych badań za podstawowy proces
patologiczny leżący u podłoża chorób sercowo-naczyniowych uznano miażdżycę naczyń krwio-
Częstość występowania chorób sercowo-naczyniowych w społeczeństwach rozwiniętych
jest obecnie niepokojąco wysoka. Zgodnie z Europejskim Raportem Zdrowia z 2012 r. sporządzonym przez WHO choroby układu krążenia
odpowiadają za prawie 50% zgonów w Europie.
Główny udział mają tutaj choroba niedokrwien-
55
nośnych, a ponadto określono wiele czynników
ryzyka. Jednym ze stosunkowo niedawno odkrytych czynników ryzyka jest obecność chorób zapalnych w jamie ustnej.
Przewlekłe zmiany zapalne w jamie ustnej już od długiego czasu wiązano z występowaniem różnego rodzaju chorób ogólnych. Obecnie,
ze względu na rosnącą liczbę dowodów na istnienie związku między stanami zapalnymi w jamie
ustnej a chorobami ogólnoustrojowymi, wzrasta
zainteresowanie tą tematyką. Szczególną uwagę naukowców zwróciło zapalenie przyzębia ze
względu na fakt, że w wielu badaniach epidemiologicznych zaobserwowano współwystępowanie
zapalenia przyzębia i chorób sercowo-naczyniowych. W 1999 r. Arbes i wsp. stwierdzili, że ryzyko zawału serca wzrasta wraz z rozległością
zapalenia przyzębia [2]. Buhlin i wsp. zaobserwowali istotną zależność między krwawieniem
dziąseł a występowaniem chorób sercowo-naczyniowych, w szczególności zwiększonego ciśnienia
krwi [3]. Stwierdzili oni także zależność między
użytkowaniem protez stomatologicznych a występowaniem chorób sercowo-naczyniowych, jednak
grupa określona jako „protezy” była bardzo niejednorodna – autorzy włączyli do niej bezzębne i posiadające jeszcze część zębów osoby noszące protezy stomatologiczne, a także osoby bezzębne ich
nieużywające, co utrudnia jednoznaczną interpretację wyników tej części badania [3]. Ci sami autorzy w późniejszej pracy zgłaszali również istotne różnice w zakresie stanu jamy ustnej między
kobietami zdrowymi a kobietami z chorobą niedokrwienną serca [4]. Desvarieux i wsp. stwierdzili
powiązanie utraty zębów, traktowanej jako marker
przebytego zapalenia przyzębia, z występowaniem
miażdżycy [5]. Hung i wsp. zaobserwowali istotnie
wyższe ryzyko choroby tętnic obwodowych u mężczyzn z historią chorób przyzębia lub utratą zębów
podczas okresu obserwacji niż u mężczyzn bez
zapalenia przyzębia lub utraty zębów [6]. Jednak
pojawiały się również badania, które wskazywały,
że obserwowane zależności mogą być skutkiem
czynników zakłócających, w tym takich samych
czynników ryzyka zarówno dla chorób przyzębia,
jak i dla chorób sercowo-naczyniowych [7].
W reakcji na rosnące zainteresowanie tym
tematem i narastające wokół niego kontrowersje
w 2012 r. American Heart Association opublikowało oświadczenie naukowe [8]. Na podstawie
przeglądu dostępnej literatury ustalono, że dotychczasowe badania obserwacyjne potwierdzają
powiązania między występowaniem chorób przyzębia i miażdżycy tętnic niezależne od znanych
czynników zakłócających, w żaden sposób jednak
56
nie potwierdzają zależności przyczynowo-skutkowej między tymi schorzeniami [8]. Podkreślono
również, że chociaż leczenie chorób przyzębia
może powodować zmniejszenie ogólnego stanu
zapalnego i dysfunkcji śródbłonka w badaniach
krótkoterminowych, to nie ma dowodów, że zapobiega ono rozwojowi choroby lub modyfikuje jej
przebieg [8].
Badanie powiązań próchnicy z chorobami
sercowo-naczyniowymi rozpoczęto już w 1987 r.,
kiedy to w Szwecji ruszył 10-letni projekt Norsjö, obejmujący nastolatki w wieku 15 lat [9].
Stwierdzono, że nastolatki bez próchnicy były
szczuplejsze i miały niższe ciśnienie krwi niż ich
rówieśnicy z zaawansowaną próchnicą. Ponadto
w grupie zdrowej przeważały osoby, u których nie
stwierdzono podwyższenia żadnego z badanych
parametrów uznawanych za czynniki ryzyka chorób sercowo-naczyniowych, takich jak stężenie
cholesterolu czy triglicerydów we krwi [9]. Za
powiązaniem próchnicy z chorobami sercowo-naczyniowymi przemawia również badanie Kelishadi
i wsp., w którym zaobserwowano częstsze występowanie próchnicy w grupie obciążonej czynnikami ryzyka niż w grupie kontrolnej [10], a także
fińskie badanie przeprowadzone wśród dorosłych,
w którym zaobserwowano częstsze występowanie
dusznicy bolesnej oraz istotnie wyższe stężenie triglicerydów w grupie z próchnicą, ale też w grupie
z zapaleniem dziąseł [11]. Można podejrzewać, że
źródłem wymienionych różnic jest styl życia – oba
rodzaje chorób bowiem łączy się ze spożywaniem
nadmiaru cukru. Jest to jedno z możliwych wyjaśnień, jednak na pozaśrodowiskową zależność
wskazuje obecność kariogennej bakterii S. mutans
w tkance zastawek sercowych oraz blaszce miażdżycowej [12].
Również w przypadku infekcji miazgi obserwowano powiązania z chorobami układu krążenia. Cotti i wsp. stwierdzili wyższe stężenie we krwi
cytokin prozapalnych i asymetrycznej dimetyloargininy (ADMA), której podniesiony poziom wiąże
się z zaburzeniami czynności śródbłonka, w grupie młodych (20–40 lat) mężczyzn cierpiących
na zapalenie tkanek okołowierzchołkowych [13].
Również w przypadku mężczyzn z historią leczenia kanałowego, traktowanego jako wskaźnik
przebytego zapalenia miazgi, stwierdzono wyższe
ryzyko wystąpienia choroby niedokrwiennej serca
[14]. Podobne wyniki otrzymali również Caplan
i wsp. [15]. Wykazano też, że obecność zapalenia
tkanek okołowierzchołkowych dodatnio koreluje
ze stopniem zaawansowania zmian miażdżycowych aorty, jednak tylko w przypadku braku leczenia endodontycznego [16]. U osób z nadciśnie-
niem Segura-Egea i wsp. nie zaobserwowali jednak
różnic w częstości występowania zapaleń tkanek
okołowierzchołkowych oraz leczenia kanałowego
w porównaniu z grupą kontrolną [17]. Podobnie
jak w przypadku zapalenia przyzębia, powiązanie
między obecnością próchnicy lub infekcją miazgi
a występowaniem chorób sercowo-naczyniowych
wydaje się prawdopodobne, jednak tu również brak
jeszcze pewnych dowodów na bezpośrednią zależność przyczynowo-skutkową.
Rola komórek układu immunologicznego, zarówno wrodzonej, jak i nabytej odpowiedzi
immunologicznej, jest w miażdżycy szeroko udokumentowana. W ostatnich latach Guzik i wsp.
opisali rolę aktywowanych limfocytów również
w patogenezie nadciśnienia tętniczego [18]. Jednak pytanie o źródła aktywacji układu immunologicznego w organizmie, prowadzące do rozwoju chorób sercowo-naczyniowych, pozostaje
nadal otwarte. Podejrzewa się, że miejsce aktywacji układu immunologicznego stanowi jama ustna, zasiedlana przez ok. tysiąc gatunków różnych
bakterii, tworzących zorganizowaną strukturę
biofilmu [19]. Jest to szczególnie prawdopodobne
w przypadku, gdy równowaga między płytką nazębną a układem immunologicznym zostaje zaburzona i dochodzi do rozwoju przewlekłego zapalenia, które przez lata może się rozwijać w słabo
widocznych kieszeniach dziąsłowych lub ukrytych
w kości zmianach okołowierzchołkowych.
Wpływ na rozwój chorób sercowo-naczyniowych, jaki mają toczące się w jamie ustnej infekcje i wynikający z nich stan zapalny, jest
obecnie szeroko dyskutowany. Jednym z rozpatrywanych mechanizmów jest mogąca się zdarzyć
bakteriemia, będąca następstwem przenikania bakterii lub ich toksyn do krwiobiegu w wyniku toczącej się infekcji w tkankach przyzębia, zmianach
okołowierzchołkowych, zapaleniach miazgi oraz
zmianach zapalnych na błonie śluzowej. Podejrzewano, że nawet zwykłe czynności, takie jak żucie,
mogą prowadzić do chwilowej bakteriemii u osób
z zapaleniem przyzębia, jednak w badaniach nie
wykazano istotnej różnicy względem grupy ze
zdrowym przyzębiem [20–22]. W badaniu Fornera
i wsp. przy użyciu metod opartych na hodowlach
bakteryjnych stwierdzono bakteriemię bezpośrednio po zakończeniu żucia u 20% osób z zapaleniem
przyzębia przy jednoczesnym jej braku w grupie zdrowej, jednak różnica ta nie była istotna
statystycznie [21]. Podobnie sytuacja wyglądała
w przypadku szczotkowania zębów, natomiast po
profesjonalnym zabiegu usuwania płytki nazębnej (skalingu) zaobserwowano istotnie częstsze
występowanie bakteriemii w grupie z zapaleniem
przyzębia (75%) niż w grupie z zapaleniem dziąseł
(20%) lub zdrowej [21]. Co ciekawe, u 10% osób
ze zdrowym przyzębiem również zaobserwowano
wtedy epizody bakteriemii [21]. Często identyfikowanymi w bakteriemii streptokokami były Streptococcus mitis, Streptococcus oralis i Streptococcus
sanguis, a spośród gram-ujemnych beztlenowców
Prevotella intermedia i Fusobacterium nucleatum,
identyfikowano też m.in. rodzaje Actinomyces,
Lactobacillus, Corynebacterium, Porphyromonas, a nawet Candida [21], wszystkie związane
z chorobami jamy ustnej. Podobnie sytuacja może
wyglądać w przypadku toksyn bakteryjnych [23].
Również w kolejnym badaniu stwierdzono występowanie krótkotrwałej bakteriemii po ekstrakcji
zęba u ok. 30% badanych, po myciu zębów u ok.
11% badanych, natomiast nie obserwowano jej po
epizodzie żucia [24]. Po zabiegu ekstrakcji zęba
u dzieci również stwierdzano występowanie przejściowej bakteriemii [25], co potwierdzono w randomizowanym badaniu klinicznym, w którym
podanie przed procedurą dentystyczną antybiotyku znacząco zmniejszyło częstość występowania
i czas trwania bakteriemii w porównaniu z placebo [26]. Znacznie wyższa częstość występowania bakteriemii w wyniku codziennych czynności
dotyczących jamy ustnej (w tym higienicznych)
w porównaniu z tą po zabiegach dentystycznych
została przedstawiona przez AHA jako główna
przyczyna odejścia od szeroko zakrojonej profilaktyki antybiotykowej infekcyjnego zapalenia wsierdzia w populacji ogólnej [27]. Przypuszcza się, że
ta chwilowa obecność bakterii we krwi nie stanowi
problemu dla jednostek ze zdrowym układem immunologicznym, który natychmiast eliminuje bakterie z krwiobiegu.
Kolejna teoria wskazuje na znaczenie
mechanizmów immunologicznych jako ogniwa
łączącego infekcje w jamie ustnej i choroby sercowo-naczyniowe. Ciągła stymulacja lokalnych
mechanizmów układu odpornościowego, takich jak
wydzielanie prozapalnych cytokin, może prowadzić do podniesienia stężenia tych cytokin w organizmie [28, 29], tym samym przyczyniając się do
powstawania ogólnoustrojowego stanu zapalnego.
Innym proponowanym mechanizmem jest upośledzenie funkcji narządów przez depozyty kompleksów tworzonych przez bakterie i skierowane
przeciw nim przeciwciała [30]. Pewną wskazówką jest tu stwierdzone w badaniu epidemiologicznym powiązanie między występowaniem choroby
niedokrwiennej serca a podniesionym poziomem
przeciwciał IgA przeciw periopatogenom w surowicy [31]. Rozważana jest też rola reakcji krzyżowej z białkami szoku cieplnego, szczególnie Hsp60
57
– są to silnie konserwatywne białka i ze względu na
podobieństwo do białek eukariotycznych tworzone
przeciw obcym białkom przeciwciała mogą atakować również białka gospodarza [32]. Również periopatogeny mogą być źródłem prokariotycznych
białek szoku cieplnego [33].
Podsumowanie
Wszystkie wymienione możliwe mechanizmy łączące choroby sercowo-naczyniowe i infekcje jamy ustnej wymagają jeszcze weryfikacji, nie
jest też wykluczone, że w miarę poszerzania wiedzy w tym aspekcie pojawią się nowe, równie dobrze uzasadnione teorie. Rozpatrując temat chorób
o tak złożonej etiopatogenezie jak choroby sercowo-naczyniowe, należy jednak pamiętać, że mało
prawdopodobne jest istnienie jednego, nadrzędnego czynnika wywołującego chorobę. W świetle lat
badań, tysięcy opublikowanych prac naukowych
oraz wielu uzasadnionych teorii dotyczących patomechanizmów tej grupy chorób, mówi się raczej
o grupie czynników sprzyjających ich występowaniu lub predysponujących do ich rozwoju. Podobnie należy rozpatrywać obciążenie, jakim dla
organizmu człowieka są nieleczone infekcje i sta-
ny zapalne w jamie ustnej. W połączeniu z innymi
czynnikami ryzyka sercowo-naczyniowego, takimi
jak otyłość, niezdrowa, bogata w tłuszcze dieta,
brak aktywności fizycznej czy palenie papierosów,
mogą one przechylić równowagę na korzyść choroby, inicjując lub przyspieszając jej rozwój.
Podsumowując, w przypadku zarówno zapalenia przyzębia, jak i próchnicy czy zakażeń
tkanek okołowierzchołkowych liczne badania pozwoliły stwierdzić powiązanie między tymi jednostkami chorobowymi a chorobami sercowo-naczyniowymi, jednak potwierdzenie zależności
przyczynowo-skutkowej, a także określenie dokładnych mechanizmów wymaga jeszcze dalszych
badań, podobnie jak ustalenie mechanizmu łączącego te dwie jednostki.
dr hab. n. med. Marta Cześnikiewicz-Guzik
Zakład Profilaktyki i Stomatologii Eksperymentalnej,
Instytut Stomatologii, Collegium Medicum,
Uniwersytet Jagielloński
31-155 Kraków, ul. Montelupich 4
tel. (12) 424-54-65
Piśmiennictwo
1. Europejskie Biuro Regionalne WHO: Europejski Raport Zdrowia 2012: Droga do osiągnięcia dobrostanu, 2012. 2. Arbes S.J. Jr, Slade
G.D., Beck J.D.: Association between extent of periodontal attachment loss and self-reported history of heart attack: an analysis of NHANES
III data. J. Dent. Res. 1999, 78: 1777-1782. 3. Buhlin K., Gustafsson A., Håkansson J. et al.: Oral health and cardiovascular disease in
Sweden. J. Clin. Periodontol. 2002, 29: 254-259. 4. Buhlin K., Gustafsson A., Ahnve S. et al.: Oral health in women with coronary heart
disease. J. Periodontol. 2005, 76: 544-550.
5. Desvarieux M., Demmer R.T., Rundek T. et al.: Relationship between periodontal disease, tooth loss, and carotid artery plaque: the Oral
Infections and Vascular Disease Epidemiology Study (INVEST). Stroke 2003, 34: 2120-2125. 6. Hung H.-C., Willett W., Merchant A. et al.:
Oral health and peripheral arterial disease. Circulation 2003, 107: 1152-1157. 7. Tuominen R., Reunanen A., Paunio M. et al.: Oral health
indicators poorly predict coronary heart disease deaths. J. Dent. Res. 2003, 82: 713-718. 8. Lockhart P.B., Bolger A.F., Papapanou P.N.
et al.: Periodontal disease and atherosclerotic vascular disease: does the evidence support an independent association? AHA. Circulation
2012, 125: 2520-2544. 9. Larsson B., Johansson I., Weinehall L. et al.: Cardiovascular disease risk factors and dental caries in adolescents:
effect of a preventive program in Northern Sweden (the Norsjö project). Acta Paediatr. 1997, 86: 63-71.
10. Kelishadi R., Mortazavi S., Hossein T.R. et al.: Association of cardiometabolic risk factors and dental caries in a population-based
sample of youths. Diabetol. Metab. Syndr. 2010, 2: 22. 11. Ylöstalo P.V., Järvelin M.R., Laitinen J. et al.: Gingivitis, dental caries and tooth
loss: risk factors for cardiovascular diseases or indicators of elevated health risks. J. Clin. Periodontol. 2006, 33: 92-101. 12. Nakano K.,
Inaba H., Nomura R. et al.: Detection of cariogenic Streptococcus mutans in extirpated heart valve and atheromatous plaque specimens.
J. Clin. Microbiol. 2006, 44: 3313-3317. 13. Cotti E., Dessì C., Piras A. et al.: Association of endodontic infection with detection of an initial
lesion to the cardiovascular system. J. Endod. 2011, 37: 1624-1629. 14. Joshipura K.J., Pitiphat W., Hung H.-C. et al.: Pulpal inflammation
and incidence of coronary heart disease. J. Endod. 2006, 32: 99-103.
15. Caplan D.J., Pankow J.S., Cai J. et al.: The relationship between self-reported history of endodontic therapy and coronary heart disease
in the Atherosclerosis Risk in Communities Study. J. Am. Dent. Assoc. 2009, 140: 1004-1012. 16. Petersen J., Glaßl E.-M., Nasseri P.
et al.: The association of chronic apical periodontitis and endodontic therapy with atherosclerosis. Clin. Oral. Investig. 2013. 17. Segura-Egea J.J., Jimenez-Moreno E., Calvo-Monroy C. et al.: Hypertension and dental periapical condition. J. Endod. 2010, 36: 1800-1804.
18. Guzik T.J., Hoch N.E., Brown K.A. et al.: Role of the T cell in the genesis of angiotensin II induced hypertension and vascular dysfunction. J. Exp. Med. 2007, 204: 2449-2460. 19. Dewhirst F.E., Chen T., Izard J. et al.: The human oral microbiome. J. Bacteriol. 2010, 192:
5002-5017.
58
20. Murphy A.M., Daly C.G., Mitchell D.H. et al.: Chewing fails to induce oral bacteraemia in patients with periodontal disease. J. Clin.
Periodontol. 2006, 33: 730-736. 21. Forner L., Larsen T., Kilian M. et al.: Incidence of bacteremia after chewing, tooth brushing and
scaling in individuals with periodontal inflammation. J. Clin. Periodontol. 2006, 33: 401-407. 22. Kinane D.F., Riggio M.P., Walker K.F.
et al.: Bacteraemia following periodontal procedures. J. Clin. Periodontol. 2005, 32: 708-713. 23. Jacob S.P., Nath S., Zade R.M.: Effect of
periodontal therapy on circulating levels of endotoxin in women with periodontitis: a pilot clinical trial. Indian J. Dent. Res. 2012, 23: 714-718. 24. Maharaj B., Coovadia Y., Vayej A.C.: An investigation of the frequency of bacteraemia following dental extraction, tooth brushing
and chewing. Cardiovasc. J. Afr. 2012, 23: 340-344.
25. Roberts G.J., Jaffray E.C., Spratt D.A. et al.: Duration, prevalence and intensity of bacteraemia after dental extractions in children. Heart
2006, 92: 1274-1277. 26. Lockhart P.B., Brennan M.T., Kent M.L. et al.: Impact of amoxicillin prophylaxis on the incidence, nature, and
duration of bacteremia in children after intubation and dental procedures. Circulation 2004, 109: 2878-2884. 27. Wilson W., Taubert K.A.,
Gewitz M. et al.: Prevention of infective endocarditis: guidelines from the American Heart Association: a guideline from the American Heart
Association Rheumatic Fever, Endocarditis, and Kawasaki Disease Committee, Council on Cardiovascular Disease in the Young, and the
Council on Clinical Cardiology, Council on Cardiovascular Surgery and Anesthesia, and the Quality of Care and Outcomes Research Interdisciplinary Working Group. Circulation 2007, 116: 1736-1754. 28. Scannapieco F.A.: The oral microbiome: Its role in health and in oral
and systemic infections. Clinical Microbiology Newsletter 2013, 35: 163-169. 29. Teng Y.-T.A., Taylor G.W., Scannapieco F. et al.: Periodontal health and systemic disorders. J. Can. Dent. Assoc. 2002, 68: 188-192.
30. Debelian G.J., Olsen I., Tronstad L.: Systemic diseases caused by oral microorganisms. Endod. Dent. Traumatol. 1994, 10: 57-65.
31. Pussinen P.J., Nyyssönen K., Alfthan G. et al.: Serum antibody levels to Actinobacillus actinomycetemcomitans predict the risk for
coronary heart disease. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2005, 25: 833-838. 32. Jan M., Virtue A.T., Pansuria M. et al.: The Role of Immunogenicity in Cardiovascular Disease. World Heart J. 2011, 3: 1-29. 33. Ford P.J., Gemmell E., Hamlet S.M. et al.: Cross-reactivity of
GroEL antibodies with human heat shock protein 60 and quantification of pathogens in atherosclerosis. Oral Microbiol. Immunol. 2005,
20: 296-302.
59
mgr Anita Gadacz
BADANIA KLINICZNE NIEKOMERCYJNE
– ASPEKTY PRAWNE A PRZYSZŁOŚĆ SKUTECZNEJ TRANSLACJI
NON-COMMERCIAL CLINICAL TRIALS – LEGAL ASPECTS
AND SUCCESSFUL FUTURE OF TRANSLATION
Streszczenie
Abstract
W artykule omówiono regulacje prawne
odnoszące się do niekomercyjnych badań klinicznych oraz problem finansowania badań. Poruszona została tematyka warunków pozwalających na
dokonanie zmiany badania klinicznego niekomercyjnego w badanie kliniczne komercyjne. Omówiono też niekomercyjne badanie kliniczne na tle
rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady
w sprawie badań klinicznych produktów leczniczych stosowanych u ludzi oraz uchylenia dyrektywy 2001/20/WE.
Słowa kluczowe: niekomercyjne badania
kliniczne, aspekty prawne, translacja
In this article I discussed legal regulations according to non-commercial clinical trials
and problem of sponsoring them. Next I describe
necessary condition for changing non-commercial clinical trials into commercial clinical trials.
In this article furthermore I mention place of
non-commercials clinical trials in regulation
(EU) No 536/2014 of the European Parliament
and of the Council on clinical trials on medicinal
products for human use and repealing Directive
2001/20/EC.
Key words: non-commercial clinical trials,
legal aspects, translation
Wstęp
zostaną wprowadzone do porządku prawnego
z dniem 28 maja 2016 r.
Dzisiejsza szeroko rozumiana medycyna
stale się rozwija, a w ślad za jej rozwojem winien
następować proces zmierzający do dostosowania
regulacji prawnych do zachodzących zmian. Aby
nadążyć za postępem w świecie medycznym,
niezbędne jest tworzenie poprawnych, jasnych
i precyzyjnych regulacji prawnych. Niejasne lub
nieprecyzyjne sformułowanie przepisu prawnego rodzi niepewność jego adresatów co do treści
praw i obowiązków. Rozwój współczesnej medycyny niejako wymusza dostosowanie przepisów
do istniejących i zmieniających się warunków, tak
aby mogła zachodzić sprawna i skuteczna translacja odkryć naukowych do praktyki klinicznej.
W niniejszej pracy skupię się na przedstawieniu regulacji prawnych dotyczących badań klinicznych niekomercyjnych, wątpliwości interpretacyjnych, jak również przedstawię problematykę
prowadzenia ww. badań w świetle zmian, które
60
Badanie kliniczne niekomercyjne w świetle
obowiązujących regulacji prawnych
W celu sprostania wyzwaniom stawianym
naukowcom, z uwagi na pojawianie się nowych
chorób i dolegliwości, a także ze względu na
walkę z chorobami już znanymi istotne jest poszukiwanie nowych środków farmakologicznych
bardziej skutecznych w terapii i leczeniu pacjentów. Środki te są odkrywane i testowane podczas
wieloletnich i wieloetapowych eksperymentów
wykonywanych w laboratoriach oraz badań na
zwierzętach doświadczalnych. Substancje, które
rokują największe nadzieje na skuteczne zastosowanie w walce z chorobami, są poddawane testom
z udziałem ludzi, które nazywamy badaniami klinicznymi.
Badaniem klinicznym jest każde badanie
prowadzone z udziałem ludzi w celu odkrycia lub
potwierdzenia klinicznych, farmakologicznych,
w tym farmakodynamicznych skutków działania
jednego lub wielu badanych produktów leczniczych,
lub w celu zidentyfikowania działań niepożądanych
jednego lub większej liczby badanych produktów
leczniczych, lub śledzenia wchłaniania, dystrybucji, metabolizmu i wydalania jednego lub większej
liczby badanych produktów leczniczych, mając na
względzie ich bezpieczeństwo i skuteczność [1].
Ustawodawca jako kryterium odróżniające
badanie kliniczne komercyjne od niekomercyjnego
wskazuje jego sponsora i cel prowadzenia badania.
Art. 37ia ust. 1 mówi, że jeżeli właścicielem danych uzyskanych w trakcie badania klinicznego jest
sponsor, będący uczelnią, o której mowa w art. 2
ust. 1 pkt 1 ustawy z dnia 27 lipca 2005 r. – Prawo o szkolnictwie wyższym (Dz. U. Nr 164, poz.
1365 z późn. zm.), lub inną placówką naukową posiadającą uprawnienie do nadawania stopni naukowych zgodnie z przepisami ustawy z dnia 14 marca
2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym
oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U.
Nr 65, poz. 595, z 2005 r. Nr 164, poz. 1365 oraz
z 2010 r. Nr 96, poz. 620 i Nr 182, poz. 1228), zakładem opieki zdrowotnej, o którym mowa w art. 1
ust. 1 ustawy z dnia 30 sierpnia 1991 r. o zakładach
opieki zdrowotnej (Dz. U. z 2007 r. Nr 14, poz. 89
z późn. zm.), badaczem, organizacją pacjentów,
organizacją badaczy lub inną osobą fizyczną lub
prawną, lub jednostką organizacyjną nieposiadającą osobowości prawnej, której celem działalności
nie jest osiąganie zysku w zakresie prowadzenia
i organizacji badań klinicznych bądź wytwarzania
lub obrotu produktami leczniczymi, badanie kliniczne jest badaniem klinicznym niekomercyjnym.
Do badań klinicznych tzw. komercyjnych
i badań klinicznych niekomercyjnych stosuje się
te same przepisy i te same wymagania na gruncie
przepisów prawa [2].
Jedyną różnicą jest wysokość opłaty za
złożenie wniosku do prezesa Urzędu Rejestracji
Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych
i Produktów Biobójczych (URPL) o rozpoczęcie
badania klinicznego produktu leczniczego (rejestrację w Centralnej Ewidencji Badań Klinicznych
– CEBK), która dla badań klinicznych niekomercyjnych wynosi 2000 zł i jest znacznie niższa niż
w przypadku poszczególnych faz badań komercyjnych [1] (tab. 1).
Problem finansowania niekomercyjnych badań
klinicznych
Zgodnie z art. 37k:
Tabela 1. Wysokość opłat za złożenie wniosku do
prezesa Urzędu Rejestracji Produktów Leczniczych,
Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych o rozpoczęcie badania klinicznego produktu leczniczego [1].
Wyszczególnienie
Wysokość opłaty
Badanie fazy I–III
8000 zł
Badanie biorównoważności
7000 zł
Badanie fazy IV
4000 zł
Badanie niekomercyjne
2000 zł
1. Sponsor finansuje świadczenia opieki zdrowotnej związane z badaniem klinicznym i objęte protokołem badania klinicznego, które nie
mieszczą się w zakresie świadczeń gwarantowanych, o których mowa w ustawie z dnia
27 sierpnia 2004 r. o świadczeniach opieki
zdrowotnej finansowanych ze środków publicznych, w szczególności dostarcza bezpłatnie uczestnikom badania klinicznego badane
produkty lecznicze, komparatory oraz urządzenia stosowane do ich podawania.
1a. Świadczenia opieki zdrowotnej:
1) niezbędne do usunięcia skutków pojawiających się powikłań zdrowotnych wynikających z zastosowania badanego produktu
leczniczego
2) których konieczność udzielenia wyniknie
z zastosowania badanego produktu leczniczego
3) niezbędne do zakwalifikowania pacjenta do
udziału w badaniu klinicznym
– sponsor finansuje również, jeżeli świadczenia te są świadczeniami gwarantowanymi w rozumieniu przepisów ustawy
z dnia 27 sierpnia 2004 r. o świadczeniach opieki zdrowotnej finansowanych
ze środków publicznych [2].
Według raportu PricewaterhouseCoopers
„Badania kliniczne w Polsce – główne wyzwania”
koszt pracy nad cząsteczką mającą potencjał, by
zostać lekiem, wynosi ok. 866 mln dolarów amerykańskich, z czego 68%, czyli 590 mln dolarów, to
koszty badań klinicznych. Czas, jaki jest potrzebny na przeprowadzenie badań klinicznych w celu
wprowadzenia jednego leku na rynek, to średnio
8 lat. Instytucja wprowadzająca nowy lek na rynek może liczyć na 10–15 lat ochrony patentowej
(przyjmując okres 10 lat od momentu opatentowania cząsteczki do wejścia leku na rynek) i w tym
okresie czerpać zyski jako monopolista danego
leku [3]. Trudno oczekiwać, by polskie ośrodki
61
publiczne dysponowały kwotą 590 mln dolarów
(w przypadku tylko jednego badania klinicznego), jeżeli plan budżetu na całą naukę w Polsce
z MNiSW wynosi 7,3 mld zł [4].
Uregulowanie prawne pozwalające
na dokonanie zmiany badania klinicznego
niekomercyjnego na badanie kliniczne
komercyjne
Art. 37x ust. 1 odnoszący się do wyżej
wskazanych zmian dotyczy sytuacji, gdy po rozpoczęciu badania klinicznego sponsor postanawia
dokonać w jego protokole istotnych zmian, które
będą miały wpływ na bezpieczeństwo uczestników
badania klinicznego, lub też istotnych i mających
wpływ na bezpieczeństwo uczestników badania
klinicznego zmian w dokumentacji dotyczącej badanego produktu leczniczego, która została złożona wraz z wnioskiem o wydanie opinii w sprawie
badania klinicznego oraz wnioskiem o rozpoczęcie
badania klinicznego. Zgodnie z literalnym brzmieniem art. 37x u.p.f., wprowadzenie tego typu zmian
wymaga uprzedniego uzyskania pozytywnej opinii
komisji bioetycznej, która wyraziła opinię o tym
badaniu, oraz wyrażenia zgody przez ministra właściwego ds. zdrowia. Zgodnie z logiką, pozytywna opinia komisji bioetycznej oraz zgoda ministra
zdrowia powinny być wydane nie na wprowadzenie zmian do ww. dokumentów, a raczej na prowadzenie badania zgodnie ze zmienionym protokołem lub przy użyciu zmienionej dokumentacji,
dotyczącej badanego produktu leczniczego. Zapisy
art. 37x u.p.f. odnoszące się do komisji bioetycznej
nie pozwalają na jednoznaczne określenie, która
komisja bioetyczna powinna być adresatem wniosku w przypadku, gdy komisja właściwa dla badacza lub koordynatora badania wydała opinię negatywną, zaś odwoławcza komisja bioetyczna przy
ministrze zdrowia uwzględniła odwołanie badacza
lub sponsora, wydając pozytywną opinię o badaniu klinicznym. Ponieważ w myśl art. 37x u.p.f.
uzyskanie pozytywnej opinii komisji bioetycznej
oraz zgody ministra właściwego ds. zdrowia wymaga wyłącznie dokonania istotnych i mających
wpływ na bezpieczeństwo uczestników badania
klinicznego zmian w protokole badania klinicznego lub dokumentacji dotyczącej badanego produktu leczniczego, wnioskować można, iż zmiany
wyżej nieopisane nie wymagają zmiany protokołu
lub dokumentacji dotyczącej badanego produktu
leczniczego, a zatem mogą być wprowadzone bez
powołanych reżimów. Sytuacja taka będzie miała
miejsce w odniesieniu do zwiększenia np. limitu
pacjentów rekrutowanych na terenie Rzeczypospolitej Polskiej bez zwiększania liczby uczestników
62
badania klinicznego określonej w protokole badania [5].
Wątpliwości interpretacyjne wynikające
z przepisu art. 37k ust. 1a ustawy
– Prawo farmaceutyczne
Art. 37k ust. 1a został dodany przez
art. 11 pkt 27 lit. b ustawy z dnia 18 marca 2011 r.
o Urzędzie Rejestracji Produktów Leczniczych,
Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych
(Dz. U. Nr 82, poz. 451 z późn. zm.) z dniem
1 maja 2011 r.
Podstawą wprowadzenia tego przepisu
była kontrola Najwyższej Izby Kontroli, która wykazała nieprawidłowości w zakresie prowadzenia
badań klinicznych w kwestii finansowania świadczeń, ujawniając tzw. podwójne finansowanie. Polegało ono na finansowaniu świadczeń w badaniu
zarówno przez sponsora, jak i przez Narodowy
Fundusz Zdrowia.
Zgodnie z przyjętą interpretacją Ministerstwa Zdrowia i Narodowego Funduszu
Zdrowia, NFZ finansuje te świadczenia gwarantowane, które zostałyby udzielone pacjentowi
w sytuacji standardowego leczenia. Przepis precyzyjnie wskazuje, że sponsor finansuje świadczenia
gwarantowane, których konieczność udzielenia
wyniknie z zastosowania badanego produktu leczniczego. Z powyższego zapisu wynika, że jeżeli
dane świadczenie udzielone byłoby także w przypadku standardowego leczenia, a nie jest spowodowane wyłącznie włączeniem pacjenta do badania klinicznego i podaniem badanego produktu
leczniczego, to koszt udzielenia tego świadczenia
pokrywa Narodowy Fundusz Zdrowia, a nie sponsor badania klinicznego [2].
Jeżeli leczenie pacjentów po podaniu badanego produktu leczniczego ma charakter leczenia całkowicie standardowego, koszty takiego
leczenia pokrywa Narodowy Fundusz Zdrowia.
Natomiast w przypadku jakichkolwiek powikłań
lub odstępstw od zastosowania procedur standardowych, które choćby pośrednio będą wynikiem
działania badanego produktu leczniczego, leczenie nie zostanie objęte finansowaniem przez Narodowy Fundusz Zdrowia i pełny jego koszt poniesie sponsor badania klinicznego.
Ubezpieczenie odpowiedzialności cywilnej
– względy bezpieczeństwa uczestników badania
klinicznego
Przepisy ustawy – Prawo farmaceutyczne
w art. 37b ust. 2 pkt 6 wprowadzają m.in. jeden
z elementów ochrony uczestników badania klinicznego, którzy mają być zabezpieczeni na wy-
padek szkody wyrządzonej w związku z udziałem
w badaniu klinicznym. Powyżej wskazany przepis
zobowiązuje zarówno sponsora, jak i badacza do
zawarcia umowy obowiązkowego ubezpieczenia
odpowiedzialności cywilnej za szkody wyrządzone w związku z prowadzeniem badania klinicznego.
Jest to wielce nieprecyzyjne sformułowanie, gdyż istotą nie jest tu zawarcie oddzielnych
umów ubezpieczenia przez sponsora i badacza
ani też jednej umowy, której stronami są badacz
i sponsor, a raczej obowiązek posiadania przez
sponsora i badacza umowy ubezpieczenia odpowiedzialności cywilnej na wypadek roszczeń związanych z prowadzeniem badania klinicznego [1].
Minimalna suma gwarancyjna ubezpieczenia OC, w odniesieniu do jednego zdarzenia oraz
wszystkich zdarzeń, których skutki są objęte umową ubezpieczenia OC, zależy od liczby uczestników badania klinicznego przyjmujących badany
produkt leczniczy lub znajdujących się w grupie
kontrolnej i wynosi równowartość w złotych:
1) 500 000 euro – jeżeli w badaniu uczestniczy do 10 osób
2) 1 000 000 euro – jeżeli w badaniu uczestniczy od 11 do 25 osób
5) 5 000 000 euro – jeżeli w badaniu uczestniczy ponad 100 osób.
Tabela 2. Liczba badań klinicznych komercyjnych
i niekomercyjnych zarejestrowanych w Polsce [7].
Lata
Niekomercyjne
Komercyjne
2011
3
482
2012
8
441
2013
2
420
2014
5
391
Minimalna suma gwarancyjna, o której
mowa powyżej, określona jest łącznie w odniesieniu do sponsora i badaczy uczestniczących w badaniu klinicznym [6].
Niekomercyjne badania kliniczne w liczbach
W Polsce dane dotyczące niekomercyjnych badań klinicznych gromadzono od 2011 r.
Z otrzymanych z Ministerstwa Zdrowia informacji wynika, że niekomercyjne badania kliniczne są
prowadzone w niewielkiej liczbie w stosunku do
komercyjnych badań klinicznych [7].
W stosunku do krajów Europy Zachodniej
Polska pod względem badań klinicznych niekomercyjnych jest daleko w tyle. Dla porównania
w Wielkiej Brytanii w 1990 r. zostało zaraportowanych 25 badań niekomercyjnych, podczas gdy
w 1999 r. liczba ta wzrosła do 188, a w 2003 r. wynosiła już 533 [11]. Na tak wielką w stosunku do
polskich realiów liczbę zarejestrowanych badań
miały niewątpliwie wpływ fundusze pochodzące
Tabela 3. Liczba niekomercyjnych badań klinicznych w Wielkiej Brytanii w latach 1990–2009 pod względem finansowania [8].
600
500
400
n Unknown
n Other
n NHST
300
n NHSR&D
n MRC
n Charity
200
100
0
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
63
z NHS Trusts, NHS R&D (stanowiące większość)
oraz środki od fundacji charytatywnych (w 2009 r.
aż 18% niekomercyjnych badań klinicznych uzyskało tego typu wsparcie) [8].
Niekomercyjne badanie kliniczne na tle
rozporządzenia Parlamentu Europejskiego
i Rady w sprawie badań klinicznych
produktów leczniczych stosowanych u ludzi
oraz uchylenia dyrektywy 2001/20/WE
Niniejsze rozporządzenie ma podwójną
podstawę prawną w postaci art. 114 i art. 168 ust.
4 lit. c) TFUE. Jego celem jest urzeczywistnienie
rynku wewnętrznego w odniesieniu do badań klinicznych i produktów leczniczych stosowanych
u ludzi, mając za podstawę wysoki poziom ochrony zdrowia. Jednocześnie akt ten ustanawia wysokie normy jakości i bezpieczeństwa produktów
leczniczych w odpowiedzi na powszechne obawy
dotyczące bezpieczeństwa związane z tymi produktami.
W niniejszym rozporządzeniu wskazano, że należy sprecyzować obowiązującą definicję badania klinicznego zawartą w dyrektywie
2001/20/WE Parlamentu Europejskiego i Rady
z dnia 4 kwietnia 2001 r. w sprawie zbliżania
przepisów ustawowych, wykonawczych i administracyjnych państw członkowskich, odnoszących
się do wdrożenia zasady dobrej praktyki klinicznej w prowadzeniu badań klinicznych produktów
leczniczych, przeznaczonych do stosowania przez
człowieka. W tym celu pojęcie badania klinicznego należy precyzyjniej zdefiniować, wprowadzając szersze pojęcie „badania biomedycznego”,
którego kategorię stanowi badanie kliniczne. Kategorię tę należy zdefiniować na podstawie szczegółowych kryteriów. Takie podejście uwzględnia
w należyty sposób wytyczne międzynarodowe
i jest zgodne z przepisami UE regulującymi kwestie produktów leczniczych, których podstawą
jest podział na „badanie kliniczne” i „badanie
nieinterwencyjne”.
Zgodnie z definicją zawartą w ww. rozporządzeniu, badanie biomedyczne to każde badanie
z udziałem ludzi mające na celu:
a) odkrycie lub potwierdzenie klinicznych,
farmakologicznych lub innych farmakodynamicznych skutków jednego lub większej
liczby produktów leczniczych
b) stwierdzenie wszelkich działań niepożądanych jednego lub większej liczby produktów leczniczych; lub
c) zbadanie wchłaniania, dystrybucji, metabolizmu i wydalania jednego lub większej
64
liczby produktów leczniczych, zmierzające
do określenia bezpieczeństwa lub skuteczności tych produktów leczniczych.
Zgodnie z powyższym rozporządzeniem
badanie kliniczne określono również jako badanie
biomedyczne spełniające którykolwiek z następujących warunków:
a) badane produkty lecznicze nie są dopuszczone do obrotu
b) według protokołu badania biomedycznego
badane produkty lecznicze nie są stosowane zgodnie z warunkami pozwolenia na
dopuszczenie do obrotu zainteresowanego
państwa członkowskiego
c) przydział uczestnika do danej strategii terapeutycznej ustalany jest z góry i odbywa
się w sposób niestanowiący zwykłej praktyki klinicznej zainteresowanego państwa
członkowskiego
d) decyzja o przepisaniu badanego produktu
leczniczego jest podejmowana łącznie z decyzją o włączeniu uczestnika do badania
biomedycznego
e) oprócz zwykłej praktyki klinicznej
u uczestników wykonuje się dodatkowe
procedury diagnostyczne lub procedury
monitorowania.
Rozporządzenie zawiera również definicję
badania klinicznego o niskim stopniu interwencji,
które uznaje się za badanie kliniczne spełniające
wszystkie następujące warunki:
a) badane produkty lecznicze są dopuszczone
do obrotu;
b) według protokołu badania klinicznego
badane produkty lecznicze są stosowane zgodnie z warunkami pozwolenia na
dopuszczenie do obrotu lub ich stosowanie stanowi standardowy sposób leczenia w którymkolwiek z zainteresowanych
państw członkowskich
c) dodatkowe procedury diagnostyczne lub
procedury monitorowania stwarzają najwyżej minimalne dodatkowe ryzyko lub
obciążenie dla bezpieczeństwa uczestników
w porównaniu ze zwykłą praktyką kliniczną w którymkolwiek z zainteresowanych
państw członkowskich.
W niniejszym akcie prawnym podano, że
badanie nieinterwencyjne jest to badanie biomedyczne inne niż badanie kliniczne. Podkreślenia
wymaga jednak fakt, że są to definicje przyjęte na
potrzeby niniejszego rozporządzenia [9].
W związku z dyrektywą 2001/20/WE
doświadczenie pokazuje, że dużą część badań
klinicznych prowadzą sponsorzy niekomercyjni. Postanowienie to stoi w opozycji do polskich
realiów i danych zgromadzonych przez Ministerstwo Zdrowia, które zostały ukazane w niniejszym artykule, a które wyraźnie przedstawiają
dysproporcję liczebną w stosunku do badań komercyjnych.
Aby w sposób maksymalny wykorzystać
wartościowy wkład sponsorów niekomercyjnych
oraz aby nadal zachęcać ich do prowadzenia badań
naukowych, co nie powinno się odbywać kosztem
jakości badań klinicznych, państwa członkowskie
UE powinny podejmować środki w celu wspierania badań klinicznych prowadzonych przez tych
sponsorów.
Podsumowanie
Prowadzenie badań klinicznych jest procesem długotrwałym, a ponadto – bardzo kosztownym. Dla firm komercyjnych głównym motorem
napędowym rozwoju nowych leków i wprowadzania ich na rynek poprzez badania kliniczne nie jest
dobro pacjenta, ale przede wszystkim wizja przyszłych zysków. Dlatego też występuje w tym przypadku problem natury etycznej. Większość firm
prowadzi badania, które w przyszłości przyniosą
duże zyski, a więc badania mające na celu stworzenie nowego leku przeciwko chorobom bardzo
powszechnym oraz takim, które występują w krajach rozwiniętych, gdzie mimo wysokich cen leków zawsze znajdą się nabywcy. Z drugiej strony
jest wiele chorób, które są groźne, ale często ograniczone do określonego miejsca występowania,
np. dotykają głównie krajów Trzeciego Świata,
jak malaria czy AIDS [10]. W takich przypadkach
koszty przeprowadzenia badań klinicznych byłyby
znacznie wyższe niż zyski czerpane z wprowadzonego na rynek nowego leku. Instytucje komercyjne, które prowadzą badania kliniczne, a są nimi
zazwyczaj firmy farmaceutyczne lub spółki z nimi
powiązane, nie są instytucjami filantropijnymi,
dlatego też, choć może się to wydawać nieetyczne, nie możemy wpływać na działanie prywatnych
firm, a tym bardziej nakłaniać ich do realizowania
projektów przynoszących straty.
Kolejną praktyką, o której często mówi się
głośno w mediach, jest działanie firm farmaceutycznych polegające na rozwoju leków nowej generacji, ale niewprowadzaniu ich na rynek z uwagi na to, że ich poprzednik jeszcze nie przyniósł
oczekiwanego zwrotu finansowego. Wprowadzenie ulepszonego preparatu znacznie ograniczyłoby
sprzedaż leku dopuszczonego wcześniej do obrotu
przez tę samą firmę.
Dlatego też, mając na uwadze dobro pacjenta, jak i rozwój nauki, istotne jest, aby obok
komercyjnych badań klinicznych było miejsce na
badania kliniczne niekomercyjne. Aby jednak mówić o wprowadzaniu badań niekomercyjnych, należy sobie zdać sprawę z kilku problemów, jakie
powodują ograniczenia dla ośrodków niekomercyjnych w prowadzeniu własnych badań klinicznych. Głównym problemem jest finansowanie.
Wprawdzie pojawia się coraz więcej możliwości
uzyskania dofinansowania, np. z Narodowego
Centrum Badań i Rozwoju, co jest rozwiązaniem
bardzo obiecującym, ale pomimo takiej pomocy
w Polsce jest niewiele badań klinicznych, które
zostałyby całkowicie przeprowadzone w sposób
niekomercyjny.
Badania kliniczne niekomercyjne wydają
się bliską przyszłością. W dobie nastawiania się
na łączenie nauki z biznesem czy praktyczne wykorzystanie badań naukowych, badania kliniczne
niekomercyjne jawią się jako doskonałe połączenie nauki i praktycznego zastosowania badań naukowych.
Na podkreślenie zasługuje również konieczność wspierania istniejących ośrodków specjalizujących się w prowadzeniu niekomercyjnych
badań klinicznych i tworzenia zespołów na wzór
zespołów pracujących przy prowadzeniu badań
klinicznych komercyjnych [11]. Ośrodki te, dzięki dysponowaniu wyspecjalizowanym zespołem,
przyczynią się do zwiększenia sprawnie prowadzonych niekomercyjnych badań klinicznych.
Funkcjonowanie tego typu ośrodków docelowo
doprowadzić powinno do skutecznej translacji odkryć naukowych do praktyki klinicznej.
Mimo coraz większych nakładów ministerialnych i unijnych na naukę oraz większej liczby
wprowadzanych patentów, nie ma widocznego
praktycznego rezultatu tych działań. Co więcej,
powszechne jest wykupywanie patentów od ośrodków naukowych przez firmy farmaceutyczne za
niewielką kwotę w stosunku do nakładów finansowych, jakie one poniosły na uzyskanie takich wyników. Firma oszczędza środki na przeprowadzenie
żmudnych badań, bez ponoszenia dużych wydatków wprowadza lek na rynek i osiąga zysk. Często
nawet nie musi kupować patentu, gdyż naukowcy
sami publikują otrzymane wyniki bez wcześniejszego zastrzeżenia badanej substancji, udostępniając za darmo efekty swojej pracy szerokiemu gronu. Tak więc badania kliniczne niekomercyjne nie
tylko są w stanie wykorzystać potencjał coraz lepiej
rozwijającej się nauki w Polsce, lecz także umoż-
65
liwiają pozyskanie nowych środków finansowych
w przypadku wprowadzenia leku na rynek. Jest to
o tyle istotne, że pozwala na samofinansowanie się
ośrodków niekomercyjnych w przyszłości i zwiększenie konkurencyjności na rynku leków.
Aby społeczeństwo mogło maksymalnie
skorzystać z niekomercyjnych badań klinicznych
prowadzonych w Polsce, należałoby przedsięwziąć inicjatywy mające na celu usprawnienie całego procesu poprzez zwiększenie transparentności
przepisów prawnych, jasny podział kompetencji
między organami regulacyjnymi (CEBK i komisje bioetyczne). Istnieje wiele przepisów (w tym
podatkowych), których niejasność prowadzi do
braku angażowania szpitali w badania z uwagi na
restrykcyjne podejście interpretacyjne organów
podatkowych.
Prawny obszar niekomercyjnych badań klinicznych wymaga w głównej mierze racjonalizacji
procedur i otoczenia prawnego. Racjonalizacja ta
nie powinna zmierzać do wprowadzania kolejnych
nadmiernych i niepotrzebnych ograniczeń, które mogą znacząco uszczuplić korzyści dla Polski
i całego społeczeństwa. Nawet niewielkie zmiany,
takie jak np. wydłużenie ochrony patentowej dla
leków uzyskanych w ramach badań klinicznych
niekomercyjnych czy też zwolnienie z niektórych
opłat, przyczyniłyby się do rozwoju niekomercyjnych badań klinicznych.
Rozważając zmiany w przedmiotowym
obszarze, badania kliniczne należy traktować jako
oszczędność dla publicznego systemu opieki zdrowotnej.
mgr Anita Gadacz
Katedra Chorób Wewnętrznych i Medycyny Wsi
Piśmiennictwo
1. Prawo farmaceutyczne z dnia 6 września 2001 r. (Dz. U. Nr 126, poz. 1381 z późn. zm.). 2. Materiały ze szkolenia Ministerstwa
Zdrowia „Niekomercyjne badania kliniczne w Polsce – prezentacja Olgi Zielińskiej [online: http://www.mz.gov.pl/aktualnosci/szkolenie-pt.-niekomercyjne-badania-kliniczne-w-polsce]. 3. Raport firmy PricewaterhouseCoopers „Badania kliniczne w Polsce – Główne wyzwania”.
Listopad 2010 [online: http://infarma.pl/fileadmin/badania_kliniczne_raport/Badania%20kliniczne%20w%20Polsce%202010.pdf]. 4. Plan
na 2015 rok w części 28 Nauka wg ustawy budżetowej z dnia 15 stycznia 2015 roku (Dz. U. z dnia 29 stycznia 2015 r., poz. 153) [online:
http://www.nauka.gov.pl/budzet-nauki/].
5. Masełbas W.: Komentarz ustawy – Prawo farmaceutyczne. W: Kondrat M. (red.): Prawo farmaceutyczne. Komentarz. Wyd. 1. Warszawa
2009. 6. Rozporządzenie Ministra Finansów z dnia 30 kwietnia 2004 r. w sprawie obowiązkowego ubezpieczenia odpowiedzialności cywilnej badacza i sponsora. 7. Dane z Ministerstwa Zdrowia, nieopublikowane – wymiana korespondencji mailowej. 8. Raftery J., Fairbank E.,
Douet L. et al.: Registration of non-commercial randomised clinical trials: the feasibility of using trial registries to monitor the number of
trials. Trials 2012, 13: 140. 9. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) NR 536/2014 z dnia 16 kwietnia 2014 r. w sprawie
badań klinicznych produktów leczniczych stosowanych u ludzi oraz uchylenia dyrektywy 2001/20/WE (Dz. U. UE L z dnia 27 maja 2014 r.).
10. Raport prasowy, Paryż, 10 czerwca 2013, Komisja Europejska [online: http://europa.eu/rapid/press-release_IP-13-517_pl.htm]. 11. Doniesienie prasowe: Commercial backing means faster start for clinical trials [online: http://www.timeshighereducation.co.uk/news/commercial-backing-means-faster-start-for-clinical-trials/2015778.article].
66
Regulamin zamieszczania prac w „Czynnikach Ryzyka”
„Czynniki Ryzyka” są czasopismem indeksowanym w INDEX COPERNICUS. „Czynniki Ryzyka” zamieszczają prace poglądowe, oryginalne, kazuistyczne i inne dotyczące szeroko rozumianej problematyki patogenezy miażdżycy, jej leczenia,
epidemiologii, profilaktyki, roli żywienia itp.
Prawa autorskie
Przyjmując pracę do druku, wydawca nabywa na zasadzie wyłączności prawa autorskie do wydrukowanych prac (w tym
prawo do wydawania drukiem, na nośnikach elektronicznych oraz w Internecie). Bez zgody wydawcy dopuszcza się jedynie
drukowanie streszczeń. Autorzy mogą otrzymać 5 egzemplarzy kwartalnika.
Format prac
∙∙ Prace należy wysyłać w wersji elektronicznej na adres mailowy redakcji: [email protected], przy zachowaniu
następujących zasad: wielkość czcionki 12 punktów, odstępy między wierszami 1,5 linii, margines lewy 2 cm, margines
prawy 3 cm.
∙∙ Na pierwszej stronie pracy należy podać: pełne imię i nazwisko autora (autorów), stopień, tytuł naukowy autora (autorów), tytuł pracy (polski i angielski), pełną nazwę ośrodka (ośrodków), z którego praca pochodzi, stopień, tytuł naukowy
oraz imię i nazwisko kierownika ośrodka. Na dole strony należy umieścić adres, na jaki autor życzy sobie otrzymywać
korespondencję wraz z tytułem naukowym, pełnym imieniem i nazwiskiem oraz numerem telefonu (prosimy o zaznaczenie, czy autor wyraża zgodę na publikację numeru telefonu) i adresem poczty elektronicznej.
∙∙ Do pracy należy dołączyć streszczenie zarówno w języku polskim, jak i angielskim. Streszczenie prac oryginalnych powinno zawierać ok. 150–250 słów i składać się z następujących elementów: wstęp, cel pracy, materiał i metody, wyniki,
wnioski. W streszczeniu nie należy stosować skrótów.
∙∙ Po streszczeniu należy podać słowa kluczowe (3–5) w języku polskim i angielskim.
∙∙ Tekst pracy oryginalnej powinien się składać z następujących części: wstęp, cel pracy, materiał i metody, wyniki, omówienie, wnioski, piśmiennictwo i ryciny wraz z podpisami (ew. objasnieniami). Przy stosowaniu skrótów konieczne jest
podanie pełnego brzmienia przy pierwszym użyciu – zarówno w treści artykułu, jak w opisach wszystkich tabel i rycin
oraz w obydwu wersjach językowych streszczenia.
∙∙ Do pracy należy dołączyć zgodę wszystkich autorów na publikację. Zgoda ta jest jednoznaczna z oświadczeniem autorów,
że praca nie była publikowana w całości w innym polskim czasopiśmie medycznym. Ponadto należy dołączyć oświadczenie podpisane przez wszystkich autorów stwierdzające, że brali udział w przygotowaniu pracy i biorą odpowiedzialność za
jej treść. Zgodę autorów oraz oświadczenie można przesłać również na adres mailowy: [email protected]
Piśmiennictwo
∙∙ Piśmiennictwo powinno być ułożone według kolejności cytowania w pracy.
∙∙ Przy opisach artykułów z czasopism należy podać: nazwisko autora, pierwszą literę imienia (przy większej niż 4 liczbie
autorów podaje się tylko pierwszych trzech i adnotację „et al.” ), tytuł pracy, skrót tytułu czasopisma, rok wydania, numer tomu (rocznika), numery stron, na których zaczyna się i kończy artykuł. Należy zachować zapis i interpunkcję ściśle
według poniższego przykładu: Kowalski J.: Zasady publikacji prac naukowych. Czynniki Ryzyka 2013; 12: 733-737.
∙∙ Przy opisach książek należy podać: nazwisko autora, pierwszą literę imienia, tytuł, oznaczenie kolejności wydania, wydawnictwo, miejsce i rok wydania, numery stron; przy pracach zbiorowych nazwisko redaktora odpowiedzialnego podaje
się po tytule książki i skrócie „red.”. Należy zachować zapis i interpunkcję ściśle według poniższego przykładu:Kowalski
J.: Zasady Publikacji prac naukowych. Medical Education, Warszawa 2013: 354-366.
Zdjęcia, grafiki
∙∙ Zdjęcia i grafiki powinny mieć jeden z podanych formatów:*.jpg *.eps, *.bmp, *.gif, *.tif, *.cdr, *.ai.
∙∙ Materiały skanowane powinny posiadać rzeczywisty rozmiar, jaki ma być użyty w publikacji oraz rozdzielczość 300 dpi.
∙∙ Wszystkie dostarczone materiały powinny być dokładnie opisanie (numer, podpis i ew. objasnienia).
Uwagi
∙∙ Nadesłane prace są kierowane do niezależnych recenzentów w celu zakwalifikowania do druku.
∙∙ Redakcja zastrzega sobie prawo opatrzenia publikowanych prac komentarzem redakcyjnym oraz redagowania tekstów.
Prace przygotowane niezgodnie z zasadami zostaną zwrócone autorom do poprawienia.
∙∙ Redakcja nie odpowiada za treść zamieszczanych reklam.
∙∙ Redakcja nie zwraca materiałów niezamówionych.
67
68
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Czynniki ryzyka 1/2015

Transkrypt

Podobne dokumenty

Program konferencji

Zespół stopy cukrzycowej

Kraków 2015 - Biuletyn Informacji Publicznej Uniwersytetu