Cvičení na expresi proteinu tepelného šoku 70 v arteriálním riziku (HSP70)

Cílem studie je stanovit hladinu sérové ​​exprese proteinu HSP70 u jedinců s rizikem aterosklerotického onemocnění periferních tepen po intervenci mírné zátěže.

Aterosklerotická periferní arteriální choroba (PAD) je systémové onemocnění, které způsobuje obstrukci arteriálního průtoku krve a je významnou příčinou morbidity a mortality na celém světě 1.

Pacienti s PAD mají třikrát vyšší riziko infarktu myokardu, cévní mozkové příhody a úmrtí než pacienti bez onemocnění. Více než 50 % pacientů je však asymptomatických; takže nemoc zůstává nedostatečně diagnostikována. 2 Odhaduje se, že 202 milionů lidí na světě je postiženo PAD, 45 milionů z nich zemře na koronární nebo cerebrovaskulární onemocnění v rozmezí deseti let. Současná prevalence PAD v Mexiku je 10 % celkové populace.3 Onemocnění silně souvisí s ovlivnitelnými rizikovými faktory (krevní tlak, sedavý způsob života, výchozí glykémie, cholesterol a obezita) a nezdravým životním stylem (tabák, fyzická nečinnost, jídlo a psychosociální stres), což zvyšuje riziko získání onemocnění až do 17,2 krát 4, 5, 6 Zvýšená permeabilita membrány vede k akumulaci a modifikaci proteinů, lipidů a lipoproteinů v endotelu. Vzniká také akumulace prozánětlivých molekul, jako je chemotaktický monocytární protein 1 (MCP-1), intracelulární adhezní molekuly (ICAM-1), adheze vaskulárních buněk (VCAM-1) a vyšší obsah nitro-tyrosinu. 7 Makrofágy jsou aktivní v reakci na šíření zánětlivé reakce a vážou se na receptory lipoproteinů s nízkou hustotou (LDL), které se internalizovaly.

Makrofágy vylučují prozánětlivé cytokiny, což vede k náboru a aktivaci dalších imunitních buněk v místě léze, zesiluje imunitní odpověď a podporuje vývoj komplexních a pokročilých plaků, které se stávají zralými aterosklerotickými plaky.8 Ankle Arm Index (ABI) je neinvazivní zlatý standard akceptovaný jak pro diagnostiku, tak pro hodnocení závažnosti tohoto onemocnění. Hraničním bodem pro diagnózu PAD je ABI menší než 0,90 v klidu bez ohledu na Framinghamské rizikové skóre, které je 95% citlivé při detekci PAD. 9, 10 Pro udržení homeostázy na stěně cév produkují vaskulární buňky vysokou hladinu proteinů tepelného šoku (HSP) 11. Tyto typy stresových proteinů jsou cytoprotektivní činidla, která podporují přežití buněk během stresorů. 12 Snížení intracelulární exprese HSP souvisí také s PAD, kardiovaskulárními chorobami a metabolickým syndromem, kde jsou výrazně sníženy. 10 HSP jsou normálně intracelulární proteiny, ale když jsou uvolněny na extracelulární úrovni, vyvíjejí imunitní odpověď.13 Nejcitlivější na teplo a vysoce indukovatelný HSP patří do rodiny 70 kilodaltonů (kDa), jak stanovil Mizzen et al., v roce 1998 (obrázek 1). Předpokládá se, že extracelulární Hsp70 (eHsp70) stimuluje vrozenou imunitu a působí jako nebezpečný signál. Sérový Hsp70 byl detekován v periferní cirkulaci zjevně zdravých jedinců a zvyšuje se v reakci na různé stresory, včetně cvičení. 12, 14

Obrázek 1. Schematické znázornění molekulární struktury HSP70. Převzato z Carrasco L. et al. 15 Cvičení zvyšuje hladiny HSP především prostřednictvím reaktivních forem kyslíku (ROS), zvýšené teploty, hormonů, toků vápníku nebo mechanické deformace tkání.16 Bylo prokázáno, že koncentrace Hsp70 se zvyšuje po provedení akutních i dlouhodobých cvičení a dosahuje hladin, které zůstávají vysoké, ale jakmile se jeho ochranný účinek sníží na intracelulární i extracelulární úrovni.17 Cvičení má příznivé účinky proti ateroskleróze zvýšením cirkulujícího endostatinu, který inhibuje vývoj aterosklerotického plátu blokováním angiogeneze v plátové tkáni.18 Izotonické kontrakce typu odporového cvičení (aerobní) mají tendenci vést ke zvýšení hladin Hsp70, na rozdíl od excentrického cvičení. Při opakovaném cvičení je indukovaný nárůst tohoto proteinu udržován, zatímco počáteční reakce ostatních HSP na cvičení se s postupem tréninku snižuje.16 Pravidelné cvičení nastartuje dlouhodobé procesy adaptace svalového metabolismu, kardiovaskulárního systému a imunomodulačních účinků, které jsou z velké části považovány za prospěšné; Existují důkazy, že během cvičení se Hsp70 uvolňuje do lidského oběhu ve spojení s exosomy, konkrétně s aerobním cvičením.19, 20 Bylo prokázáno, že Hsp70 přímo inhibuje zánětlivé procesy prostřednictvím suprese oxidačního stresu, přímo snižuje apoptózu, hyperplazii a také snižuje expresi adhezních molekul, které vedou k extravazaci leukocytů a manifestaci zánětlivých cytokinů.16 Vyšší sérové ​​hladiny Hsp70 jsou spojeny se sníženým ztluštěním aterosklerotické intimy a nižším rizikem onemocnění koronárních tepen.21