Übung zur Expression von Hitzeschockprotein 70 bei arteriellem Risiko (HSP70)

Das Ziel der Studie besteht darin, den Grad der Serumexpression des HSP70-Proteins bei Personen zu bestimmen, bei denen das Risiko einer atherosklerotischen peripheren arteriellen Verschlusskrankheit nach einem Eingriff mit mäßiger körperlicher Betätigung besteht.

Die atherosklerotische periphere arterielle Verschlusskrankheit (pAVK) ist eine systemische Erkrankung, die zu einer Behinderung des arteriellen Blutflusses führt und weltweit eine bedeutende Ursache für Morbidität und Mortalität darstellt 1.

Patienten mit pAVK haben ein dreimal höheres Risiko für Herzinfarkt, Schlaganfall und Tod als Patienten ohne diese Erkrankung. Allerdings sind mehr als 50 % der Patienten asymptomatisch; Daher bleibt die Krankheit unterdiagnostiziert. 2 Schätzungen zufolge sind weltweit 202 Millionen Menschen von pAVK betroffen, 45 Millionen von ihnen sterben innerhalb von zehn Jahren an einer koronaren oder zerebrovaskulären Erkrankung. Die derzeitige Prävalenz von pAVK in Mexiko beträgt 10 % der Gesamtbevölkerung.3 Die Krankheit steht in engem Zusammenhang mit veränderbaren Risikofaktoren (Blutdruck, Bewegungsmangel, Grundglykämie, Cholesterin und Fettleibigkeit) und einem ungesunden Lebensstil (Tabak, körperliche Inaktivität, Ernährung und psychosozialer Stress), was das Erkrankungsrisiko auf bis zu 17,2 erhöht mal 4, 5, 6 Eine erhöhte Membranpermeabilität führt zur Akkumulation und Modifikation von Proteinen, Lipiden und Lipoproteinen im Endothel. Es kommt auch zu einer Anhäufung von proinflammatorischen Molekülen wie dem chemotaktischen Monozytenprotein 1 (MCP-1), intrazellulären Adhäsionsmolekülen (ICAM-1), vaskulärer Zelladhäsion (VCAM-1) und einem höheren Nitro-Tyrosin-Gehalt. 7 Makrophagen reagieren aktiv auf die Ausbreitung der Entzündungsreaktion und binden an internalisierte LDL-Rezeptoren (Low Density Lipoprotein).

Makrophagen sezernieren entzündungsfördernde Zytokine, was zur Rekrutierung und Aktivierung zusätzlicher Immunzellen am Ort der Läsion führt, die Immunantwort verstärkt und die Entwicklung komplexer und fortgeschrittener Plaques fördert, die zu reifen atherosklerotischen Plaques werden.8 Der Knöchel-Arm-Index (ABI) ist der nicht-invasive Goldstandard, der sowohl für die Diagnose als auch für die Beurteilung des Schweregrads dieser Erkrankung akzeptiert wird. Der Grenzwert für die Diagnose einer pAVK ist ein ABI von weniger als 0,90 in Ruhe, unabhängig vom Framingham-Risiko-Score, der eine Sensitivität von 95 % für die Erkennung einer pAVK aufweist. 9, 10 Um die Homöostase an der Gefäßwand aufrechtzuerhalten, produzieren Gefäßzellen einen hohen Anteil an Hitzeschockproteinen (HSP) 11. Diese Arten von Stressproteinen sind zytoprotektive Wirkstoffe, die das Überleben der Zellen bei Stressfaktoren fördern. 12 Die Verringerung der intrazellulären HSP-Expression steht auch im Zusammenhang mit pAVK, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und dem metabolischen Syndrom, wo sie stark verringert ist. 10 HSP sind normalerweise intrazelluläre Proteine, aber wenn sie auf extrazellulärer Ebene freigesetzt werden, lösen sie eine Immunantwort aus.13 Das thermoempfindlichste und am stärksten induzierbare HSP gehört zur 70-Kilodalton-Familie (kDa), wie 1998 von Mizzen et al. festgestellt wurde (Abbildung 1). Es wird angenommen, dass extrazelluläres Hsp70 (eHsp70) die angeborene Immunität stimuliert und als Gefahrensignal fungiert. Serum-Hsp70 wurde im peripheren Kreislauf scheinbar gesunder Personen nachgewiesen und steigt als Reaktion auf verschiedene Stressfaktoren, einschließlich körperlicher Betätigung, an. 12, 14

Abbildung 1. Schematische Darstellung der Molekülstruktur von HSP70. Angepasst von Carrasco L. et al. 15 Sportliche Betätigung erhöht den HSP-Spiegel hauptsächlich durch reaktive Sauerstoffspezies (ROS), erhöhte Temperatur, Hormone, Kalziumflüsse oder mechanische Gewebeverformung.16 Es hat sich gezeigt, dass die Konzentration von Hsp70 sowohl nach akuten als auch nach längerfristigen Übungen ansteigt und Werte erreicht, die hoch bleiben, aber sobald seine Schutzwirkung sowohl auf intra- als auch auf extrazellulärer Ebene abnimmt.17 Sport übt eine positive Wirkung gegen Atherosklerose aus, indem er die Zirkulation von Endostatin erhöht, das die Entwicklung von atherosklerotischem Plaque hemmt, indem es die Angiogenese im Plaquegewebe blockiert.18 Im Gegensatz zu exzentrischem Training führen isotonische Kontraktionen vom Typ des Widerstandstrainings (Aerobic) tendenziell zu einem Anstieg des Hsp70-Spiegels. Bei wiederholtem Training bleibt ein induzierter Anstieg dieses Proteins erhalten, während die anfängliche Reaktion anderer HSPs auf das Training mit fortschreitendem Training abnimmt.16 Regelmäßige Bewegung löst langfristige Anpassungsprozesse des Muskelstoffwechsels, des Herz-Kreislauf-Systems und immunmodulatorischer Effekte aus, die überwiegend als vorteilhaft angesehen werden; Es gibt Hinweise darauf, dass Hsp70 während des Trainings in Verbindung mit Exosomen, insbesondere bei Aerobic-Übungen, in den menschlichen Blutkreislauf freigesetzt wird.19, 20 Es wurde gezeigt, dass Hsp70 entzündliche Prozesse durch die Unterdrückung von oxidativem Stress direkt hemmt, Apoptose und Hyperplasie direkt reduziert und die Expression von Adhäsionsmolekülen verringert, die zur Leukozytenextravasation und zur Manifestation entzündlicher Zytokine führen.16 Höhere Hsp70-Serumspiegel sind mit einer geringeren Verdickung der atherosklerotischen Intima und einem geringeren Risiko einer koronaren Herzkrankheit verbunden.21