Leptiini-infuusio ja endoteelin vasomotorinen vaste (LIVARM)

Johdanto Korkea BMI ja erityisesti rasvamassaindeksi liittyvät lisääntyneeseen sepelvaltimotaudin ja muiden sydän- ja verisuonisairauksien riskiin, mutta taustalla olevia mekanismeja ei tunneta hyvin. Endoteelin toimintahäiriö edeltää ateroskleroosia ja edustaa tärkeää yhteyttä liikalihavuuden ja sydän- ja verisuonitapahtumien välillä.

Rasvakudos tuottaa sytokiinejä ja hormoneja (adipokiineja), jotka ylimäärin voivat edistää sydän- ja verisuonisairauksia proinflammatoristen, protromboottisten, dyslipideemisten ja ateroskleroottisten vaikutusten kautta.

Leptiini on adipokiini, jolla on pleiotrooppisia vaikutuksia ja verenkierron leptiinitasot liittyvät positiivisesti kehon rasvan määrään. Korkeat plasman leptiinitasot (hyperleptinemia) liittyvät ateroskleroosin, kohonneen verenpaineen ja sepelvaltimotaudin (CAD) kehittymiseen. Leptiini aktivoi spesifisiä leptiinireseptoreita, jotka ilmentyvät muun muassa verisuonisoluissa, mikä viittaa siihen, että leptiini voi osallistua endoteelin toimintahäiriön ja ateroskleroosin kehittymiseen.

Leptiinin nettovaikutus vasomotoriseen toimintaan on kuitenkin edelleen epäselvä, koska sekä vasodilataatiota että vasokonstriktiota on raportoitu. Leptiini indusoi typpioksidin (NO) vapautumista in vitro ja saa aikaan endoteeliriippuvaisen verisuonten laajenemisen hiirissä indusoimalla NO-syntaasin endoteelisyntaa. Lisäksi ihmisillä tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että leptiini-infuusio laajentaa verisuonia. Sitä vastoin toiset ovat osoittaneet leptiinin aiheuttamaa vasokonstriktiota in vitro ja heikentynyttä vasodilataatiota koirilla. On ehdotettu erilaisia ​​mekanismeja, jotka aiheuttavat lisääntynyttä perifeeristä verisuonivastusta, kuten verisuonitulehdus, lisääntynyt sympaattisen hermoston (SNS) aktiivisuus, lisääntynyt endoteliini-1:n (ET-1) tuotanto ja vähentynyt typpioksidin (NO) hyötyosuus.

Hyperleptinemia on liitetty muuttuneisiin fibrinolyysitiloihin, mikä on yleistä diabeteksessa, sydän- ja verisuonisairauksissa ja liikalihavuudessa. On kuitenkin epäselvää, vaikuttaako leptiini suoraan endogeeniseen fibrinolyyttiseen toimintaan.

Näiden tutkimusten tavoitteena oli arvioida leptiinin roolia ihmisen endoteelin toiminnassa. Tätä tarkoitusta varten vasomotoriset ja fibrinolyyttiset toiminnot arvioitiin terveillä miehillä farmakologisesti indusoidun hyperleptinemian tilan aikana. Rinnakkaisessa tutkimuksessa endoteelin toiminta arvioitiin potilailla, joilla oli vakiintunut CAD ja joka liittyi plasman leptiinitasoihin.

Materiaali ja metodit

Koehenkilöt Seitsemäntoista tervettä tupakoimatonta miespuolista vapaaehtoista, jotka eivät käyttäneet säännöllistä lääkitystä, rekrytoitiin Uumajassa, Ruotsissa (kolme miestä osallistui sekä protokollaan 1 että protokollaan 2). Kahdeksankymmentäkolme potilasta, joilla oli vakiintunut sepelvaltimotauti, rekrytoitiin Royal Infirmaryn kardiologian poliklinikalta Edinburghista Skotlannista, ja tämän kohortin ominaisuudet on raportoitu aiemmin. Näillä potilailla oli stabiili angina pectoris ja heillä oli aiempi angiografinen dokumentaatio vähintään yhden suuren epikardiaalisen sepelvaltimoiden luminaalisen ahtauman ≥ 50 %:sta. Jokaiselta tutkittavalta saatiin kirjallinen tietoinen suostumus ja tutkimukset suoritettiin Helsingin julistuksen mukaisesti.

Laskimotukoksen pletysmografia Koehenkilöt pidättyivät alkoholista 24 tunnin ajan ja ruoasta, tupakasta ja kofeiinia sisältävistä juomista vähintään 4 tuntia ennen jokaista tutkimuskäyntiä. Kaikki tutkimukset suoritettiin hiljaisessa lämpötilakontrolloidussa huoneessa, jonka lämpötila pidettiin 22-25 celsiusasteessa (ºC). 17-G:n laskimokanyyli työnnettiin kummankin käsivarren kyynärpäälaskimoon ja ei-dominoivan käsivarren olkavarren valtimo kanyloitiin 27-G-neulalla (Cooper's Needle Works Ltd, UK). Bilateraalinen kyynärvarren verenvirtaus mitattiin laskimotukoksen pletysmografialla käyttämällä elohopea-silastisessa venymämittareita. Verenpaine ja syke mitattiin käyttämällä puoliautomaattista ei-invasiivista verenpainemittaria. Akuuttien vasomotoristen vaikutusten välttämiseksi kaikki lääkkeet pidätettiin jokaisen tutkimuksen aamuna.

Opintojen suunnittelu

Protokolla 1 Kymmenelle terveelle miespuoliselle vapaaehtoiselle rekombinanttia ihmisen leptiiniä (Sigma-Aldrich, Saint-Louis, Missouri, USA) infusoitiin valtimoon nousevin annoksina 80, 800 ja 8 000 ng/min (kukin 6 minuuttia). Syke, verenpaine, kyynärvarren verenvirtaus, leptiini, kudosplasminogeeniaktivaattori (tPA) -antigeeni ja plasminogeeniaktivaattori-inhibiittori tyyppi 1 (PAI-1) -antigeenipitoisuudet määritettiin kunkin annoksen lopussa.

Protokolla 2 Kaksoissokkoutetussa satunnaistetussa risteytystutkimuksessa kymmenen tervettä miespuolista vapaaehtoista sai valtimoon joko leptiiniä (800 ng/min) tai suolaliuosta kahdessa eri yhteydessä siten, että käyntien välillä oli vähintään 2 viikkoa. Kyynärvarren verenvirtaus mitattiin infusoiduissa ja infusoimattomissa käsivarsissa lähtötilanteessa ja säännöllisin väliajoin yhden tunnin leptiini/suolaliuos-infuusion aikana. Sen jälkeen neljä vasodilataattoria infusoitiin samanaikaisesti valtimonsisäisten leptiini/suolaliuos-infuusioiden kanssa; bradykiniini (endoteeliriippuvainen vasodilataattori, joka vapauttaa tPA:ta) 100, 300 ja 1 000 pmol/min (Clinalfa Ltd, Sveitsi), asetyylikoliini (endoteeliriippuvainen vasodilataattori, joka ei vapauta tPA:ta) 5, 10 ja 20 µg/min (Clinal Ltd.) , Sveitsi), natriumnitroprussidia (endoteelista riippumaton vasodilataattori) 2, 4 ja 8 µg/min (David Bull -laboratoriot, UK) ja verapamiilia (endoteelista riippumaton vasodilataattori) 10, 30, 100 µg/min (Abbott UK Ltd) 6 minuuttia kullakin pitoisuudella. Vasodilataattorit infusoitiin satunnaistetussa järjestyksessä siten, että kunkin lääkkeen välillä oli 15 minuutin suolaliuoksen huuhtelujakso. Verapamiili annettiin aina lopussa sen pitkäkestoisten vasomotoristen vaikutusten vuoksi.

Laskimoverta otettiin infusoiduista ja infusoimattomista käsistä lähtötilanteessa, ennen bradykiniini-infuusiota ja sen aikana, 60 minuutin kohdalla ja tutkimusprotokollan lopussa.

Protokolla 3 CAD-potilailla (n=83) mitattiin molemminpuolinen kyynärvarren verenvirtaus ennen substanssi P:n (endoteeliriippuvainen vasodilataattori, joka vapauttaa tPA:ta) valtimonsisäisiä infuusioita ja niiden aikana 2, 4 ja 8 pmol/min (Clinalfa Ltd, Sveitsi), asetyylikoliinia 5, 10 ja 20 µg/min (kuten edellä) ja natriumnitroprussidia 2, 4 ja 8 µg/min (kuten edellä) 6 minuutin ajan kullakin pitoisuudella. Bradykiniiniä ei annettu, koska monia koehenkilöitä hoidettiin angiotensiinia konvertoivan entsyymin estämisellä, mikä voimistaa merkittävästi sen vasodilataattori- ja fibrinolyyttisiä vaikutuksia. Vasodilataattorit annettiin satunnaistetussa järjestyksessä siten, että kunkin lääkkeen välillä oli 15 minuutin suolaliuoksen huuhtelujakso. Laskimoverinäytteet otettiin ennen substanssi P:n valtimonsisäistä infuusiota ja sen aikana fibrinolyyttisten merkkiaineiden mittaamiseksi.

Laskimonäytteenotto ja määritykset Paastolaskimoverinäytteet otettiin putkiin, jotka sisälsivät happamaa puskuroitua sitraattia tai trinatriumsitraattia. Näytteet kerättiin välittömästi jäille ja sentrifugoitiin 2000 g:ssä 30 minuuttia. Verihiutalevapaa plasma ja seerumi säilytettiin -80 °C:ssa ennen määritystä. Aivojen natriureettinen peptidi (BNP), kolesteroli- ja glukoosipitoisuudet määritettiin kliinisen rutiinin mukaisesti ja korkean herkkyyden C-reaktiivinen proteiini (hsCRP) erittäin herkällä määrityksellä käyttäen hiukkastehostettua immunonefelometriaa (Behring BN II -nefelometria). Plasman leptiinipitoisuudet mitattiin käyttämällä kaksoisvasta-aineen radioimmunomääritystä (Millipore, Billerica, Massachusetts, USA). Testien sisäiset ja väliset variaatiokertoimet olivat alle 5 % sekä alhaisilla (2-4 ng/ml) että korkeilla (10-15 ng/ml) leptiinipitoisuuksilla. Plasman tPA- ja PAI-1-antigeenipitoisuudet määritettiin käyttämällä entsyymi-immunosorbenttimäärityksiä (Coaliza®, Chromogenix Ltd) ja plasman tPA-aktiivisuus fotometrisellä menetelmällä (Coatest tPA, Chromogenix Ltd). Fibrinolyyttisten määritysten variaatiokertoimet olivat 5,9 % ja 12 % tPA-antigeenille ja aktiivisuudelle ja 6,2 % PAI-1-antigeenille. Arvioitu tPA:n nettovapautuminen (antigeeni ja aktiivisuus) laskettiin, kuten aiemmin on kuvattu jokaisen bradykiniini- tai P-aineen annoksen jälkeen, tuloksena infusoidun kyynärvarren plasmavirtauksesta ja plasmatasojen erosta infusoitujen ja infusoimattomien käsivarsien välillä.