Harjoitus lämpöshokkiproteiini 70:n ilmentymisestä valtimoriskissä (HSP70)

Tutkimuksen tavoitteena on määrittää HSP70-proteiinin ekspression taso seerumissa henkilöillä, joilla on riski sairastua ateroskleroottiseen ääreisvaltimotautiin kohtalaisen rasituksen jälkeen.

Ateroskleroottinen perifeerinen valtimotauti (PAD) on systeeminen sairaus, joka estää valtimoveren virtauksen ja on merkittävä sairastuvuuden ja kuolleisuuden syy maailmanlaajuisesti 1.

PAD-potilailla on kolme kertaa suurempi sydäninfarktin, aivohalvauksen ja kuoleman riski kuin niillä, joilla ei ole sairautta. Kuitenkin yli 50 % potilaista on oireettomia; joten sairaus jää alidiagnosoiduksi. 2 On arvioitu, että 202 miljoonaa ihmistä maailmassa sairastuu PAD:iin, joista 45 miljoonaa kuolee sepelvaltimotautiin tai aivoverisuonitautiin kymmenen vuoden kuluessa. PAD:n nykyinen esiintyvyys Meksikossa on 10 % väestöstä.3 Sairaus liittyy vahvasti muunnettavissa oleviin riskitekijöihin (verenpaine, istuvat elämäntavat, perusglykemia, kolesteroli ja liikalihavuus) ja epäterveellisiin elämäntapoihin (tupakka, fyysinen passiivisuus, ruoka ja psykososiaalinen stressi), mikä lisää riskiä sairastua 17.2. kertaa 4, 5, 6 Lisääntynyt kalvon läpäisevyys johtaa proteiinien, lipidien ja lipoproteiinien kertymiseen ja modifioitumiseen endoteeliin. Muodostuu myös tulehdusta edistävien molekyylien, kuten kemotaktisen monosyyttiproteiinin 1 (MCP-1), solunsisäisten adheesiomolekyylien (ICAM-1), vaskulaaristen solujen adheesion (VCAM-1) ja korkeamman nitrotyrosiinipitoisuuden, kertymistä. 7 Makrofagit ovat aktiivisia vasteena tulehdusvasteen leviämiselle ja sitoutuvat LDL-reseptoreihin, jotka olivat sisäistyneet.

Makrofagit erittävät tulehdusta edistäviä sytokiinejä, jotka johtavat uusien immuunisolujen kerääntymiseen ja aktivoitumiseen vauriokohtaan, vahvistaen immuunivastetta ja edistäen monimutkaisten ja pitkälle edenneiden plakkien kehittymistä, joista tulee kypsiä ateroskleroottisia plakkeja. Nilkkavarsiindeksi (ABI) on ei-invasiivinen kultastandardi, joka on hyväksytty tämän taudin diagnosoinnissa ja vakavuuden arvioinnissa. PAD-diagnoosin raja-arvo on ABI, joka on alle 0,90 levossa riippumatta Framinghamin riskipisteestä, ja se on 95 % herkkä PAD:n havaitsemisessa. 9, 10 Suonen seinämän homeostaasin ylläpitämiseksi verisuonisolut tuottavat korkean tason lämpösokkiproteiineja (HSP) 11. Tämän tyyppiset stressiproteiinit ovat sytoprotektiivisia aineita, jotka edistävät solujen selviytymistä stressitekijöiden aikana. 12 HSP:n solunsisäisen ilmentymisen väheneminen liittyy myös PAD:iin, sydän- ja verisuonisairauksiin ja metaboliseen oireyhtymään, joissa ne ovat huomattavasti vähentyneet. 10 HSP:t ovat normaalisti solunsisäisiä proteiineja, mutta kun ne vapautuvat solunulkoisella tasolla, ne aiheuttavat immuunivasteen.13 Lämpöherkin ja erittäin indusoituva HSP kuuluu 70 kilodaltonin (kDa) perheeseen, kuten Mizzen et ai. ovat vahvistaneet, vuonna 1998 (kuvio 1). Uskotaan, että solunulkoinen Hsp70 (eHsp70) stimuloi synnynnäistä immuniteettia ja toimii vaarasignaalina. Seerumin Hsp70:tä on havaittu näennäisesti terveiden yksilöiden ääreisverenkierrossa, ja se lisääntyy vasteena erilaisille stressitekijöille, mukaan lukien harjoittelu. 12, 14

Kuvio 1. Kaavioesitys HSP70:n molekyylirakenteesta. Mukautettu julkaisusta Carrasco L. et ai. 15 Harjoitus lisää HSP-tasoja ensisijaisesti reaktiivisten happilajien (ROS), kohonneen lämpötilan, hormonien, kalsiumvirtojen tai kudosten mekaanisen muodonmuutoksen kautta.16 On osoitettu, että Hsp70:n pitoisuus kasvaa sekä akuutin että pitkäaikaisen harjoituksen jälkeen saavuttaen tason, joka pysyy korkeana, mutta kun sen suojaava vaikutus vähenee sekä solunsisäisellä että ekstrasellulaarisella tasolla.17 Harjoittelulla on edullisia vaikutuksia ateroskleroosia vastaan ​​lisäämällä verenkierrossa olevaa endostatiinia, joka estää ateroskleroottisen plakin kehittymistä estämällä angiogeneesin plakkikudoksessa.18 Resistenssiharjoituksen (aerobinen) isotoniset supistukset johtavat yleensä Hsp70-tason nousuun, toisin kuin eksentrinen harjoittelu. Toistuvassa harjoituksessa tämän proteiinin indusoitu lisäys säilyy, kun taas muiden HSP:iden alkuperäinen vaste harjoitukseen vähenee harjoituksen edetessä.16 Säännöllinen harjoittelu käynnistää pitkäkestoisia sopeutumisprosesseja lihasten aineenvaihduntaan, sydän- ja verisuonijärjestelmään ja immuunimoduloiviin vaikutuksiin, joita pidetään suurelta osin hyödyllisinä; On näyttöä siitä, että harjoituksen aikana Hsp70 vapautuu ihmisen verenkiertoon eksosomien yhteydessä, erityisesti aerobisen harjoituksen yhteydessä. 20 On osoitettu, että Hsp70 estää suoraan tulehdusprosesseja estämällä oksidatiivista stressiä, vähentää suoraan apoptoosia, hyperplasiaa sekä vähentää leukosyyttien ekstravasaatioon ja tulehduksellisten sytokiinien ilmenemiseen johtavien adheesiomolekyylien ilmentymistä. Korkeammat seerumin Hsp70-tasot liittyvät ateroskleroottisen sisäkalvon vähentyneeseen paksuuntumiseen ja pienempään sepelvaltimotaudin riskiin.21