レプチン注入と内皮血管運動反応 (LIVARM)

はじめに BMI が高く、特に体脂肪指数が高いと、冠動脈疾患やその他の心血管疾患のリスクが高くなりますが、その根底にあるメカニズムはよくわかっていません。 内皮機能障害は、アテローム性動脈硬化症に先行し、肥満と心血管イベントとの間の重要なつながりを表しています。

脂肪組織はサイトカインとホルモン (アディポカイン) を生成しますが、これらが過剰になると、炎症誘発性、血栓形成促進、脂質異常症、およびアテローム性動脈硬化の影響により心血管疾患を促進する可能性があります。

レプチンは多面的な効果を持つアディポカインであり、循環レプチンレベルは体脂肪量と正の相関があります。 高血漿レプチン レベル (高レプチン血症) は、アテローム性動脈硬化症、高血圧、および冠動脈疾患 (CAD) の発症に関連しています。 レプチンは、他の組織の中でも特に血管細胞で発現する特定のレプチン受容体を活性化し、レプチンが内皮機能障害およびアテローム性動脈硬化の発症に関与している可能性を示唆しています。

ただし、血管拡張と血管収縮の両方が報告されているため、血管運動機能に対するレプチンの正味の効果は不明のままです。 レプチンは、in vitro で一酸化窒素 (NO) の放出を誘導し、NO シンターゼの内皮発現を誘導することにより、マウスの内皮依存性血管拡張を誘発します。 さらに、ヒトでの研究は、レプチン注入が血管拡張を発揮することを示しています。 対照的に、インビトロでのレプチン誘発血管収縮およびイヌでの血管拡張障害を示したものもある。 血管の炎症、交感神経系 (SNS) 活動の増加、エンドセリン-1 (ET-1) 産生の増加、一酸化窒素 (NO) バイオアベイラビリティの減少など、末梢血管抵抗の増加を引き起こすさまざまなメカニズムが提案されています。

高レプチン血症は、糖尿病、心血管疾患、肥満に共通する線維素溶解異常の状態に関連しています。 ただし、レプチンが内因性の線維素溶解機能に直接影響するかどうかは不明のままです。

これらの研究の目的は、ヒトの内皮機能に対するレプチンの役割を評価することでした。 この目的のために、薬理学的に誘導された高レプチン血症の状態にある健康な男性の血管運動機能と線溶機能を評価しました。 並行研究では、内皮機能が確立された CAD 患者で評価され、血漿レプチンレベルに関連していました。

材料と方法

対象 定期的な投薬を受けていない健康な非喫煙男性ボランティア 17 人が、スウェーデンのウメオで募集されました (3 人の男性がプロトコル 1 とプロトコル 2 の両方に参加しました)。 CAD が確立された 83 人の患者が、スコットランドのエジンバラにあるロイヤル インファーマリーの心臓病外来クリニックから募集され、このコホートの特徴は以前に報告されています。 これらの患者は安定狭心症を患っており、少なくとも 1 つの主要な心外膜冠状血管の 50% 以上の管腔狭窄の以前の血管造影記録がありました。 各被験者から書面によるインフォームド コンセントを得て、研究はヘルシンキ宣言に従って実施されました。

静脈閉塞プレチスモグラフィー 被験者は、各研究訪問の少なくとも 4 時間前に、アルコールを 24 時間控え、食物、タバコ、およびカフェインを含む飲み物を控えました。 すべての研究は、摂氏 22 ～ 25 度 (ºC) に維持された静かな温度管理された部屋で実施されました。 17-G 静脈カニューレを各腕の肘前静脈に挿入し、非利き腕の上腕動脈に 27-G 針 (Cooper's Needle Works Ltd、英国) を挿入しました。 両側の前腕の血流は、シラスティック中の水銀ひずみゲージを使用した静脈閉塞プレチスモグラフィーによって測定されました。 半自動の非侵襲的血圧計を使用して、血圧と心拍数を測定しました。 急性の血管運動作用を避けるために、各研究の朝はすべての投薬を中止しました。

研究デザイン

プロトコール 1 10 人の健康な男性ボランティアに、組み換えヒトレプチン (Sigma-Aldrich、セントルイス、ミズーリ州、米国) を 80、800、および 8,000 ng/min (各 6 分) の漸増用量で動脈内注入しました。 心拍数、血圧、前腕血流、レプチン、組織プラスミノーゲン活性化因子 (tPA) 抗原およびプラスミノーゲン活性化因子インヒビター 1 型 (PAI-1) 抗原濃度を各投与終了時に測定しました。

プロトコル 2 二重盲検無作為化クロス オーバー研究では、10 人の健康な男性ボランティアが、少なくとも 2 週間の訪問の間に 2 つの別々の機会にレプチン (800 ng/分) または生理食塩水の動脈内注入を受けました。 前腕の血流は、注入した腕と注入していない腕でベースラインで測定し、1時間のレプチン/生理食塩水注入中に定期的に測定しました。 その後、動脈内レプチン/生理食塩水注入と同時に4つの血管拡張剤が注入されました。ブラジキニン (tPA を放​​出する内皮依存性血管拡張剤) 100、300、および 1,000 pmol/分 (クリナルファ社、スイス)、アセチルコリン (tPA を放​​出しない内皮依存性血管拡張剤) 5、10、および 20 μg/分 (クリナルファ社) 、スイス)、ニトロプルシドナトリウム (内皮非依存性血管拡張剤) 2、4、および 8 μg/分 (David Bull 研究所、英国)、ベラパミル (内皮非依存性血管拡張剤) 10、30、100 μg/分 (Abbott UK Ltd)各濃度で6分間。 血管拡張剤は、各薬剤の間に 15 分間の生理食塩水の洗い出し期間を設けて、無作為化された順序で注入されました。 ベラパミルは、血管運動効果が持続するため、常に最後に投与されました。

ベースライン、ブラジキニンの注入前および注入中、60分後、および研究プロトコルの終了時に、注入および非注入腕から静脈血を得た。

プロトコール 3 CAD 患者 (n=83) において、サブスタンス P (tPA を放​​出する内皮依存性血管拡張薬) を 2、4、および 8 pmol/分 (Clinalfa Ltd、スイス)、5、10、および 20 μg/分 (上記のとおり) のアセチルコリン、および 2、4、および 8 μg/分 (上記のとおり) のニトロプルシド ナトリウムを、各濃度で 6 分間。 ブラジキニンは、多くの被験者がアンギオテンシン変換酵素阻害で治療されており、これが血管拡張および線維素溶解効果を著しく増強するため、投与されませんでした。 血管拡張剤は、各薬剤の間に 15 分間の生理食塩水による洗い出し期間を設けて、無作為化された順序で投与されました。 サブスタンス P の動脈内注入前および動脈内注入中に静脈血サンプルを採取し、線維素溶解マーカーを測定しました。

静脈サンプリングおよびアッセイ 空腹時静脈血サンプルを、酸性緩衝クエン酸またはクエン酸三ナトリウムを含むチューブに採取した。 サンプルをすぐに氷上に集め、2,000 g で 30 分間遠心分離しました。 無血小板血漿および血清は、アッセイ前に-80℃で保存しました。 脳ナトリウム利尿ペプチド（BNP）、コレステロールおよびグルコース濃度は、臨床ルーチンに従って決定され、高感度C反応性タンパク質（hsCRP）は、粒子増強免疫比濁法（Behring BN II比濁計）を使用した高感度アッセイで決定されました。 血漿レプチン濃度は、二重抗体ラジオイムノアッセイ（Millipore、Billerica、マサチューセッツ、米国）を使用して測定しました。 アッセイ内およびアッセイ間の変動係数は、レプチン濃度が低い場合 (2 ～ 4 ng/mL) および高い場合 (10 ～ 15 ng/mL) の両方で 5% 未満でした。 血漿 tPA および PAI-1 抗原濃度は、酵素結合免疫吸着アッセイ (Coaliza®、Chromogenix Ltd) を使用して決定し、血漿 tPA 活性は測光法 (Coatest tPA、Chromogenix Ltd) を使用して決定しました。 線維素溶解アッセイの変動係数は、tPA 抗原と活性でそれぞれ 5.9% と 12%、PAI-1 抗原で 6.2% でした。 ブラジキニンまたはサブスタンス P の各投与後に、tPA の推定正味放出 (抗原および活性) を前述のように計算しました。