Упражнение на экспрессию белка теплового шока 70 при артериальном риске (HSP70)

Целью исследования является определение уровня сывороточной экспрессии белка HSP70 у лиц с риском развития атеросклеротического заболевания периферических артерий после вмешательства с умеренными физическими нагрузками.

Атеросклеротическое заболевание периферических артерий (ЗПА) — системное заболевание, вызывающее обструкцию артериального кровотока и являющееся значительной причиной заболеваемости и смертности во всем мире 1.

У пациентов с ЗПА риск инфаркта миокарда, инсульта и смерти в три раза выше, чем у пациентов без заболевания. Однако более чем у 50 % пациентов заболевание протекает бессимптомно; поэтому болезнь остается недодиагностированной. 2 Подсчитано, что 202 миллиона человек в мире страдают ЗПА, 45 миллионов из них умирают от коронарных или цереброваскулярных заболеваний в течение десяти лет. В настоящее время распространенность ЗПА в Мексике составляет 10% населения в целом.3 Заболевание тесно связано с модифицируемыми факторами риска (артериальное давление, малоподвижный образ жизни, исходный уровень гликемии, уровень холестерина и ожирение) и нездоровым образом жизни (табак, гиподинамия, питание и психосоциальный стресс), что увеличивает риск заболевания до 17,2. раза в 4, 5, 6 Увеличение проницаемости мембран приводит к накоплению и модификации белков, липидов и липопротеидов в эндотелии. Также происходит накопление провоспалительных молекул, таких как хемотактический моноцитарный белок 1 (MCP-1), молекулы внутриклеточной адгезии (ICAM-1), адгезия сосудистых клеток (VCAM-1) и более высокое содержание нитротирозина. 7 Макрофаги активны в ответ на распространение воспалительной реакции и связываются с интернализованными рецепторами липопротеинов низкой плотности (ЛПНП).

Макрофаги секретируют провоспалительные цитокины, что приводит к привлечению и активации дополнительных иммунных клеток в месте поражения, усилению иммунного ответа и способствованию развитию сложных и расширенных бляшек, которые становятся зрелыми атеросклеротическими бляшками.8 Лодыжечно-плечевой индекс (ЛПИ) является неинвазивным золотым стандартом, принятым как для диагностики, так и для оценки тяжести этого заболевания. Пороговым значением для диагностики ЗПА является ЛПИ менее 0,90 в состоянии покоя, независимо от шкалы риска Framingham Risk Score, при 95% чувствительности при обнаружении ЗПА. 9, 10 Для поддержания гомеостаза стенки сосуда сосудистые клетки продуцируют высокий уровень белков теплового шока (HSP) 11. Эти типы стрессовых белков являются цитопротекторными агентами, которые способствуют выживанию клеток во время действия стрессоров. 12 Снижение внутриклеточной экспрессии HSP также связано с ЗПА, сердечно-сосудистыми заболеваниями и метаболическим синдромом, при которых они значительно снижены. 10 HSP обычно являются внутриклеточными белками, но при высвобождении на внеклеточном уровне они вызывают иммунный ответ.13 Наиболее термочувствительные и высокоиндуцибельные HSP принадлежат к семейству 70 килодальтон (кДа), как установлено Mizzen et al. в 1998 г. (рис. 1). Считается, что внеклеточный Hsp70 (eHsp70) стимулирует врожденный иммунитет и действует как сигнал опасности. Hsp70 в сыворотке крови был обнаружен в периферическом кровотоке практически здоровых людей и увеличивается в ответ на различные стрессоры, включая физическую нагрузку. 12, 14

Рисунок 1. Схематическое изображение молекулярной структуры HSP70. Адаптировано из Carrasco L. et al. 15 Упражнения повышают уровень HSP в первую очередь за счет активных форм кислорода (АФК), повышенной температуры, гормонов, потоков кальция или механической деформации тканей.16 Было показано, что концентрация Hsp70 увеличивается после выполнения как кратковременных, так и длительных упражнений, достигая уровней, которые остаются высокими, но когда его защитное действие снижается как на внутриклеточном, так и на внеклеточном уровне.17 Упражнения оказывают благотворное влияние на атеросклероз, увеличивая циркулирующий эндостатин, который ингибирует развитие атеросклеротических бляшек, блокируя ангиогенез в ткани бляшек.18 Изотонические сокращения типа упражнений с отягощениями (аэробные), как правило, приводят к повышению уровня Hsp70, в отличие от эксцентрических упражнений. При повторяющихся упражнениях индуцированное увеличение этого белка сохраняется, в то время как первоначальный ответ других HSP на упражнения снижается по мере прохождения тренировки.16 Регулярные физические упражнения инициируют долговременные процессы адаптации мышечного метаболизма, сердечно-сосудистой системы и иммуномодулирующие эффекты, которые во многом считаются благотворными; Имеются данные о том, что во время физических упражнений Hsp70 высвобождается в кровоток человека вместе с экзосомами, особенно при аэробных упражнениях.19, 20 Было показано, что Hsp70 напрямую ингибирует воспалительные процессы за счет подавления окислительного стресса, непосредственно снижает апоптоз, гиперплазию, а также снижает экспрессию молекул адгезии, что приводит к экстравазации лейкоцитов и проявлению воспалительных цитокинов.16 Более высокие уровни Hsp70 в сыворотке связаны с уменьшением утолщения интимы атеросклероза и меньшим риском ишемической болезни сердца.21