Діагностичне і прогностичне значення поліморфізму гена ендотеліну–1, рівнів вазоактивних пептидів та відповідних дерматогліфічних показників у чоловіків, хворих на гіпертонічну хворобу

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ`Я УКРАЇНИ

ВІННИЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ М.І.ПИРОГОВА

Дисертація

на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук

Діагностичне і прогностичне значення поліморфізму гена ендотеліну-1, рівнів вазоактивних пептидів та відповідних дерматогліфічних показників у чоловіків, хворих на гіпертонічну хворобу

14.01.11- кардіологія

На правах рукопису Палагнюк Ганна Олександрівна

Науковий керівник

Жебель Вадим Миколайович

доктор медичних наук, професор

Вінниця - 2017



ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ

А- швидкість пізнього діастолічного наповнення лівого шлуночка

АГ- артеріальна гіпертензія

АПФ - ангіотензинперетворюючий фермент

АТ- артеріальний тиск

АТ1-Р- рецептори до ангіотензину ІІ 1-го типу

АТ-ІІ- ангіотензин ІІ

ВТС - відносна товщина стінки лівого шлуночка

ГЛШ - гіпертрофія лівого шлуночка

ГМК - гладком'язові клітини

ГР - гребінцевий рахунок

ГХ - гіпертонічна хвороба

ДАТ - діастолічний артеріальний тиск

ДД - діастолічна дисфункція

ЗГР - загальний гребінцевий рахунок

ЗПСО - загальний периферичний судинний опір

Е - швидкість раннього діастолічного наповнення лівого шлуночка

Е/А - співвідношення швидкостей раннього та пізнього діастолічного наповнення лівого шлуночка

ЕГ - есенціальна гіпертензія

ЕД - ендотеліальна дисфункція

ЕТ-1 - ендотелін - 1

іКДО - індекс кінцевого діастолічного об'єму

іКСО - індекс кінцевого систолічного об'єму

ІМ - інфаркт міокарда

іММЛШ - індекс маси міокарда лівого шлуночка

ІМТ - індекс маси тіла

ІФА - імуноферментний аналіз

КДР - кінцевий діастолічний розмір

КСР - кінцевий систолічний розмір

ЛК - ліва кисть

ЛП - ліве передсердя

ЛПВЩ -ліпопротеїди високої щільності

ЛПДНЩ -ліпопротеїди дуже низької щільності

ЛПНЩ -ліпопротеїди низької щільності

ЛШ - лівий шлуночок

МІ - мозковий інсульт

МНП - мозковий натрійуретичний пептид

НУП - натрійуретичний пептид

ПК - права кисть

ПНП - передсердний натрійуретичний пептид

ППСО - питомий периферичний судинний опір

РААС - ренін-ангіотензин-альдостеронова система

РПАГ - ренопаренхіматозна гіпертензія

САТ - систолічний артеріальний тиск

СГР - сумарний гребінцевий рахунок

СІ - серцевий індекс

СНП - С-натрійуретичний пептид

ССЗ - серцево-судинні захворювання

ССС - серцево-судинна система

ТМК - трансмітральний кровотік

DТ - час сповільнення фази раннього діастолічного наповнення

ТГ- тригліцериди

ТЗСЛШ - товщина задньої стінки лівого шлуночка

ТМШП - товщина міжшлуночкової перегородки

УІ - ударний індекс

УЗД - ультразвукове дослідження серця

ФВ - фракція викиду

ФК - функціональний клас

ХС - холестерин

ХСН - хронічна серцева недостатність

ЧСС - частота серцевих скорочень

IVRT - час ізоволюметричного розслаблення лівого шлуночка

NYHA- (функціональна класифікація Нью-Йоркської Асоціації Кардіологів хронічної серцевої недостатності (англ. New YorkHeart Association Functional Classification)

NО - оксид азоту

S - фракція передньо-заднього укорочення лівого шлуночка

SNP-SingleNucleotidePolymorphism- мононуклеотидный поліморфізм



ВСТУП

Актуальність теми. Гіпертонічна хвороба (ГХ) залишається однією з найбільш значущих медичних та соціальних проблем [40]. Остання обставина пов'язана як з широким розповсюдженням цього захворювання, так і з тим, що підвищений артеріальний тиск (АТ) сприяє розвитку найважчих серцево - судинних катастроф, що призводять до високої смертності в Україні (інфаркту міокарда (ІМ), мозкового інсульту (МІ) та хронічної серцевої недостатності (ХСН) [8, 43]. За даними Центру медичної статистики МОЗ України в 2014 році в Україні зареєстровано понад 12 млн. осіб зі стабільно підвищеним АТ, що становить в межах 30 % дорослого населення [87].

Як відомо, ГХ вважають мультифакторіальним захворюванням, у розвитку якого ключову роль відіграють взаємодії між генетичними факторами і зовнішнім середовищем [151, 154]. Тому не дивно, що вчені намагаються знайти взаємозв'язок між успадкуванням певних генів і виникненням ГХ, що дозволить персоніфікувати заходи первинної та вторинної профілактики ГХ.

Однією з найважливіших систем, що бере участь у регуляції АТ, є ренін-ангіотензин-альдостеронова система (РААС), дисфункція якої лежить в основі розвитку ГХ. Оскільки, основні ефекти ангіотензину ІІ (АТ-ІІ) реалізуються через стимуляцію рецепторів АТ-ІІ 1-го типу (АТ1-Р), інтерес дослідників прикутий саме до поліморфізму гену АТ1-Р, що особливо інтенсивно вивчається. Установлено - існує вірогідний зв'язок між успадкуванням поліморфних варіантів гена АТ1-Р і розвитком ГХ, а також тяжкістю перебігу даного захворювання ([7, 35, 72].

Окрім множинних ефектів активації РААС, які лежать в патогенезі розвитку ГХ, важливою є вазоконстрикція, а одним із її маркерів вважають рівень ендотеліну-1 (ЕТ-1), який найбільш відомий і вивчений з ендотелінів на сьогоднішній день. Незначне підвищення рівня ЕТ-1 навіть на кілька фемтомоль, виявляють у пацієнтів з ГХ, інфарктом міакарда, ХСН, легеневій гіпертензії [82].Але питання ролі поліморфізму гена ЕТ-1 в зміні плазмової концентрації ЕТ-1 при ГХ досі залишається маловивченим.

В умовах ендотеліальної дисфункції при ГХ, для підтримання балансу вазодилятаторів/вазоконстрикторів, ендотелій виробляє контррегулюючі сполуки, в тому числі і натрійуретичні пептиди, з-поміж яких чільне місце посідає С-натрійуретичний пептид (СНП) [39]. Слід зазначити, що коливання концентрації СНП в залежності від рівня вазоконстрикторів, зокрема ЕТ-1, широко досліджується [11, 14, 85]. Особлива увага необхідна щодо можливого генетичного впливу на концентрацію ЕТ-1 та СНП як при ГХ та і при ХСН, розвиток якої теж асоційовано із підвищенням активності РААС та із зростанням синтезу вазоконстрикторів.

В останні десятиліття посилився пошук простих, швидких і не дороговартісних маркерів для діагностики носійства поліморфних варіантів певних генів. З цього приводу знову підвищився інтерес до вивчення пальцевої дерматогліфіки як діагностичного маркера.Генетична обумовленість папілярних візерунків шкірного рельєфу дозволяє застосовувати дерматогліфіку в етнічних і популяційно-генетичних дослідженнях. Такі роботи базуються на відомих даних, що етап гребенеутворення і формування типів папілярних малюнків та створення серцево-судинної системи відбуваються у плода одночасно і закінчуються до 22-24 тижня внутрішньоутробного розвитку[23].Тому не дивно, що фенотип є відображенням генотипу а, отже, може служити "візитівкою" носійства поліморфних варіантів генів, що приймають участь в розвитку ГХ та ХСН. Враховуючи це, є досить актуальним вивчення фенотипових маркерів, як найбільш простих, доступних і прийнятних в практичній діяльності лікаря критеріїв діагностики поліморфного варіанту гена ЕТ-1.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.Дисертація є фрагментом планової наукової теми кафедри внутрішньої медицини медичного факультету №2 Вінницького національного медичного університету імені М.І. Пирогова МОЗ України«Використання генетичних і нейрогуморальних чинників для прогнозування перебігу та ефективності лікування серцево-судинних захворювань» (№ державної реєстрації 0111U010415). Здобувачем здійснений відбір чоловіків до груп дослідження, огляд та аналіз джерел літератури, статистична обробка отриманих даних.

Мета дослідження:удосконалення діагностики стадії та прогнозування перебігу ГХ у чоловіків, а також підвищення діагностичної цінності визначення ЕТ-1 як маркера при проведенні наукових та діагностичних досліджень, шляхом встановлення носійства поліморфних варіантів гена ЕТ-1 (Lys198Asn), та відповідних плазмових концентрацій ЕТ-1, рівнів СНП, і використанням дерматогліфів пальців кистей.

Завдання дослідження:

1. Визначити розповсюдженість поліморфних варіантів гена ЕТ-1 (Lys198Asn), плазмові концентрації ЕТ-1 і СНП в групі контролю (чоловіки у віці 40-60 років без серцево-судинних хвороб), мешканців Подільського регіону. Дослідити співвідношення частот поліморфних варіантів гена ЕТ-1 та, відповідно, гена АТ1-Р (А1166С), оскільки поліморфізм останнього може визначати виникнення ГХ та ХСН на її тлі.

2. Установити частоту носійства поліморфних варіантів гена ЕТ-1 (Lys198Asn) і їх співвідношення з різними варіантами гена АТ1-Р (А1166С), плазмові концентрації ЕТ-1 і рівня СНП у чоловіків хворих на ГХ ІІ стадії віком 40-60 років, мешканців Подільського регіону.

3. Дослідити частоту носійства поліморфних варіантів гена ЕТ-1 (Lys198Asn), плазмові рівні ЕТ-1 і СНП у чоловіків хворих на ГХ ІІІ стадії (ускладнена ХСН ІІ А стадії).

4. Вивчити структурно-функціональний стан міокарду та показники спектру ліпідів у чоловіків, при носійстві різних варіантів гена ЕТ-1 (Lys198Asn), і відповідні рівні ЕТ-1 і СНП в плазмі крові.

5. Розробити методику орієнтовного визначення носійства поліморфних варіантів гена ЕТ-1 (Lys198Asn) за допомогою дерматогліфів пальців кистей.

Об'єкт дослідження: гіпертонічна хвороба.

Предмет дослідження: поліморфні варіанти гена ЕТ-1 (Lys198Asn); плазмові концентрації ЕТ-1 та СНП; показники центральної та внутрішньосерцевої гемодинаміки; дерматогліфічні малюнки пальців кистей.

Методи дослідження: загальноклінічні, лабораторні, імуноферментні, генетичні, дерматогліфічне обстеження пальців кистей, інструментальні, статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше проведено паралельне вивчення поліморфізму гена ЕТ-1 (Lys198Asn), рівнів ЕТ-1 та СНП в плазмі крові та пов'язаних з ними структурно-функціональних змін міокарда, а також дерматогліфічних малюнків у осіб чоловічої статі без серцево-судинних захворювань (ССЗ), а також у хворих на ГХ ІІ та ІІІ стадій віком 40-60 років, мешканців Подільського регіону України.

Установлено, що як у чоловіків без ССЗ так і у пацієнтів з ГХ за частотою носійства переважає генотип Lys/Lys та алель Lys гена ЕТ-1. При цьому у чоловіків з ГХ плазмовий рівень ЕТ-1 та СНП достовірно вище, а коефіцієнт СНП/ЕТ-1 нижче, ніж в групі контролю при носійстві будь-якого поліморфного варіанту гена ЕТ-1.

Уперше показано, що у чоловіків носійство алелі Asn (генотипи Lys/Asn та Asn/Asn) визначає вищий плазмовий рівень ЕТ-1 та СНП. Зокрема, в групі контролю у осіб з алелю Asn концентрація в плазмі крові ЕТ-1 складає (2,53 ± 0,12) фмоль/мл, СНП - (2,98 ± 0,08) пмоль/мл порівняно з гомозиготами Lys/Lys (ЕТ-1 - (1,41 ± 0,05) фмоль/мл; СНП - (2,02 ± 0,29) пмоль/мл (р<0,05). При ГХ різної стадії у носіїв алелі Asn (генотипи Lys/Asn та Asn/Asn) відповідні показники теж вірогідно вищі ніж у чоловіків з генотипом Lys/Lys. Отримані дані можуть мати діагностичне значення при використанні цих пептидів в наукових та клінічних дослідженнях.

Визначено, що плазмова концентрація ЕТ-1 та СНП не залежить від індексу маси тіла (ІМТ), на відміну від більшості відомих біологічних маркерів. Це надає перевагу рівням ЕТ-1 та СНП в плазмі крові для уточнення стадії гіпертонічної хвороби при скринінговому обстеженні чоловіків.

Також досліджено, що у осіб з ГХ ІІ ст. та ГХ ІІІ ст. (ускладнена ХСН ІІ А ст.) носійство алелі Asn (генотипи Lys/Asn та Asn/Asn) асоціюється з 3 ступенем артеріальної гіпертензії (АГ) та підвищенням показників проатерогенних фракцій ліпідного спектру крові в порівнянні з гомозиготами Lys/Lys гена ЕТ-1. Окрім того, встановлені більш виражені негативні структурно-функціональні зміни міокарда та системної гемодинаміки саме у носіїв алелі Asn (генотипи Lys/Asn та Asn/Asn) (підвищення індексів кінцевого систолічного та діастолічного об'ємів, загального периферичного судинного опору, індексу маси міокарда лівого шлуночка (іММЛШ) та зниженням фракції викиду (ФВ) (59,14 ± 1,71) % та (41,14 ± 1,14) %, відповідно), ніж при генотипі Lys/Lys.

Уперше в чоловіків групи контролю та у пацієнтів з ГХ різної стадії встановлено співвідношення поліморфних варіантів гена ЕТ-1 (Lys198Asn) та гена АТ1-Р (А1166С). У осіб без ССЗ - носіїв алелі Asn гена ЕТ-1 (генотипи Lys/Asn та Asn/Asn) достовірно частіше зустрічається генотип АА гена АТ1-Р (р<0,01) - найбільш благоприємний у відношенні подальшого розвитку ГХ. У осіб з ГХ, генотип АА та носійство алелі С гена АТ1-Р виявляються майже з однаковою частотою при реєстрації різних генотипів гена ЕТ-1. Тобто, поліморфізм гена АТ1-Р не є фактором впливу на частоту різних варіантів гена ЕТ-1.

Практичне значення одержаних результатів. Визначення поліморфних варіантів гена ЕТ-1 (Lys198Asn) сприяє більшій точності результатів наукових та діагностичних досліджень з використанням в якості маркера стадії хвороби плазмової концентрації ЕТ-1 для науковців та практикуючих лікарів. Запропоновані межові рівні ЕТ-1 в плазмі крові для гомозигот та гетерозигот по гену ЕТ-1. Їх врахування дозволяє визначити носіїв алелі Asn (генотипи Lys/Asn та Asn/Asn) при скринінгу значних контингентів чоловіків, що дає можливість покращити заходи вторинної профілактики ГХ.

Впровадження отриманих результатів. Отримані результати впроваджено в практику консультативного диспансерного та терапевтичного відділень Вінницького обласного спеціалізованого клінічного диспансеру радіаційного захисту населення, кардіологічного відділення кардіологічної клініки Військово-медичного центру Центрального регіону Військово-повітряних сил України, консультативно-діагностичної поліклініки, терапевтичного та кардіологічного відділень Обласної клінічної лікарні ім. О. Ф. Гербачевського Житомирської обласної ради, терапевтичного відділення 1-ої міської клінічної лікарні м. Полтави та використовуються у навчальному процесі на кафедрі внутрішньої медицини медичного факультету № 2 Вінницького національного медичного університету імені М.І. Пирогова МОЗ України та на кафедрі внутрішньої медицини № 3 з фтизіатрієюВищого державного навчального закладу України «Українська медична стоматологічна академія» МОЗ України. Оформлені 2 патенти України на винаходи.

Особистий внесок здобувача. Здобувач самостійно обґрунтувала актуальність обраної теми, сформулюваламету та завдання даної наукової роботи. Особисто проведено клінічне обстеження осіб групи контролю та пацієнтів з ГХ ІІ стадії та ГХ ІІІ стадії, що увійшли до груп дослідження. Самостійно була сформована база даних, здійснена статистична обробка отриманих результатів, проаналізовані та узагальнені отримані дані.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційної роботи оприлюднені в матеріалах науково-практичної конференції з міжнародною участю «Міждисциплінарні аспекти цукрового діабету» (м. Харків, 11 вересня 2014), науково-практичної конференції «Стандарти діагностики та лікування в клініці внутрішніх хвороб» (м. Вінниця, 15-16 квітня 2015), ХІІІ Міжнародної наукової конференції молодих вчених «Перший крок в науку» (м. Вінниця, 7-8 квітня 2016), ІХ KongresPoloniiMedycznej, IISwiatowyZjazdLekarzyPolskich (м. Варшава, 03 вересня 2016),the 26thScientificMeetingoftheInternationalSocietyofHypertension (Seul, 26 вересня 2016).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 14 наукових праць, у тому числі 5 статей у провідних наукових фахових виданнях, рекомендованих МОН України, 1 стаття у закордонному журналі, 2 патенти України на винаходи, 6 тез доповідей наукових конференцій України та закордону.

поліморфізм гіпертонічний серцевий недостатність



РОЗДІЛ 1. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

Гіпертонічна хвороба - головний фактор ризику розвитку хвороб системи кровообігу, однак відсоток осіб з адекватним контролем підвищеного АТ залишається в популяції дуже низьким, і, відповідно, ризики ішемічної хвороби серця (ІХС), ХСН, фібриляції передсердь, МІ, хвороб периферичних артерій, ниркової недостатності залишаються неконтрольованими.

Від есеніальної гіпертензії (ЕГ) страждає близько 25 % дорослого населення світу, поширеність, за прогнозами, у 2025 році зросте до 1,5 млрд. осіб, а 7,6 млн. передчасних смертей (близько 13,5 % від загального числа), 54 %МІ і 47 % подій, викликаних ІХС, виникає внаслідок високого АТ [81].

В Україні, на жаль, лише 60 %людей знають, що у них підвищений АТ, з них 50 % лікуються тільки місяць, постійно - лише 14 %. Крім важких ускладнень для судинної системи, нирок і серця, ГХ сприяє ранньому старінню організму, зниженню пам'яті та інтелекту, супроводжує ожиріння, цукровий діабет, атеросклероз, що часто розвивається вже у віці 40-60 років [58].

Епідеміологічні дослідження чітко продемонстрували провідну роль ЕГ як популяційного фактору ризику ХСН [162]. Результати аналізу, проведеного Національним інститутом серця, легень і крові США, свідчить, що у 75 % хворих із ХСН раніше відзначали ЕГ. Остання підвищує ризик розвитку ХСН пропорційно ступеню підвищення АТ, причому підвищення систолічного АТ (САТ) є більш значущим предиктором наступного розвитку ХСН, ніж підвищення діастолічного АТ (ДАТ), незалежно від віку і статі[16].

Мультифакторіальність та спадкова обумовленість ГХвже добре відомі [6,47,61,96]. На думку різних авторів генетичні чинники визначають розвиток ГХ у 30 %- 80 % випадків хвороби [23]. За даними багатьох авторів близько 80 % хворих на ГХ мають родичів, що страждають від підвищеного АТ [78]. До кінця не відомі конкретні механізми реалізації спадкової схильності до ГХ, оцінка якої є важливим компонентом скринінгу в кардіології, навіть на доклінічному етапі, коли захворювання ще клінічно не проявляється.

По даним Європейської асоціації кардіологів(2016) встановлено 33генних локуса, які беруть участь в регуляції АТ. Продовжується пошук окремих генів однонуклеотидний поліморфізм яких (SingleNucleotidePolymorphism(SNP) сприяють розвитку ГХ. В останній час значну увагу привертає структурний стан генів РААС, які багатьма дослідниками розглядаються як можливі генетичні маркери ГХ та ХСН. Одним з найменш дослідженим є SNP гена, що кодує ЕТ-1 та його відповідні плазмові рівні. До антагоністів ЕТ-1 належить вазодилятатор СНП, відкритий відносно нещодавно, визначення якого також може слугувати показником важкості перебігу ГХ та ХСН.

1.1 Вплив генетичного поліморфізму гена ендотеліну - 1 та вазоактивних пептидів на розвиток гіпертонічної хвороби, що ускладнена та неускладненахронічною серцевою недостатністю

Дослідження останніх років переконливо показали важливу і самостійну роль ендотелію в розвитку серцево-судинних захворювань.Ендотелій по праву називають найбільшою ендокринною залозою організму. У звичному людській свідомості вигляді ендотелій являє собою орган масою 1,5-1,8 кг або безперервний моношар ендотеліальних клітин довжиною 7 км; площа поверхні ендотелію становить близько 600 м2, кількість клітин - 1?1010 [80]. Ця тонка напівпроникна мембрана, що вистилає зсередини серце і судини, безперервно виробляє величезну кількість найважливіших біологічно активних речовин, тому в даний час комплекс клітин ендотелію розглядають як гігантський паракринний орган, розподілений по всій поверхні людського тіла [80,113].

В останні роки публікується багато експериментальних і клінічних робіт, присвячених ролі ендотеліальної дисфункції (ЕД) у виникненні та прогресуванні ряду захворювань серцево - судинної системи (атеросклероз, ГХ, ХСН, ІХС, ІМ та ін.) [71]. Прояви дисфункції ендотелію деякі дослідники пов'язують з дисбалансом між продукцією вазодилятуючих, ангіопротективних, антипроліферативних факторів, з одного боку (оксид азоту (NO), простациклін, тканинний активатор плазміногену, СНП, ендотеліальний гіперполяризуючий фактор), і вазоконстрикторних, протромботичних, проліферативних факторів з іншого (ЕТ-1, супероксиданіон, тромбоксан А2, інгібітор тканинного активатора плазміногену)[146]. При тривалому впливі пошкоджуючих факторів (гемодинамічне перевантаження, гіпоксія, інтоксикація, запалення) відбувається виснаження і спотворення функції ендотелію, і відповіддю на звичайні стимули стають вазоконстрикція, проліферація елементів судинної стінки і тромбоутворення [70,94]. Крім названих факторів ЕД викликають: 1) гіперхолестеринемія, гіперліпідемія; 2) АГ; 3) спазм судин; 4) гіперглікемія і цукровий діабет; 5) паління; 6) часті стресові ситуації; 7) ішемія; 8) вік [52].

В даний час ЕД розглядають як один із основних механізмів формування ГХ та її ускладнень, зокрема, таких як ХСН, а ЕТ-1 відіграє в цьому одну із ключових ролей [3,138]. Ендотелій втягується в патологічний процес на найбільш ранніх етапах розвитку ГХ та ХСН [169].

Ендотеліни - група біологічно активних пептидів широкого спектру дії, що є одними з найважливіших регуляторів функціонального стану ендотелію, морфологічно сполучених з кров'ю, з одного боку, і з м'язовою стінкою судин - з іншого. Їх вазоконстрикторні ефекти супроводжуються змінами системної та регіонарної гемодинаміки.Найвідоміший з ендотелінів - ЕТ-1 є потужним і тривало діючим судинним констриктором, за ефективністю на порядок перевищує вазоконстрикторний потенціал АТ-II [173], за що справедливо отримав характеристику "найпотужнішого з усіх відомих короткоживучих, але довготривалих медіаторів" [160].

ЕТ-1 - в даний час розглядають як маркер і предиктор стадії і наслідків АГ, ХСН, ІХС, зокрема гострого ІМ, порушень ритму серця, легеневої гіпертензії, атеросклеротичного пошкодження судин, специфічних судинних порушень (рестеноз після коронарної ангіопластики). Вважають, що він також причетний і до несерцевих патологій - таких як післяпологові судинні ускладнення, ураження нирок (гломерулонефрит), ішемічні ушкодження мозку, цукровий діабет і т. д.[19].

ЕТ-1 був відкритий у 1988 р. M. Yanagisawa з культури ендотеліоцитів аорти морської свинки [198]. ЕТ-1 являє собою великий біциклічний поліпептид, що складається з комбінації 21 амінокислоти(рис.1.1). Подібно до інших біологічно активних пептидів ЕТ спочатку синтезуються у вигляді попередників з більшою молекулярною масою. Утворення ЕТ-1 починається з синтезу відповідного препроендотеліна, що складається з 212 амінокислотних залишків. У цитозолі препроендотелін-1 розщеплюється за допомогою специфічних ендопептидаз, з утворенням проендотеліна-1 (38 амінокислотних залишків), що секретується клітинами ендотелію і циркулює в плазмі крові. Під впливом ендотелінперетворюючого фермента, що знаходиться всередині і на поверхні ендотелію, з «великого» ендотеліну утворюються три ізомери ендотеліну, що складаються з 21 амінокислотного залишку з двома бісульфідними зв'язками[93].

Рис. 1.1 Структура ЕТ-1 (Хромов О. С., Доломан Л. Б., Добреля Н. В. та співавт., 2004)

ЕТ-1 в більшості випадків утворюється в ендотеліальних клітинах, але, на відміну від інших ендотелінів, може синтезуватися в гладком'язових клітинах (ГМК) судин, нейронах, астроцитах, ендометрії, гепатоцитах, мезангіоцитах, клітинах Сертолі, ендотеліоцитах молочних залоз, тканинних базофілах [28].Ізоформи ендотеліну-1 секретуються ендотеліальними клітинами різної локалізації. Так ендотелін-2 знаходять у нирках, кишечнику, міокарді, плаценті, матці; ізоформа ендотеліну-3 виявлена ??в головному мозку, травному тракті, легенях, нирках [10].

У нормі концентрація ЕТ-1 в плазмі крові людини становить (0,1-1) фмоль/мл або (1,0 ± 0,4) пмоль/млабо не виявляється зовсім. 75-80 %вивільненого ендотелієм ЕТ-1 виявляють у ГМК судин. Період напіврозпаду ЕТ-1 в плазмі крові становить 4-7 хв. [1].Експериментально встановлено, що важлива роль у видаленні циркулюючого ЕT-1 належить малому колу кровообігу: 82 % введеного ЕT-1 визначається в легенях, менша частка - в нирках. Використовуючи різні методи, було показано, що легені здатні елімінувати від 40 % до 80 % циркулюючого ЕT-1 [129].

Синтез ЕТ-1 стимулюється тромбіном, катехоламінами, ангіотензином, (потім зв'язується з АТ1-Р), вазопресином, інсуліном, інтерлейкіном, клітинними факторами росту, тромбоксаном А2, окисленими ліпопротеїдами низької щільності (ЛПНЩ), ліпопротеїдами високої щільності (ЛПВЩ), гіпоксією, ішемією, механічним подразненням та ін. До інгібіторів синтезу ЕТ-1 відносять натрійуретичні пептиди,ендотелін-3, простагландини Е2 та І2 (простациклін), NО [1].

Докладно вивчено два підтипи ЕТ-рецепторів-ЕТа і ЕТВ(рис. 1.2). Афінітет ЕТа до ЕТ-1 більший, ніж до ендотеліна-2, та менший у 10 разів до ендотеліна-3. ЕТВ володіє майже однаковою спорідненістю до кожної з трьох ізоформ ЕТ. Локалізація підтипів ЕТ-рецептора: ЕТа- судинні ГМК, кардіоміоцити, мозочок, ГМК шлунка та циркулярної пластинки м'язового шару сліпої кишки; ЕТВ- ендотелій судин (найбільше), судинні ГМК, кардіоміоцити, юкстагломерулоцити, мезангіоцити, мозочок, ГМК поздовжньої пластинки м'язового шару сліпої кишки, підшкірні вени [159]. У ЦНС та інших тканинах відкрито підтип ЕТС, який характеризується надвисокою спорідненістю до ЕТ-1. Вазодилятаційні ефекти низьких доз ЕТ-1 пов'язують саме з цим підтипом рецептора [192].

Активація ЕТА- і ЕТВ-рецепторів проявляється вазоконстрикцією або вазодилатацією залежно від біологічного виду та судинного регіону. Так, ін'єкція однієї дози ЕТ-1 призводить спочатку до зниження кров'яного тиску, а протягом наступних 1-3 год - до його підвищення. Крім того, введення ЕТ-1 в низьких дозах спричинює вазодилятацію, у разі підвищення дози відбувається вазоконстрикція. Якщо в більшості випадків активація ЕТа-рецепторів супроводжується вазоконстрикцією, то ендотелійзалежна релаксація ГМК судин опосередковується впливом на ЕТВ2 з подальшим вивільненням NО або простацикліну[120]. Було досліджено, що у чоловіків кількість ЕТА- рецепторів вища, ніж у жінок, що в свою чергу пояснює відповідно більш інтенсивну вазоконстрикцію [180].

Рис. 1.2 Механізм реалізації дії ЕТ-1 на ГМК судини в нормі та при патології

ЕТ-1 здатний надавати антинатрійуретичний ефект, який реалізується внаслідок констрикції артерій клубочка нирки, а також безпосередньо констрикторного впливу на стінку судини як артерій, так і вен. До того ж ЕТ-1 бере безпосередню участь у аутопаракринному контролі секреції альдостерону, адреномедуліна і вазопресину, і здатний індукувати тимчасову вазодилатацию, пов'язану з підвищенням вивільнення NO з ендотеліальних клітин. Цей процес опосередковується рецепторами ендотеліну типу В і можливий тільки при збереженій функції ендотелію [163].

Досліджені впливи ЕТ-1 на діяльність серця. Передсердя мають більше ЕТ-рецепторів, ніж шлуночки. На відміну від дії інших вазоактивних і кардіостимулюючих пептидів, інотропні ефекти ЕТ-1 розвиваються повільно, але тривають довше. ЕТ-1 здатний здійснювати прямі кардіостимулювальні та кардіодепресивні впливи протягом відповідно гіпо- і гіпертензивної фаз дії гормону на судини [186].ЕТ-1 впливає не лише на тонус судин, призводячи до вираженої і стійкої вазоконстрикції, а й на скоротливість міокарда, величину переднавантаження і післянавантаження, агрегацію тромбоцитів тощо. Важливими властивостями ЕТ-1 є його здатність “запускати” внутрішньоклітинні механізми, що призводять до посилення білкового синтезу і розвитку гіпертрофії серцевого м'яза. Окрім цього, ЕТ-1 сприяє синтезу колагену в серцевому м'язі і розвитку кардіофіброзу. Важливу роль цей вазоконстриктор відіграє і в процесі пристінкового тромбоутворення [146, 150, 165].

Є свідчення про зворотний зв'язок між рівнем холестерину(ХС) плазми та ендотелійзалежною вазодилатацією: у пацієнтів з більш тяжкими формами дисліпідемії відзначають більш виражений ступінь ЕД [108, 146].На культурі ендотеліальних клітин пуповини людини було показано, що ЛПНЩ збільшували секрецію ЕТ-1, тоді як ЛПВЩ, навпаки, цей процес гальмували [109]. У хворих з атеросклерозом відзначають зміни активності ендотелінперетворюючого ферменту. Було виявлено особливо високе конвертування ЕТ-1 в артеріях пацієнтів, що страждали коронарним атеросклерозом [140]. Таким чином, пошкодження інтими вінцевих судин, що веде до розвитку атеросклерозу, також супроводжується експресією ендотелінперетворюючого ферменту і одночасним інтенсивним локальним синтезом пептиду. Цілком ймовірно, ЕТ-1 впливає не тільки на процеси формування атеросклеротичної бляшки, але і її дестабілізації. Це підтверджує той факт, що вміст ЕТ-1 в нестабільних атеросклеротичних бляшках значно вище, ніж у стабільних [31].

Доведено, що ЕТ-1 є одним із маркерів важкості ГХ, що визначається підвищеннямйого вмісту в периферичній крові. На кафедрі внутрішньої медицини медичного факультету №2 ВНМУ ім. М.І. Пирогова було здійснено дослідження плазмових рівнів ЕТ-1 у жінок в період постменопаузи, хворих на ГХ І та ІІ стадії, що проживають у м. Вінниця та Вінницькій області. Визначений найвищий рівень ЕТ-1 у плазмі крові жінок, які хворі на ГХ ІІ ст., що асоціюється з вираженою гіпертрофією лівого шлуночка (ГЛШ) [64].У пацієнток постменопаузного віку з ГХ ІІ та ІІІ стадій (які перенесли ІМ або МІ), мешканок Вінницької області, визначалися достовірно вищі плазмові концентрації ЕТ-1 порівняно з практично здоровими особами. При чому найвищий рівень вказаного пептиду встановлений у пацієнток з ГХ, що перенесли ІМ або МІ [15]. Виявлено, що плазмова концентрація ЕТ-1 достовірно вища у носіїв генотипу АС та СС гена АТ1-Р порівняно з генотипом АА у всіх досліджуваних групах хворих (р<0,05). При носійстві алелі С (А1166С) визначено найбільшу плазмову концентрацію ЕТ-1 [85]. Порівнюючи практично здорових жінок та пацієнток з ГХ ІІ та ІІІ стадії (що ускладнена ХСН ІІ Аст.) постменопаузного віку, визначено, що концентрація ЕТ-1 є найвищою у пацієнток із ознаками ХСН. У хворих з ГХ та ХСН ІІ А стадії зФВ < 45 % ЛШ рівень ЕТ-1 в плазмі крові вищий, ніж у жінок із ХСН та збереженою ФВ [73].У роботі С. О. Степанця вивчались особливості продукції ЕТ-1 у чоловіків, хворих на ГХ І та ІІ стадій мешканців Подільського регіону з різними генотипами гена пероксисом-проліфератор активуючих рецепторів гамма. Показано, що плазмові концентрації ЕТ-1 у чоловіків з ГХ, достовірно вищі порівняно з практично здоровими особами. При цьому найвищий рівень зазначеного пептиду виявлений у пацієнтів з ГХ ІІ ст. [79].

На кафедрі внутрішньої медицини №1 ВНМУ ім. М.І. Пирогова проводиться вивчення ЕТ-1 як маркера ЕД при ІХС та ЕГ. Показано, що функціональний стан судинного ендотелію є фактором, що впливає на процеси ремоделювання серця і судин, і грає важливу роль в прогресуванні серцево-судинної патології і ЕГ, зокрема[48]. У роботі В. К. Сєркової та Н. М. Горобець показано, що АГ, незалежно від причини її виникнення, супроводжується значнимпідвищенням рівня ЕТ-1 у плазмі крові. Більш виражене збільшення плазмової концентрації ЕТ-1 у пацієнтів з АГ ниркового ґенезу, порівняно з хворими на ЕГ, може бути підґрунтям для використання визначення рівня ЕТ-1 в плазмі крові як одного з диференційно-діагностичних критеріїв АГ [76]. Н. В. Кузьмінова дослідила, що у хворих на ГХ ІІ ст. спостерігається підвищення рівня основного вазоконстриктора ЕТ-1. У пацієнтів з ГХ ІІІ стадії відбувається значне зростання рівня ЕТ-1 порівняно з хворими на ГХ ІІ стадії, що може служити несприятливим прогностичним критерієм для хворих на ЕГ [49].

Уроботі С. І. Треумової (Україна, м. Полтава) показано, що у пацієнтів, що мають хронічне обструктивне захворювання легень та хронічне легеневе серце, що поєднуються з ГХ, рівень ЕТ-1 достовірно вище, ніж у осіб зі згаданими захворюваннями без ГХ [84].

За даними Л. А. Лапшиной і співавт., рівень ЕТ-1 в плазмі крові у пацієнтів при початкових стадіях ГХ достовірно перевищує такий у здорових осіб [51]. Одним з проявів ЕД у хворих ГХ є зниження ендотелійопосредкованої дилятації артерій [177].

Встановлено порушення функції ендотелію у харківських хворих на ГХ, робочих машинобудування, про що свідчить підвищення в периферичній крові рівня ЕТ-1 та вмісту NO. Більш високий рівень ЕТ-1 спостерігається при ГХ II ст. і концентричній ГЛШ. Автором виявлено помірний кореляційний зв'язок між вмістом ЕТ-1 і ФВ ЛШ [46].

В. А.Візирта співавт. пропонують використовуватирівень ЕТ-1 плазми крові як чутливий маркер стенотичних уражень брахіоцефальних артерій і одного з додаткових факторів стратифікації хворих з АГ в групи високого цереброваскулярного ризику [13].

При дослідженні рівнів ЕТ-1 у італійській популяції, встановлено, що плазмова концентрація даного пептиду достовірно вища у пацієнтів з ЕГ в порівнянні з практично здоровими особами, однак вірогідно нижча ніж у пацієнтів з вторинною (ренопаренхіматозною) гіпертензією [200].

У роботі С. В. Ляміної (м. Санкт-Петербург) показано, щорівень вазоконстриктора ЕТ-1 в плазмі у осіб молодого віку з АГ I ступеня збільшений в 2,4 рази, в порівнянні зі здоровими і зростає зі збільшенням тривалості гіпертензивного анамнезу [71].

У японській популяції жінок відмічена позитивна кореляція ЕТ-1 в плазмі крові з САТ та ДАТ, а також у осіб з метаболічним синдромом плазмова концентрація пептиду виявилась вищою, ніж при його відсутності [172].

Концентрація ЕТ-1 в плазмі крові найбільш висока у хворих з АГ, що поєднується з атеросклеротичним ураженням артерій, а також у хворих, які перенесли МІ або транзиторні ішемічні атаки [1,161].

Однак, в світовій літературі представлені і інші результати. Зокрема, А. Hoffman та співавт. [1994], В. Halawa [1999], C. Letizia та співавт. [1999], L. Aziza та співавт. [2011] показали відсутність істотного розходження в середньому рівні ЕТ-1 між пацієнтами з ЕГ в порівнянні з контрольною групою [101,136,1,158].У роботі В. Halawa плазмовий рівень ET-1 був значно вищим у пацієнтів з тяжкою АГ, ніж у пацієнтів з м'якою та помірною гіпертензією. У пацієнтів з тяжкою АГ був знайдений кореляційний зв'язок між рівнем ЕТ-1 і мікроальбумінурією. Проте не було кореляції між плазмовою концентрацією ET-1 і САТ, ДАТ у хворих з ГХ [136].

Формування ГХ супроводжується розвитком ГЛШ, і ЕТ-1, володіючи мітогенною активністю, стимулює клітинну проліферацію. Біохімічні механізми цих процесів також припускають експресію генів, що беруть участь в біосинтезі ЕТ-1. Таким при формуванні гіпертрофії кардіоміоцитів є поряд з ЕТ-1 АТ-II [104].

У роботі P. Qing та співавт. показано, що ЕТ-1 був цінним незалежним предиктором кальцифікації коронарних судин [171]. При гострій ішемії міокарда рівень ЕТ-1 в системній крові значно збільшується, причому вміст пептиду, як правило, корелює з тяжкістю патологічного процесу.Навіть при неускладненому перебігу ІМ концентрація ЕТ-1 вже в першу добу захворювання значно підвищується і зберігається на цьому рівні до кінця гострого періоду. В підгострий період концентрація ЕТ-1 дещо знижується, але як і раніше значно перевищує рівень у контрольній групі [141]. У хворих з ускладненим ІМ (пристінковий тромбоз, дилятація лівих відділів серця, зниження ФВ, діастолічна дисфункція (ДД) ЛШ) рівень ЕТ-1 в плазмі поступово підвищується з першої доби гострого періоду захворювання без подальшого зниження концентрації в підгострий період [111].

Простежується наявність тісного взаємозв'язку між вмістом ЕТ-1 в плазмі крові і виразністю симптомів при стенокардії напруги. Так, навіть при стабільній стенокардії рівень ЕТ-1 значно вище, ніж у групі контролю [57]. При прогресуванні стенокардії одночасно з підвищенням рівня ЕТ-1 суттєво погіршується ендотелійзалежна вазодилятація судин [199].

У хворих із ХСН, які перенесли ІМ, також значно зростає концентрація ЕТ-1 в крові. Абсолютне значення плазмового вмісту гормону є прогностичним фактором виживання для таких пацієнтів. Вважають, що ЕТ-1 відіграє важливу роль в ініціації і стимуляції процесів ремоделювання міокарда та судин в постінфарктний період [141].Причини підвищення тканинної концентрації ЕТ-1 при ХСН в даний час дискутуються. Доведено, що гіпертрофія ЛШ і ХСН асоціюються з підвищенням міокардіальної експресії мРНК препроендотеліна-1 [201]. Ці дослідження підтверджують припущення про збільшення утворення ЕТ-1 внаслідок підвищення продукції препроендотеліна-1.

...