ΙΝΣΟΥΛΙΝΟΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΚΑΙ ΕΙΚΤΕΣ ΚΑΡ ΙΑΚΗΣ ΥΣΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΣΕ ΧΡΟΝΙΟΥΣ ΑΙΜΟΚΑΘΑΙΡΟΜΕΝΟΥΣ ΑΣΘΕΝΕΙΣ ΜΑΡΙΑ ΝΙΚΟ ΗΜΟΠΟΥΛΟΥ

Transcript

1 1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΜΕΑΣ ΠΑΘΟΛΟΓΙΑΣ Α ΠΑΘΟΛΟΓΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ ΝΕΦΡΟΛΟΓΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΓΕΝΙΚΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΟΥ ΝΟΣΟΚΟΜΕΙΟΥ ΑΧΕΠΑ ΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΑΥΛΟΣ ΝΙΚΟΛΑΪ ΗΣ ΠΑΝΕΠ. ΕΤΟΣ Αριθµ ΙΝΣΟΥΛΙΝΟΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΚΑΙ ΕΙΚΤΕΣ ΚΑΡ ΙΑΚΗΣ ΥΣΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΣΕ ΧΡΟΝΙΟΥΣ ΑΙΜΟΚΑΘΑΙΡΟΜΕΝΟΥΣ ΑΣΘΕΝΕΙΣ ΜΑΡΙΑ ΝΙΚΟ ΗΜΟΠΟΥΛΟΥ ΙΑΤΡΟΥ ΝΕΦΡΟΛΟΓΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΥΠΟΒΛΗΘΗΚΕ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΥ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2011

2 2

3 3 Τριμελής συμβουλευτική επιτροπή: ΣΤΕΡΓΙΟΣ ΚΑΠΟΥΛΑΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ (ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ) ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΓΡΕΚΑΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΣ ΚΑΡΒΟΥΝΗΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Επταμελής εξεταστική επιτροπή ΣΤΕΡΓΙΟΣ ΚΑΠΟΥΛΑΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ (ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ) ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΓΡΕΚΑΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΣ ΚΑΡΒΟΥΝΗΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΓΙΩΒΟΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΜΕΜΜΟΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΚΑΝΟΝΙΔΗΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΑΙΚΑΤΕΡΙΝΗ ΠΑΠΑΓΙΑΝΝΗ, ΕΠΙΚ. ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ

4 4

5 5 Πρόεδρος Ιατρικής Σχολής Νικόλαος Ντόμπρος Διευθυντής του Παθολογικού Τομέα Παύλος Νικολαΐδης

6 6

7 7 Στον αγαπητό σύζυγό μου Σπύρο και στα παιδιά μου Κωνσταντίνο και Βαλεντίνη

8 8

9 9 Πίνακας περιεχομένων Πίνακας περιεχομένων... 9 Πρόλογος Γενικό μέρος Αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης Αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης Ορισμός Αίτια αντίστασης στην ινσουλίνη Παθοφυσιολογία της ινσουλινοαντίστασης Ο ρόλος του β-κυττάρου Δράση της ινσουλίνης στα κύτταρα-στόχος Ινσουλινοαντίσταση και χρόνια νεφρική νόσος Καρδιακή δυσλειτουργία Λειτουργία της αριστερής κοιλίας στους αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς Δείκτες καρδιακής δυσλειτουργίας Υπερηχογραφική εκτίμηση της λειτουργίας της αριστερής κοιλίας Μάζα της αριστερής κοιλίας Συστολική λειτουργία Όγκος παλμού (Stroke Volume, SV) Διαστολική λειτουργία Β-τύπου νατριουρητικό πεπτίδιο Φυσιολογία των νατριουρητικών πεπτιδίων Διαγνωστική και προγνωστική αξία των νατριουρητικών πεπτιδίων Περιορισμοί στην αξιολόγηση των τιμών του ΒΝΡ Δευτεροπαθής υπερπαραθυρεοειδισμός Παραθορμόνη και ινσουλινοαντίσταση Παραθορμόνη και υπερτροφία της αριστερής κοιλίας Ινσουλινοαντίσταση και υπερτροφία μυοκαρδίου... 40

10 10 4 Βιταμίνη D Μεταβολισμός και δράση της βιταμίνης D Βιταμίνη D και ινσουλινοαντίσταση Ο ρόλος της βιταμίνης D στην υπερτροφία της αριστερής κοιλίας Βιταμίνη D και σύστημα ρενίνης-αγγειοτενσίνης-αλδοστερόνης Βιταμίνη D και συστηματική φλεγμονή Ειδικό μέρος Σκοπός της μελέτης Ασθενείς και μέθοδοι Επιλογή ασθενών Χορήγηση βιταμίνης D Εργαστηριακές εξετάσεις Μέτρηση του Β-τύπου νατριουρητικού πεπτιδίου Μέτρηση των επιπέδων της Ινσουλίνης στο πλάσμα Προσδιορισμός του δείκτη HOMA Μέτρηση της άθικτης Παραθορμόνης (Intact Parathyroid Hormone, ipth) Μέτρηση της Γλυκόζης, του Ασβεστίου (Ca) και του Φωσφόρου (P) Άλλες μετρήσεις Στοιχεία αιμοκάθαρσης Στατιστική ανάλυση Αποτελέσματα Συζήτηση Περίληψη Abstract Βιβλιογραφία... 99

11 11 Πρόλογος Τα καρδιαγγειακά συμβάματα αποτελούν την πρώτη αιτία νοσηρότητας και θνητότητας στους αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς. Η δυσλειτουργία του μυοκαρδίου αποτελεί σταθερό εύρημα στη χρόνια νεφρική νόσο (ΧΝΝ). Ένα από τα συχνότερα ευρήματα καρδιακής δυσλειτουργίας στη ΧΝΝ αποτελεί η υπερτροφία της αριστερής κοιλίας, η οποία εκδηλώνεται ως συστολική ή/και διαστολική δυσλειτουργία. Διάφοροι παράγοντες συμμετέχουν στην ανάπτυξη της καρδιακής δυσλειτουργίας στη ΧΝΝ, κυριότεροι από τους οποίους είναι, η αρτηριακή υπέρταση, η υπερφόρτωση υγρών, η μεταβολική οξέωση, η αναιμία, η αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης, ο δευτεροπαθής υπερπαραθυρεοειδισμός και η ανεπάρκεια της βιταμίνης D. Στη μελέτη μας διερευνήσαμε το ρόλο της ινσουλινοαντίστασης και της βιταμίνης D στην υπερτροφία του μυοκαρδίου. Θέλω ιδιαιτέρως να ευχαριστήσω τον επιβλέποντα της Διδακτορικής Διατριβής Καθηγητή Παθολογίας Νεφρολογίας του Α.Π.Θ. κ. Στέργιο Καπούλα για την πολύτιμη συμπαράσταση και καθοδήγηση, επιστημονική και ηθική, που μου παρείχε σε όλα τα στάδια της μελέτης. Επιθυμώ επίσης να ευχαριστήσω τα μέλη της τριμελούς συμβουλευτικής επιτροπής, τον Καθηγητή Παθολογίας Νεφρολογίας του Α.Π.Θ. κ Δημήτριο Γρέκα, Διευθυντή της Α Προπαιδευτικής Παθολογικής Κλινικής του Νοσοκομείου ΑΧΕΠΑ Θεσσαλονίκης, για την επιστημονική βοήθεια και τις υποδείξεις του κατά την εκπόνηση της διατριβής αυτής, και τον Καθηγητή Καρδιολογίας του Α.Π.Θ. κ. Χαράλαμπο Καρβούνη, που με την προσωπική του επίβλεψη διεκπεραιώθηκε η εκτίμηση της καρδιακής λειτουργίας των ασθενών της μελέτης μας. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον Καθηγητή Κλινικής Βιοχημείας του Α.Π.Θ. κ. Μιχαήλ Καραμούζη, Διευθυντή του Βιοχημικού Εργαστηρίου του Νοσοκομείου ΑΧΕΠΑ Θεσσαλονίκης, που με την προσωπική του επίβλεψη διεκπεραιώθηκε ο εργαστηριακός έλεγχος της μελέτης. Ευχαριστώ τα μέλη της επταμελούς εξεταστικής επιτροπής, τον Kαθηγητή κ. Ιωάννη Γιώβο, τον Kαθηγητή κ. Δημήτριο Μέμμο και τον Kαθηγητή κ. Ιωάννη Κανονίδη, που με τις συμβουλές και τις υποδείξεις τους ολοκληρώθηκε η εκπόνηση της διατριβής.

12 12 Ιδιαίτερα θα ήθελα να ευχαριστήσω την Eπίκουρη Kαθηγήτρια Νεφρολογίας κ. Αικατερίνη Παπαγιάννη, μέλος της επταμελούς εξεταστικής επιτροπής, για την πολύτιμη βοήθεια την οποία μου προσέφερε, αφιερώνοντας χρόνο για τη διόρθωση του τελικού κειμένου, ενώ οι υποδείξεις της αποτέλεσαν πολύτιμο οδηγό για τη συγγραφή της διατριβής. Επίσης, ευχαριστώ την κ. Φωτεινή Λαζαρίδου, Επιμελήτρια Καρδιολογίας και συνεργάτιδα του Καθηγητή κ. Χαράλαμπου Καρβούνη, για την πολύτιμη βοήθειά της στην εκπόνηση των υπερήχων καρδίας και στην αξιολόγηση των υπερηχογραφικών δεικτών. Ιδιαίτερα θέλω να ευχαριστήσω τον σύζυγό μου και Νεφρολόγο κ. Λιάκο Σπυρίδωνα, Διδάκτορα του Α.Π.Θ., για τη βοήθεια που μου προσέφερε στην εκπόνηση του πρακτικού και εργαστηριακού σκέλους, καθώς και για την ηθική στήριξη και παρότρυνση για την ολοκλήρωση της διατριβής.

13 Γενικό μέρος 13

14 14

15 15 1. Αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης 1.1 Αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης Ορισμός Μία από τις κύριες δράσεις της ινσουλίνης είναι η είσοδος της γλυκόζης στα κύτταρα. Σε καταστάσεις στις οποίες τα επίπεδα ινσουλίνης δεν οδηγούν σε επαρκή είσοδο της γλυκόζης στα κύτταρα, ή απαιτούνται υψηλότερα επίπεδα ινσουλίνης ώστε να εισέλθει η γλυκόζη στα κύτταρα, τότε μιλάμε για καταστάσεις με αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης (1,2). Ο όρος αυτός χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά το 1940 από τον Himsworth (3) για να περιγράψει τη μειωμένη χρησιμοποίηση γλυκόζης μετά τη χορήγηση ινσουλίνης, που παρατήρησε σε παχύσαρκους διαβητικούς ασθενείς. Αργότερα τη δεκαετία του 60 οι Yalow και Berson (4) παρατήρησαν ότι ασθενείς με πρόσφατη έναρξη σακχαρώδη διαβήτη τύπου ΙΙ είχαν φυσιολογικά ή αυξημένα επίπεδα ινσουλίνης στο πλάσμα, σε αντίθεση με την επικρατούσα αντίληψη εκείνης της εποχής, ότι ο σακχαρώδης διαβήτης εκδηλώνεται μόνο όταν μειωθούν τα επίπεδα ινσουλίνης σημαντικά (5,6). Έκτοτε πολλοί ερευνητές δημοσίευσαν τις παρατηρήσεις τους για την συνύπαρξη της ινσουλινοαντίστασης με διάφορες παθολογικές καταστάσεις όπως η αρτηριακή υπέρταση, ο σακχαρώδης διαβήτης, η δυσλιπιδαιμία, η παχυσαρκία, η υπερουριχαιμία και η χρόνια νεφρική ανεπάρκεια (7-9). Η εργαστηριακή τεκμηρίωση της ύπαρξης ινσουλινοαντίστασης γίνεται με διάφορες μεθόδους, σημαντικότερη από τις οποίες αποτελεί η ευγλυκαιμική υπερινσουλιναιμική καμπύλη (10). Οι διάφορες μέθοδοι με τις οποίες μπορούμε να εκτιμήσουμε την ύπαρξη της ινσουλινοαντίστασης φαίνονται στον πίνακα 1. Τα χαρακτηριστικά που θα πρέπει να έχει η ιδανική μέθοδος εκτίμησης της ευαισθησίας στην ινσουλίνη είναι: α) να είναι αξιόπιστη με επαναληψιμότητα στα αποτελέσματα της, β) να είναι απλή στη εφαρμογή της στην καθημερινή κλινική πράξη, γ) να είναι ποσοτική, δ) να είναι κατά το δυνατόν λιγότερο επεμβατική και να προσομοιάζει

16 16 κατά το δυνατόν καλύτερα στις φυσιολογικές συνθήκες μεταβολισμού της γλυκόζης και ε) να έχει χαμηλό οικονομικό κόστος (11,12). 1. Ευγλυκαιµική υπερινσουλιναιµική καµπύλη 2. υναµικές τεχνικές a. Ενδογενής παραγωγή ινσουλίνης i. Από του στόµατος δοκιµασία ανοχής γλυκόζης ii. Ενδοφλέβια δοκιµασία ανοχής γλυκόζης b. Εξωγενής χορήγηση ινσουλίνης i. οκιµασία ανοχής ινσουλίνης ii. Κλασµατική έγχυση ινσουλίνης 3. Μαθηµατικά µοντέλα a. Minimal Model b. HOMA c. Quicki d. Ανοιχτές τεχνικές σταθερής κατάστασης e. οκιµασία καταστολής ινσουλίνης Πίνακας 1: Μέθοδοι οι οποίες χρησιµοποιούνται για να εκτιµηθεί η ευαισθησία στη δράση της ινσουλίνης Μια τέτοια μέθοδος είναι το ΗΟΜΑ, ένα μαθηματικό μοντέλο εκτίμησης της ευαισθησίας στην ινσουλίνη, από απλές μετρήσεις γλυκόζης και ινσουλίνης νηστείας. Σε αρκετές μελέτες φάνηκε η γραμμική συσχέτιση του δείκτη ΗΟΜΑ με την ευγλυκαιμική υπερινσουλιναιμική καμπύλη (13,14). 1.2 Αίτια αντίστασης στην ινσουλίνη Τα αίτια της αντίστασης στην ινσουλίνη μπορεί να είναι γενετικά σε έδαφος γονιδιακών μεταλλάξεων, επίκτητα στα πλαίσια άλλων νοσημάτων, αλλά και περιβαλλοντικά. Οι διαιτητικές συνήθειες (π.χ. αυξημένη πρόσληψη κορεσμένων λιπαρών οξέων με την τροφή), η μειωμένη φυσική δραστηριότητα και το κάπνισμα είναι μερικοί από τους περιβαλλοντικούς παράγοντες που επηρεάζουν την ευαισθησία στην ινσουλίνη (Πίνακας 2) (15-17).

17 17 Πρωτοπαθή αίτια Μεταλλάξεις στα γονίδια του υποδοχέα ινσουλίνης Μεταλλάξεις στα γονίδια πρωτεϊνών μετά τον υποδοχέα Ανταγωνιστές της δράσης της ινσουλίνης προ του υποδοχέα Ανοσολογικοί ανταγωνιστές ινσουλίνης Αντισώματα έναντι ινσουλίνης Αντισώματα έναντι υποδοχέων ινσουλίνης Ορμονικοί ανταγωνιστές ινσουλίνης (αυξημένα επίπεδα) Κορτιζόλη Αυξητική ορμόνη Γλυκαγόνη Κατεχολαμίνες Θυρεοειδικές ορμόνες Προλακτίνη Ανδρογόνα Διαταραχές στη δράση της ινσουλίνης μετά τον υποδοχέα Παχυσαρκία Σακχαρώδης διαβήτης Λιποδυστροφία Χρόνια νεφρική νόσος Κίρρωση ήπατος Νεοπλάσματα Λοιμώξεις Πίνακας 2: Καταστάσεις που συνοδεύονται από αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης

18 Παθοφυσιολογία της ινσουλινοαντίστασης Τα κύτταρα του ενδοθηλίου διαθέτουν υποδοχείς ινσουλίνης, μέσω των οποίων η ινσουλίνη επηρεάζει το μεταβολισμό και την παραγωγή αγγειοδραστικών ουσιών, κυρίως του μονοξειδίου του αζώτου (ΝΟ) και της ενδοθηλίνης-1 (ΕΤ-1). Οι δύο κύριες μεταβολικές οδοί μέσω των οποίων δρα η ινσουλίνη, μετά τη σύνδεση με τον υποδοχέα της, είναι της φωσφοϊνοσιτιδικής κινάσης -3 (PI3-Κ) και της MAP κινάσης (mitogen-activated protein kinase), εικόνα 1 (18-20). Εικόνα 1: Οι κύριες µεταβολικές οδοί µέσω των οποίων ασκείται η δράση της ινσουλίνης στο ενδοθηλιακό κύτταρο Η μεταβολική οδός της PI3 κινάσης οδηγεί στην εκδήλωση των κύριων μεταβολικών δράσεων της ινσουλίνης (είσοδος γλυκόζης στους ιστούς, γλυκονεογένεση, σύνθεση γλυκογόνου), ενώ η οδός της MAP κινάσης προάγει τη μεταγραφική δραστηριότητα διαφόρων γονιδίων, τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και την πρωτεϊνοσύνθεση. Επίσης, μέσω της πρώτης οδού προάγονται οι αγγειοδιασταλτικές ιδιότητες της ινσουλίνης μέσω της παραγωγής του ΝΟ, ενώ μέσω της δεύτερης οδού εκδηλώνονται κυρίως οι αγγειοσυσπαστικές ιδιότητες της ινσουλίνης μέσω της ΕΤ-1. Σε φυσιολογικές καταστάσεις,

19 19 οι δύο αυτές οδοί βρίσκονται σε ισορροπία μεταξύ τους (21-23). Σε παθολογικές καταστάσεις όπως η χρόνια νεφρική νόσος παρατηρείται ελάττωση των επιπέδων του ΝΟ και αύξηση των επιπέδων της ΕΤ-1. Το κύριο χαρακτηριστικό της αντίστασης στην ινσουλίνη είναι ότι υπάρχει δυσλειτουργία της ενδοκυττάριας οδού PI3K/Akt, ενώ η οδός RAS/MAPK δεν επηρεάζεται. Το γεγονός αυτό θα οδηγήσει σε υπερινσουλιναιμία (αντιρροπιστική αύξηση από τα β- κύτταρα) ώστε να διατηρηθεί ευγλυκαιμία στον ορό. Η υπερινσουλιναιμία οδηγεί σε διαταραχή της ισορροπίας μεταξύ των δύο ενδοκυττάριων οδών (ΡΙ3Κ και ΜΑΡΚ). Η ανισορροπία αυτή μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένη δραστηριότητα της οδού ΜΑΡΚ με αποτέλεσμα την αυξημένη παραγωγή ΕΤ-1 και την αύξηση της πρωτεϊνοσύνθεσης, της κυτταρικής διαφοροποίησης και του πολλαπλασιασμού των κυττάρων (υπερπλασία και υπερτροφία των κυττάρων) (24,25) Ο ρόλος του β-κυττάρου Η ινσουλίνη παράγεται στα β-κύτταρα των νησιδίων του παγκρέατος. Το ομόλογο ερέθισμα για την έκκριση της ινσουλίνης είναι η αύξηση των επιπέδων γλυκόζης στο πλάσμα πάνω από 90 mg/dl. Φυσιολογικά, σε καταστάσεις νηστείας, υπάρχει μια βασική έκκριση ινσουλίνης, η οποία καταργείται όταν η γλυκόζη του πλάσματος ελαττωθεί σε επίπεδα μικρότερα από 60 mg/dl (26). Άλλοι παράγοντες που αυξάνουν την έκκριση της ινσουλίνης σε φυσιολογικές συνθήκες είναι τα αμινοξέα (αργινίνη και λευκίνη), οι ορμόνες του γαστρεντερικού συστήματος, η παρασυμπαθητική διέγερση των β-κυττάρων και η βιταμίνη D, ενώ αντίθετα μειώνεται η έκκριση ινσουλίνης όταν υπάρχουν αυξημένα επίπεδα ινσουλίνης (αρνητική παλίνδρομη ρύθμιση κατεχολαμινών, κορτιζόλης, αυξητικής ορμόνης και παραθορμόνης (27). Οι παράγοντες που επηρεάζουν την έκκριση της ινσουλίνης από το β-κύτταρο φαίνονται στην εικόνα 2. Η ινσουλίνη αποτελεί την κύρια αναβολική ορμόνη του σώματος και ασκεί δράσεις στο μεταβολισμό, στη μεταφορά ιόντων και στην έκφραση γονιδίων. Οι κύριες δράσεις της ινσουλίνης αναφέρονται στον πίνακα 3.

20 20 Εικόνα 2 Παράγοντες που επιδρούν στο β-κύτταρο αυξάνοντας ή ελαττώνοντας την έκκριση της ινσουλίνης Κύριες δράσεις Καταστολή της ηπατικής παραγωγής γλυκόζης ιέγερση της πρόσληψης γλυκόζης από το µυϊκό και λιπώδη ιστό Προαγωγή της αποθήκευσης της γλυκόζης ως γλυκογόνου Καταστολή της λιπόλυσης Αναστολή της κετογένεσης Ρύθµιση του µεταβολισµού των πρωτεϊνών ράσεις στην ηλεκτρολυτική ισορροπία Λοιπές ράσεις Ρύθµιση της ανάπτυξης και της αύξησης (π.χ.στην ενδοµήτρια ζωή) Ρύθµιση της έκφρασης γονιδίων Πίνακας 3: Μεταβολικές δράσεις της ινσουλίνης

21 21 Η παραγωγή και έκκριση της ινσουλίνης ρυθμίζεται από τη λειτουργία και το συντονισμό ορισμένων ενδοκυττάριων μηχανισμών. Έτσι, η διέγερση της σύνθεσης και έκκρισης της ινσουλίνης απαιτεί όχι μόνο την είσοδο της γλυκόζης στα β-κύτταρα, αλλά και τον περαιτέρω μεταβολισμό της. Η είσοδος της γλυκόζης γίνεται με τη βοήθεια του μεταφορέα γλυκόζης GLUT-2. Στη συνέχεια η γλυκόζη μεταβολίζεται και παράγεται ενέργεια υπό τη μορφή ATP. Η αύξηση του λόγου ATP/ADP εξασφαλίζει επαρκή ενεργειακά αποθέματα για τη λειτουργία των ενζύμων, τα οποία μετέχουν στη σύνθεση και έκκριση της ινσουλίνης (28,29). Εκτός από την είσοδο της γλυκόζης και την παραγωγή ΑΤΡ, απαιτείται και η είσοδος ιόντων ασβεστίου στο β-κύτταρο. Τα ιόντα ασβεστίου δρουν σαν ενδιάμεσος διαβιβαστής και ενεργοποιούν διάφορα ενζυμικά συστήματα που είναι απαραίτητα για την σύνθεση και απελευθέρωση της ινσουλίνης. Είναι σαφές πως οι μηχανισμοί εισόδου της γλυκόζης στο κύτταρο, η παραγωγή του ΑTP/ADP και η ομοιόσταση του ενδοκυττάριου ασβεστίου είναι αλληλένδετοι και πως η αρμονική συνεργασία τους προάγει τη φυσιολογική έκκριση της ινσουλίνης, (Εικόνα 3) (30). Γλυκόζη GLUT-2 Ca++ Δίαυλος Ca++ Ινσουλίνη ATP Ένζυμα Ινσουλίνη Εικόνα 3: Η είσοδος της γλυκόζης στο β-κύτταρο δίνει το µήνυµα για να παραχθεί ινσουλίνη και αυξάνει τα ενεργειακά αποθέµατα του κυττάρου (ΑΤΡ), ενώ αυξάνεται η είσοδος Ca++ στο κύτταρο. Τα επαρκή αποθέµατα ΑΤΡ και Ca++ είναι απαραίτητα για τη λειτουργία των ενζύµων που σχετίζονται µε τη σύνθεση και έκκριση της ινσουλίνης.

22 22 Ο ρόλος του ενδοκυττάριου ασβεστίου θεωρείται καθοριστικός για την έκκριση της ινσουλίνης από το β-κύτταρο, αλλά και για τη δράση της ινσουλίνης στα περιφερικά κύτταρα. Τα υψηλά επίπεδα ενδοκυττάριου ασβεστίου δρουν τοξικά στον κυτταρικό μεταβολισμό επηρεάζοντας τη λειτουργία των ενζύμων (31,32). Η παραθορμόνη μπορεί να αυξήσει τα επίπεδα του ελεύθερου ενδοκυτταροπλασματικού ασβεστίου των β-κυττάρων του παγκρέατος, μέσω υποδοχέων παραθορμόνης που εντοπίζονται στην κυτταρική μεμβράνη (33). Ιn vitro μελέτη στην οποία β-κύτταρα εκτέθηκαν σε παραθορμόνη έδειξε αύξηση του ενδοκυτταροπλασματικού ασβεστίου, μείωση του ΑΤΡ και μείωση της σύνθεσης ινσουλίνης. Είναι γνωστό ότι, ο δευτεροπαθής υπερπαραθυρεοειδισμός, συνοδεύεται από αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης (34). Θεωρείται πιθανό ότι, τα αυξημένα επίπεδα παραθορμόνης ασκούν βλαπτική επίδραση στο β-κύτταρο μέσω αύξησης του ενδοκυττάριου ασβεστίου, επηρεάζοντας την έκκριση της ινσουλίνης, αλλά ο ακριβής μηχανισμός δεν έχει διευκρινιστεί πλήρως. Αντίθετα με τη δράση της παραθορμόνης, η βιταμίνη D φαίνεται ότι επιδρά ευνοϊκά στην έκκριση της ινσουλίνης από τα β-κύτταρα. Τα β-κύτταρα διαθέτουν υποδοχείς βιταμίνης D (VDR), η διέγερση των οποίων ελαττώνει τη συγκέντρωση του ελεύθερου ενδοκυτταροπλασματικού ασβεστίου μέσω ανακατανομής των ιόντων ασβεστίου και σύνδεσής του με τις πρωτεΐνες (35) Δράση της ινσουλίνης στα κύτταρα-στόχος Η κύρια δράση της ινσουλίνης ασκείται στα ηπατικά κύτταρα, στο μυϊκό και στο λιπώδη ιστό μέσω του κυτταρικού υποδοχέα της ινσουλίνης. Ο υποδοχέας της ινσουλίνης είναι μια τετραμερής γλυκοπρωτεϊνη που αποτελείται από δύο υποομάδες, α και β. Οι α- υποομάδες βρίσκονται εκτός του κυττάρου, ενώ οι β-υποομάδες βρίσκονται κυρίως μέσα στα κύτταρα και διασχίζουν μέρος της κυτταρικής μεμβράνης (Εικόνα 4) (36-39). Μετά τη σύνδεση της ινσουλίνης στον υποδοχέα, ο υποδοχέας ενεργοποιείται με αυτοφωσφορυλίωση παρουσία τυροσινικής κινάσης. Έτσι ξεκινάει ένας καταρράκτης φωσφορυλιώσεων με ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση ενζυμικών συστημάτων, παραγωγή διαβιβαστικών ουσιών και ενεργοποίηση γονιδίων. Σε πολλά από τα συστήματα αυτά η ενεργοποίηση τους απαιτεί την αύξηση του ελεύθερου κυτταροπλασματικού ασβεστίου, είτε με είσοδο του στο κύτταρο, είτε με απελευθέρωσή του από τα κυτταροπλασματικά οργανύλια (40-42).

23 23 Εικόνα 4: Κυτταρικοί µηχανισµοί που ενεργοποιούνται µετά τη σύνδεση της ινσουλίνης µε τον υποδοχέα της κυτταρικής µεµβράνης Σε ασθενείς με ινσουλινοαντίσταση έχει βρεθεί αύξηση του ενδοκυττάριου Ca+2, χωρίς να έχει διευκρινιστεί εάν αυτή παρατηρείται πριν ή μετά την ανάπτυξη της αντίστασης στην ινσουλίνη (43). Τα σημαντικότερα ένζυμα αυτής της διεργασίας είναι η τυροσινική κινάση, η πρωτεϊνη υπόστρωμα του υποδοχέα της ινσουλίνης (insulin receptor substrate-1, IRS-1) και η κινάση της φωσφατιδυλοϊνοσιτόλης 3 (phosphatidylinositol 3-kinase, PI3-K), (Εικόνα 4). Το αποτέλεσμα είναι η μετακίνηση ενός μεγάλου αριθμού μεταφορέων της γλυκόζης (glucose transporters, GLUT) από το κυτταρόπλασμα στην επιφάνεια του κυττάρου που οδηγεί στην είσοδο της γλυκόζης στο κύτταρο και στην ενεργοποίηση των πρωτεϊνών που συμμετέχουν στον ενδοκυττάριο μεταβολισμό της γλυκόζης. Ένας από τους κυριότερους μεταφορείς της γλυκόζης είναι ο GLUT-4, που εντοπίζεται στα μυϊκά και λιπώδη κύτταρα. Στην εικόνα 4 φαίνεται ο μηχανισμός δράσης της ινσουλίνης στα κύτταρα και οι θέσεις των μεταβολικών οδών που συμμετέχουν στην αντίσταση της ινσουλίνης (44-49).

24 24 Η αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης μπορεί να αναπτύσσεται σε διάφορα επίπεδα, πριν, μετά ή και ακριβώς στον υποδοχέα. Οι διαταραχές στη λειτουργία των προαναφερθέντων μετά τον υποδοχέα ενζυμικών συστημάτων, όπως της IRS-1 και της PI3- K είναι οι πιο συχνές. 1.4 Ινσουλινοαντίσταση και χρόνια νεφρική νόσος Στη ΧΝΝ η ινσουλινοαντίσταση εμφανίζεται από τα αρχικά στάδια της νόσου όταν οι ασθενείς εμφανίζουν φυσιολογικό ρυθμό σπειραματικής διήθησης (GFR > 90 ml/min/1,73m 2 ). Αυτό το απέδειξαν στη μελέτη τους οι Fliser και συνεργάτες (1998) σε ασθενείς με διάφορα στάδια χρόνιας νεφρικής νόσου, που έπασχαν από αυτοσωματική επικρατούσα πολυκυστική νόσο των νεφρών και IgA σπειραματονεφρίτιδα. Όλοι οι ασθενείς εμφάνιζαν σημαντικά μειωμένη ευαισθησία στην ινσουλίνη και αυξημένα επίπεδα ινσουλίνης πλάσματος. Αξίζει να σημειωθεί, ότι η πρωτοπαθής νόσος (ανοσολογικός μηχανισμός-κληρονομικός μηχανισμός) δεν σχετίζονταν με την εμφάνιση αντίστασης στην ινσουλίνη(50). Οι κύριοι παράγοντες που ευθύνονται για την αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης στη χρόνια νεφρική νόσο είναι οι εξής: Η μεταβολική οξέωση Η αναιμία Ο δευτεροπαθής υπερπαραθυρεοειδισμός και Η έλλεψη βιταμίνης D Πρώτος ο DeFronzo το 1981 εφάρμοσε την ευγλυκαιμική υπερινσουλιναιμική καμπύλη σε 17 ουραιμικούς ασθενείς και διαπίστωσε ότι στην ουραιμία η διαταραχή εντοπίζεται στην πρόσληψη της γλυκόζης από τους περιφερικούς ιστούς, ενώ δεν υπάρχει διαταραχή στην έκκριση της ινσουλίνης από το β-κύτταρο (10). Στη μεγάλη επιδημιολογική μελέτη NHANES III όπου συμπεριλήφθησαν 6500 μη διαβητικοί ασθενείς, φάνηκε πως υπήρχε θετική συσχέτιση του δείκτη ΗΟΜΑ με τη ΧΝΝ (51). Οι Chonchol και συνεργάτες σε μελέτη τους (52) έδειξαν ότι η σχέση αυτή ήταν

25 25 γραμμική, δηλαδή όσο πιο προχωρημένο ήταν το στάδιο της νεφρικής νόσου, τόσο μεγαλύτερη ήταν και η αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης. Για την ερμηνεία της αντίστασης στη δράση της ινσουλίνης στη χρόνια νεφρική νόσο έχουν ενοχοποιηθεί διάφοροι παράγοντες όπως: Δευτεροπαθής υπερπαραθυρεοειδισμός. Η σχέση μεταξύ αυξημένων επιπέδων παραθορμόνης και παθολογικής καμπύλης γλυκόζης έχει περιγραφεί από παλιά (53,54). Η βασική παρατήρηση ήταν ότι, μετά από παραθυρεοειδεκτομή σε αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς παρατηρήθηκε βελτίωση της παθολογικής καμπύλης γλυκόζης και αύξηση των επιπέδων της ινσουλίνης. Αν και ο ακριβής μηχανισμός δεν είναι γνωστός, φαίνεται ότι η παραθορμόνη δρα σε διάφορα επίπεδα του μεταβολισμού της ινσουλίνης. Τα αυξημένα επίπεδα παραθορμόνης μειώνουν την παραγωγή ινσουλίνης από το β-κύτταρο αυξάνοντας τοξικά την είσοδο Ca ++ στα β-κύτταρα, με αποτέλεσμα τη δυσλειτουργία των ενδοκυττάριων μεταβολικών οδών (55,56). Τα υψηλά επίπεδα ενδοκυττάριου Ca ++ εμποδίζουν την ομαλή μεταβίβαση του ερεθίσματος μετά τη σύνδεση της ινσουλίνης με τον υποδοχέα της (54,57-59). Αναιμία: Έχει βρεθεί ότι η διόρθωση της αναιμίας στη ΧΝΝ βελτιώνει την αντίσταση στην ινσουλίνη. Ο ακριβής μηχανισμός είναι άγνωστος, ωστόσο πιθανολογείται ότι η βελτίωση της οξυγόνωσης των ιστών μετά τη διόρθωση της αναιμίας βελτιώνει το μεταβολισμό της γλυκόζης από τα κύτταρα (60,61). Μεταβολική οξέωση: Η οξέωση επηρεάζει το μεταβολισμό των κυττάρων και καταστέλλει πολλές από τις ενζυμικές δράσεις. Η διόρθωση της οξέωσης μετά από αιμοκάθαρση) βελτιώνει και την αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης (62,63). Ανεπάρκεια βιταμίνης D: Ο ρόλος της βιταμίνης D περιγράφεται εκτενέστερα στη συνέχεια. Τονίζουμε όμως ότι λίγες μελέτες σε ουραιμικούς ασθενείς έδειξαν βελτίωση της αντίστασης στην ινσουλίνη μετά από χορήγηση της βιταμίνης D. Ωστόσο, σ αυτές τις μελέτες δεν διευκρινίστηκε αν η βελτίωση της αντίστασης ήταν αποτέλεσμα της διόρθωσης του υπερπαραθυρεοειδισμού ή της άμεσης δράσης της βιταμίνης D στην έκκριση της ινσουλίνης, ή ο συνδυασμός και των δύο παραγόντων, εύρημα που προσπαθήσαμε να διερευνήσουμε στη δική μας μελέτη (52,64-67).

26 26

27 27 2 Καρδιακή δυσλειτουργία Τα καρδιαγγειακά νοσήματα αποτελούν μία από τις κύριες αιτίες νεφρικής δυσλειτουργίας, αλλά και αντιστρόφως, η χρόνια νεφρική νόσος από μόνης της ευνοεί την ανάπτυξη καρδιαγγειακών νοσημάτων με διάφορους μηχανισμούς. Κατά την ένταξη στην αιμοκάθαρση, τουλάχιστον οι μισοί από τους ασθενείς πάσχουν από καρδιαγγειακό νόσημα (68). Η χρόνια αρτηριακή υπέρταση και ο αυξημένος όγκος υγρών οδηγούν σε αναδιαμόρφωση της αριστερής κοιλίας, με ανάπτυξη συγκεντρικής ή έκκεντρης υπερτροφίας του μυοκαρδίου (Εικόνα 6). Στη χρόνια νεφρική νόσο, η υπερτροφία της αριστερής κοιλίας επιδεινώνεται παράλληλα με την επιδείνωση της νεφρικής λειτουργίας, και η συχνότητα στους αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς φθάνει το 80% (69,70). Συγκεντρική αναδιαµόρφωση Συγκεντρική LVH Φυσιολογικό Έκκεντρη LVH Εικόνα 5: Τύποι υπερτροφίας της αριστερής κοιλίας

28 28 Κύριοι παράγοντες που προκαλούν την καρδιακή δυσλειτουργία στους αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς είναι η αρτηριακή υπέρταση, ο αυξημένος ενδαγγειακός όγκος, η αναιμία, ο υπερπαραθυρεοειδισμός, η υπερφωσφαταιμία, η αγγειτενσίνη ΙΙ, η αλδοστερόνη, η ενδοθηλίνη και οι κατεχολαμίνες (71-73). Στην ουραιμία, η υπερτροφία της αριστερής κοιλίας χαρακτηρίζεται από απομάκρυνση των μυοκαρδιακών κυττάρων, λόγω διάχυτης ίνωσης του διάμεσου ιστού και υπερτροφία των μυοκαρδιακών κυττάρων που απέμειναν, καθώς και διαταραχή της μικροκυκλοφορίας (74). Αυτές οι δομικές αλλαγές σχετίζονται με βλάβη στην ικανότητα πλήρωσης και λειτουργίας της αριστερής κοιλίας. Η ελάττωση της πυκνότητας των μυοκαρδιακών τριχοειδών και η αύξηση του μεγέθους των κυττάρων επηρεάζουν την παροχή οξυγόνου και τη ροή αίματος στο μυοκάρδιο (75). 2.1 Λειτουργία της αριστερής κοιλίας στους αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς Η κύρια λειτουργία της καρδιάς ως αντλία είναι να διατηρεί έναν ιδανικό κατά λεπτό όγκο αίματος (ΚΛΟΑ), ώστε να εξασφαλίζεται η καλή αιμάτωση των ιστών. Ο ΚΛΟΑ είναι το γινόμενο του όγκου παλμού (ΟΠ) και της καρδιακής συχνότητας (ΚΣ): ΚΛΟΑ = ΟΠ Χ ΚΣ. Σε φυσιολογικές καταστάσεις, ο όγκος παλμού καθορίζεται από τον τελοδιαστολικό όγκο (ΤΔΟ) της αριστερής κοιλίας, σύμφωνα με το μηχανισμό Frank-Starling, ο οποίος λέει ότι το ποσό του αίματος που εξέρχεται από την καρδιά εξαρτάται από την ποσότητα του αίματος που βρίσκονταν μέσα στις καρδιακές κοιλότητες (76). Επομένως, η καρδιακή λειτουργία επηρεάζεται από την ποσότητα αίματος που επιστρέφει στην καρδιά (προφορτίο), την ικανότητα των μυοκαρδιακών ινών να διαταθούν και να συσπαστούν (ευενδοτότητα και συσταλτότητα) και τις αντιστάσεις που συναντά το αίμα κατά την εξώθησή του (μεταφορτίο)(77). Το προφορτίο είναι η δύναμη τάσης του τοιχώματος των κοιλιών, η οποία σχετίζεται άμεσα με το μήκος των μυοκαρδιακών σαρκομεριδίων κατά την έναρξη της σύσπασης, και συνεπώς αναφέρεται στην υπολειπόμενη τάση του καρδιακού μυός. Το προφορτίο μπορεί να μετρηθεί ως τελοδιαστολική πίεση της αριστερής κοιλίας (ΤΔΠΑΚ). Τα ακριβή επίπεδα του προφορτίου καθορίζονται, όχι μόνο από τις ιδιότητες διαστολής του μυοκαρδίου, αλλά

29 29 και από τον δραστικό όγκο αίματος και τις ιδιότητες του συστήματος φλεβών και αρτηριών (78). Το μεταφορτίο είναι η δύναμη που αντιστέκεται στη συστολή και σχετίζεται με την τάση των μυοκαρδιακών κυττάρων κατά τη διάρκεια της συστολής. Τα ακριβή επίπεδα του μεταφορτίου εξαρτώνται, όχι μόνο από της συσταλτικές ιδιότητες του μυοκαρδίου, αλλά και από το δραστικό όγκο αίματος και τις ιδιότητες του αρτηριακού συστήματος, που με τη σειρά τους σχετίζονται με την συστηματική αγγειακή αντίσταση, την ελαστικότητα των αρτηριών και τη ρευστότητα του αίματος (78). Διαστολική λειτουργία της αριστερής κοιλίας είναι η ικανότητα να εξασφαλίζεται φυσιολογικά το επαρκές προφορτίο και η επαρκής διάταση των μυοκαρδιακών κυττάρων, ώστε να ακολουθεί συστολή με φυσιολογικό όγκο παλμού. Η διαστολή χωρίζεται σε δύο φάσεις: ισομετρική χάλαση και φάση πλήρωσης. Η φάση πλήρωσης χωρίζεται σε δύο επιμέρους φάσεις, τη πρώιμη και την απώτερη η οποία αρχίζει με τη σύσπαση των κόλπων (79,80). Η ελαστικότητα της αριστερής κοιλίας καθορίζεται από τα αποτελέσματα της διαστολικής λειτουργίας, τόσο από την ενεργό χάλαση, όσο και τις παθητικές ελαστικές ιδιότητες (81). Από τα παραπάνω μπορούμε να συμπεράνουμε ότι τόσο η συσταλτικές όσο και οι διασταλτικές λειτουργίες της καρδιάς εξαρτώνται από το φορτίο του. Στη διάρκεια της αιμοκάθαρσης, η μείωση του όγκου οδηγεί σε οξεία μεταβολή του όγκου πλήρωσης της αριστερής κοιλίας, ανεξάρτητα από τη λειτουργικότητά της. Στους αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς, η αύξηση της πίεσης πλήρωσης των καρδιακών κοιλοτήτων, η οποία είναι σημείο συμφορητικής καρδιακής ανεπάρκειας, ενδεχομένως αντανακλά μία αύξηση του εξωκυττάριου χώρου που διορθώνεται με την επίτευξη του ξηρού βάρους (82,83). Η διάγνωση της καρδιακής ανεπάρκειας στους αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς μπορεί να γίνει μόνο όταν η αύξηση των πιέσεων πλήρωσης συνυπάρχει με δυσλειτουργία της αριστερής κοιλίας. Υπάρχει επομένως η ανάγκη για προσδιορισμό ογκο-ανεξάρτητων δεικτών για τη μέτρηση της λειτουργίας της αριστερής κοιλίας στους αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς (84-86).

30 Δείκτες καρδιακής δυσλειτουργίας Υπερηχογραφική εκτίμηση της λειτουργίας της αριστερής κοιλίας Μάζα της αριστερής κοιλίας Η μάζα της αριστερής κοιλίας (left ventricular mass, LVM) υπολογίζεται με τη βοήθεια του υπερηχογραφήματος και τη χρήση της εξίσωσης Devereux: g Όπου LVM: μάζα αριστερής κοιλίας, LVEDD: τελοδιαστολική διάμετρος αριστερής κοιλίας, IVSD: πάχος μεσοκοιλιακού διαφράγματος και PWd: πάχος οπισθίου τοιχώματος (86,87). Ο δείκτης μάζας αριστερής κοιλίας (LVMI) υπολογίζεται από το πηλίκο της μάζας της αριστερής κοιλίας δια την επιφάνεια σώματος (BSA). = g/m Συστολική λειτουργία Για την εκτίμηση της συστολικής λειτουργίας χρησιμοποιούνται διάφοροι υπερηχογραφικοί δείκτες: Όγκος παλμού (Stroke Volume, SV) Υπολογίζεται από τη διαφορά του τελοδιαστολικού (EDV) και τελοσυστολικού (ESV) όγκου της αριστερής κοιλίας: SV = EDV ESV. Οι μετρήσεις του όγκου της αριστερής κοιλίας μπορούν να γίνουν με υπερηχογράφημα M-mode, 2D και 3D (παρέχει ακριβέστερα αποτελέσματα). Μία συνήθης μέθοδος μέτρησης του SV με υπερηχογράφημα 2D είναι η μέθοδος των δίσκων κατά την οποία πολλαπλοί δίσκοι ίσης διαμέτρου επιμήκως της κοιλότητας της αριστερής κοιλίας συνθέτονται σε μία επιφάνεια δίσκου η οποία και μετράται (Simpson s rule). Ο SV μπορεί επίσης να μετρηθεί με Doppler της αιματικής ροής διαμέσου της αορτικής βαλβίδας από τον τύπο: SV (cm 3 or ml) = A (cm 2 ) x V (cms -1 ) x T (s),

31 31 Όπου Α η έκταση της επιφάνειας, V η μέση ταχύτητα ροής στο Doppler και Τ ο χρόνος εξώθησης (88) Κλάσμα εξώθησης (Ejection Fraction, EF) Είναι ο πιο κοινά χρησιμοποιούμενος υπερηχογραφικός δείκτης της συστολικής λειτουργίας της αριστερής κοιλίας. Υπολογίζεται από τον τύπο: EF = [(EDV ESV)/EDV] x 100 %. Συστολική δυσλειτουργία της αριστερής κοιλίας ορίζεται συχνά EF<50% (89) Κλασματική βράχυνση (Fractional Shortening, FS) Αποτελεί εναλλακτική παράμετρο προσδιορισμού της συσταλτότητας και υπολογίζεται από τον τύπο: FS = [(EDD ESD)/EDD] x 100 % Όπου EDD η τελοδιαστολική διάμετρος και ESD η τελοσυστολική διάμετρος της αριστερής κοιλίας. Φυσιολογικά πρέπει FS>28% (89) Διαστολική λειτουργία Η μέτρηση της διαστολικής λειτουργίας γίνεται με μέτρηση της ταχύτητας ροής μέσω της μιτροειδούς βαλβίδας με τη χρήση παλμικού Doppler. Υπολογίζονται δύο κύματα, το πρώιμο (early, E) και το απώτερο που οφείλεται στη σύσπαση των κόλπων (atria, A), όπου Ε>Α και Ε/Α>1. Σε ήπια διαστολική δυσλειτουργία έχουμε αντιστροφή με ελάττωση του κύματος Ε και σημαντική αύξηση του Α, Ε<Α και Ε/Α<1. Όσο εξελίσσεται η διαστολική δυσλειτουργία το κύμα Ε αυξάνεται και σε μέτρια δυσλειτουργία μπορεί να έχουμε Ε>Α με Ε/Α>1 ( ψευδοφυσιολογικό ). Σε βαριά διαστολική δυσλειτουργία το κύμα Ε αυξάνεται σημαντικά και τότε έχουμε Ε/Α>2. Νεότερες υπερηχογραφικές μέθοδοι μέτρησης της διαστολικής λειτουργίας αποτελούν το Doppler Tissue Imaging (DTI) και το colour M-mode Doppler. Και οι δύο τεχνικές προσδιορίζουν τα κύματα Ε και Α (90,91) Β-τύπου νατριουρητικό πεπτίδιο Η εκτίμηση της λειτουργίας της αριστερής κοιλίας είναι δύσκολη στη καθημερινή κλινική πράξη, και βασίζεται στο ιστορικό του ασθενούς, στην κλινική εξέταση, στην

32 32 ακτινογραφία θώρακα, στο υπερηχογράφημα της καρδιάς και στους βιο-δείκτες (biomarkers) κυριότεροι από τους οποίους είναι τα νατριουρητικά πεπτίδια. Η καρδιακή δυσλειτουργία αυξάνει τη σύνθεση και έκκριση αυτών των πεπτιδίων. Το β-τύπου νατριουρητικό πεπτίδιο (BNP) και ιδιαίτερα το αμινοτελικό προπεπτίδιο (NT-proBNP) θεωρείται ένας από τους πιο ευαίσθητους βιοδείκτες για την εκτίμηση της καρδιακής δυσλειτουργίας στην κλινική πράξη, με υψηλή ευαισθησία και ειδικότητα (92-94) Φυσιολογία των νατριουρητικών πεπτιδίων Η οικογένεια των νατριουρητικών πεπτιδίων περιλαμβάνει τρία κύρια πολυπεπτίδια, το νατριουρητικό πεπτίδιο των κόλπων (atrial natriuretic peptide, ANP), το νατριουρητικό πεπτίδιο του εγκεφάλου ή β-τύπου (brain or b-type NP, BNP) και το C- τύπου (C-type, CNP) (95). Όλα τα νατριουρητικά πεπτίδια περιλαμβάνουν έναν δακτύλιο με 17 αμινοξέα, ο οποίος κλείνει με δισουλφιδική γέφυρα, και δύο πεπτιδικά σκέλη, το Ν-τελικό και C- τελικό, (Εικόνα 7). Το μόριο αυτό κυκλοφορεί ως προ-ορμόνη. Η διάσπαση του μορίου θα δώσει ένα Ν-πεπτίδιο και μία C-δραστικό μόριο (ή δραστική ορμόνη). Εικόνα6: οµή των µορίων ΑΝΡ και ΒΝΡ Υπάρχουν τρεις υποδοχείς νατριουρητικών πεπτιδίων (NPR-A, NPR-B και NPR-C). Οι NPR-A και NPR-B είναι υποδοχείς γουανιλικής κυκλάσης και μέσω της κυκλικής

33 33 μονοφωσφορικής γουανίνης (cgmp) ως δεύτερου μεταφορέα ασκείται η κυτταρική δράση των νατριουρητικών πεπτιδίων. Η ενεργοποίηση του NPR-A υποδοχέα προκαλεί διούρηση, νατριούρηση, αγγειοδιαστολή και αναστολή του συστήματος ρενίνης-αγγειοτενσίνηςαλδοστερόνης (RAAS)(96). Ο υποδοχέας NPR-C παίζει ρόλο στη αποδόμηση των νατριουρητικών πεπτιδίων, διεγείροντας την ενδοκύττωση και στη συνέχεια τη λυσοσομική υδρόλυση μέσω της ουδέτερης ενδοπεπτιδάσης (neutral endopeptidase). Σημειώνουμε ότι, μία ποσότητα των νατριουρητικών πεπτιδίων απομακρύνεται και από τους νεφρούς. Οι υποδοχείς νατριουρητικών πεπτιδίων έχουν ευρεία κατανομή στον ανθρώπινο οργανισμό και ανευρέθηκαν στο καρδιαγγειακό σύστημα, στους νεφρούς, στο κεντρικό νευρικό σύστημα, στα οστά, καθώς και σε άλλους ιστούς (95,97,98). Η ρύθμιση της σύνθεσης και έκκρισης του ΒΝΡ γίνεται κυρίως σε επίπεδο γονιδιακής έκφρασης από τα μυοκαρδιακά κύτταρα των κοιλιών μετά από αυξημένη τοιχωματική τάση ή ισχαιμία ή άλλου τύπου βλάβη των αριστερών κοιλίων. Έτσι παράγεται μια μεγάλου μοριακού βάρους προ-ορμόνη, η pro-bnp. Αυτή διασπάται στο ενεργό τμήμα της ορμόνης το BNP και το ανενεργό αμινοτελικό τμήμα το NT-proBNP (99,100). Σε αντίθεση με το ΝΤ-BNP, το οποίο καθαίρεται αποκλειστικά από τους νεφρούς, το ΒΝΡ διασπάται και καταβολίζεται από την ουδέτερη νευροπεπτιδάση, έχοντας καλύτερη διαγνωστική αξία σε ασθενείς με χρόνια νεφρική νόσο. Από την άλλη όμως ο χρόνος ημίσειας ζωής του ΒΝΡ, που είναι μικρός (20 λεπτά) εν αντιθέση με το ΝΤ-BNP (120 λεπτά) και περιορίζει τη χρήση του στην κλινική πράξη (101). Όμως και τα δύο μόρια αυτά είναι αυξημένα σε ασθενείς υπό αιμοκάθαρση. Αυτό οφείλεται στο πολύ μεγάλο ποσοστό καρδιακής ανεπάρκειας που παρουσιάζουν οι ασθενείς αυτοί και σχετίζεται κυρίως με τη υπερτροφία αριστερής κοιλίας. Ειδικά στην αιμοκάθαρση πολλοί ερευνητές προσπάθησαν να συσχετίσουν τα νατριουρητικά πεπτίδια με την υπερυδάτωση κάθε ασθενούς και τον καλύτερο προσδιορισμό του ιδανικού βάρους. Αυτό όμως δεν τεκμηριώθηκε από καμία μελέτη, καθώς δε βρέθηκε συσχέτιση του ΒΝΡ με το βάρος προ και μετά αιμοκάθαρσης (102). Το ΒΝΡ αποτελείται από 32 αμινοξέα με μοριακό βάρος 3.5 kda. Η απομάκρυνση του με την αιμοκάθαρση είναι κατά μέσο όρο 7,1%, 9,4% με μεμβράνες υψηλής

34 34 διαπερατότητας (high-flux) και 1,9% με μεμβράνες χαμηλής διαπερατότητας (low flux) (102,103) Διαγνωστική και προγνωστική αξία των νατριουρητικών πεπτιδίων Αν και υπήρξε τεράστια πρόοδος, κατά τη διάρκεια των δύο τελευταίων δεκαετιών, στη θεραπεία της καρδιακής ανεπάρκειας, η πρόγνωση της νόσου παραμένει φτωχή. Η πρώιμη διάγνωση της καρδιακής ανεπάρκειας είναι πολύ σημαντική. Την τελευταία δεκαετία διαπιστώθηκε ότι τα επίπεδα των νατριουρητικών πεπτιδίων είναι υψηλότερα σε ασθενείς με καρδιακή δυσλειτουργία και υπάρχει σαφής συσχέτιση των επιπέδων αυτών με τη λειτουργική κατάταξη των ασθενών όπως ορίζεται από την ταξινόμηση κατά New York Heart Association (NYHA). Στην εικόνα 8 φαίνονται τα επίπεδα του BNP σε σχέση με το στάδιο καρδιακής ανεπάρκειας (104,105). Εικόνα 7:. Τα επίπεδα του BNP στα στάδια της καρδιακής ανεπάρκειας κατά NYHA.10 Πολλές μελέτες έχουν δείξει το βοηθητικό ρόλο της μέτρησης του ΒΝΡ και του NTproBNP, μαζί με το ιστορικό, την κλινική εξέταση και την ακτινογραφία θώρακα, στη

35 35 διαφορική διάγνωση της δύσπνοιας (καρδιακή ή πνευμονική νόσος). Στη μελέτη Breathing Not Properly Study σε 1586 ασθενείς που προσήλθαν με δύσπνοια στο τμήμα επειγόντων Νοσοκομείου, έδειξε ότι επίπεδα ΒΝΡ <100 pg/ml ή NT-proBNP <300 pg/ml, αποκλείουν καρδιακή ανεπάρκεια στο 90% (106). Τα αυξημένα επίπεδα BNP και NT-proBNP σχετίζονται και με διαταραχή του κλάσματος εξώθησης της αριστερής κοιλίας και χρησιμοποιούνται στη διάγνωση της ασυμπτωματικής καρδιακής δυσλειτουργίας. Η διαστολική δυσλειτουργία σχετίζεται με αυξημένα επίπεδα ΒΝΡ, αν και τα επίπεδα αυτά δεν είναι τόσο υψηλά όσο στη συστολική δυσλειτουργία. Στους αιμοκαθαιρόμενους το ΒΝΡ έχει ευαισθησία 88% για τη διάγνωση της υπερτροφίας της αριστερής κοιλίας με υπερηχογράφημα, που αντιστοιχεί σε θετική προγνωστική αξία 87%. Ταυτόχρονα το ΒΝΡ έχει πολύ καλή αρνητική προγνωστική αξία 96% για την ανίχνευση συστολικής δυσλειτουργίας (107). Επιπλέον τα αυξημένα επίπεδα σε συνδυασμό με τα ευρήματα από το υπερηχογράφημα καρδιάς βοηθούν στη διάγνωση της διαστολικής δυσλειτουργίας της καρδιάς, την θεραπευτική προσέγγιση του ασθενούς καθώς και στον προσδιορισμό κινδύνου να υποστεί ο ασθενής ένα καρδιαγγειακό συμβάν. Στην αναδρομική μελέτη Valsartan in Heart Failure Trial (Val-HeFT) σε ασθενείς με μέτρια και σοβαρή καρδιακή ανεπάρκεια, διαπιστώθηκε σημαντική αύξηση του σχετικού κινδύνου νοσηρότητας και θνησιμότητας όταν τα επίπεδα ΒΝΡ ήταν αυξημένα. Η ετήσια θνησιμότητα ήταν 3,9% για τιμές NT-proBNP <199 pg/ml και 27,9% για τιμές >504 pg/ml (108). Στον πίνακα 4 δίνονται ορισμένα στοιχεία που είναι χρήσιμα στην αξιολόγηση των επιπέδων BNP και NT-proBNP στην κλινική πράξη. BNP NT-proBNP Χρόνος ηµίσειας ζωής 20 min 120 min Κύριος µηχανισµός καταβολισµού Πινοκύττωση των υποδοχέων των νατριουρητικών πεπτιδίων Νεφρική κάθαρση Cut off point διάγνωσης καρδιακής ανεπάρκειας 100 pg/ml 300 pg/ml Ασθενείς µε GFR <60 ml/min/1.73m pg/ml 1200 pg/ml Πίνακας 4: Αξιολόγηση του ΒΝΡ και NT-proBNP στην κλινική πράξη

36 Περιορισμοί στην αξιολόγηση των τιμών του ΒΝΡ Τα επίπεδα του BNP και ΝΤ-proBNP επηρεάζονται από πολλούς παράγοντες, οι οποίοι πρέπει να λαμβάνονται υπόψη. Ηλικία και φύλο: τα επίπεδα BNP και NT-proBNP τείνουν να είναι υψηλότερα στις γυναίκες και στους ηλικιωμένους. Μία πιθανή εξήγηση στους ηλικιωμένους είναι ότι έχουν μικρότερo βαθμό κάθαρσης των υποδοχέων των νατριουρητικών πεπτιδίων μέσω πυνοκύττωσης, ενώ για τις γυναίκες φαίνεται ότι τα επίπεδα του BNP σχετίζονται με τα επίπεδα των οιστρογόνων (109,110). Παχυσαρκία: η παχυσαρκία αποτελεί ανεξάρτητο παράγοντα κινδύνου καρδιαγγειακής νόσου. Ωστόσο έχει βρεθεί ότι η παχυσαρκία εμφανίζει αντίστροφη συσχέτιση με τα επίπεδα του ΒΝΡ. Αυτό συμβαίνει διότι τα λιπώδη κύτταρα εμφανίζουν άφθονο αριθμό υποδοχέων κάθαρσης των νατριουρητικών πεπτιδίων (NPR-C), μηχανισμός που συμμετέχει στη γρηγορότερη απομάκρυνση των νατριουριτικών πεπτιδίων από την κυκλοφορία. Έτσι αναστέλλεται η νατριούρηση, έχοντας ως αποτέλεσμα κατακράτηση νατρίου και ύδατος (111,112). Νεφρική δυσλειτουργία: η ελάττωση του ρυθμού σπειραματικής διήθησης μπορεί να επηρεάσει τα επίπεδα cut points του ΒΝΡ για την εκτίμηση της καρδιακής δυσλειτουργίας. Τα επίπεδα του NT-proBNP επηρεάζονται περισσότερο από τον ρυθμό σπειραματικής διήθησης σε σχέση με τα επίπεδα του ΒΝΡ και ως αποδεκτές τιμές θεωρούνται <200 pg/ml για GFR <60 ml/min/1,73m 2 (113).

37 37 3 Δευτεροπαθής υπερπαραθυρεοειδισμός 3.1 Παραθορμόνη και ινσουλινοαντίσταση Ο μηχανισμός με τον οποίο η παραθορμόνη (PTH) συμμετέχει στην ινσουλινοαντίσταση δεν είναι ακόμη γνωστός. Ορισμένες μελέτες έχουν δείξει ότι η παραθορμόνη μπορεί να επηρεάσει άμεσα την έκκριση της ινσουλίνης στα β-κύτταρα του παγκρέατος. Τα β-κύτταρα διαθέτουν υποδοχείς παραθορμόνης στην κυτταρική τους μεμβράνη (114,115). In vitro, η έκθεση απομονωμένων β-κυττάρων σε διάλυμα παραθορμόνης, προκαλεί ελάττωση των επιπέδων ΑΤΡ και αύξηση του ελεύθερου ενδοκυττάριου ασβεστίου (34). Η σύνδεση της παραθορμόνης με τον υποδοχέα διευκολύνει την είσοδο ιόντων ασβεστίου στο κύτταρο, καθώς και τη μετακίνησή του από τα ενδοκυττάρια οργανίλια και τις πρωτεΐνες προς το κυτταρόπλασμα με τη μορφή ιονισμένου (μη συνδεδεμένου) ασβεστίου. Παράλληλα, η ελάττωση των επιπέδων ΑΤΡ, μειώνει την ικανότητα του κυττάρου να ανακατανείμει τα ιόντα ασβεστίου προς τα οργανίλια και να επαναφέρει τη συγκέντρωσή του στα φυσιολογικά επίπεδα (53,116,117). Το ελεύθερο ιονισμένο ασβέστιο στο κυτταρόπλασμα δρα ως ενδιάμεσος διαβιβαστής και ενεργοποιητής ενζυμικών συστημάτων, και τα αυξημένα επίπεδά του δρουν τοξικά στον κυτταρικό μεταβολισμό. Μέσω αυτού του μηχανισμού πιθανόν διαταράσσεται η φυσιολογική παραγωγή και έκκριση της ινσουλίνης από τα β-κύτταρα (118). Μελέτες έχουν δείξει ότι, ασθενείς με πρωτοπαθή υπερπαραθυρεοειδισμό έχουν μειωμένα επίπεδα ινσουλίνης στον ορό, τα οποία αυξάνονται μετά από παραθυρεοειδεκτομή (119,120). Οι DeFronzo και συνεργάτες σε μελέτη τους έδειξαν ότι ασθενείς με ΧΝΝ έχουν αυξημένα επίπεδα ινσουλίνης και ελαττωμένη ευαισθησία των ιστών στη δράση της ινσουλίνης (10). Η αντίσταση αυτή στη δράση της ινσουλίνης αποδίδεται στην αντίσταση των περιφερικών ιστών (λιπώδης και μυϊκός) και όχι σε διαταραχή της γλυκονεογέννεσης από το ήπαρ. Πράγματι, έχει βρεθεί ότι η παραθορμόνη μπορεί να επηρεάσει άμεσα τον μεταβολισμό των υδατανθράκων στην περιφέρεια, μέσω υποδοχέων παραθορμόνης που διαθέτουν τα κύτταρα του λιπώδη και του μυϊκού ιστού. Σε

38 38 in vitro μελέτη σε σκελετικό μυ βατράχου, η ινσουλίνη προκάλεσε διέγερση της ανταλλαγής Na+/H+ και της Na+-K+-ATPάσης, αύξησε την πολικότητα της κυτταρικής μεμβράνης και ενεργοποίησε τη γλυκόλυση ( ). Η παραθορμόνη δρα αντίθετα στην ανταλλαγή Na+/H+ και μειώνει τη γλυκόλυση. Η 1,25(OH)2-βιταμίνη-D3 ανταγωνίζεται τη δράση της παραθορμόνης και βελτιώνει τη γλυκόλυση (124,125). Συνεπώς, η αύξηση της παραθορμόνης και η ελάττωση των επιπέδων της βιταμίνης D3 θα μπορούσαν να εξηγήσουν την αντίσταση του μυϊκού ιστού στη δράση της ινσουλίνης. Ωστόσο, δεν είναι γνωστό αν ο ίδιος μηχανισμός ισχύει και στον άνθρωπο, καθώς και το ποσοστό συμμετοχής αυτού του μηχανισμού στην ινσουλινοαντίσαση. 3.2 Παραθορμόνη και υπερτροφία της αριστερής κοιλίας Η παραθορμόνη είναι μία πρωτεϊνική ορμόνη η οποία εκκρίνεται από τους παραθυρεοειδείς αδένες. Η κύρια δράση της παραθορμόνης εντοπίζεται στα οστά και στους νεφρούς με στόχο τη διατήρηση της ομοιόστασης του ασβεστίου. Η PTH, εκτός από την κλασική δράση στον μεταβολισμό του ασβεστίου, φαίνεται ότι δρα και σε άλλα συστήματα του οργανισμού, όπως στο καρδιαγγειακό σύστημα. Η αρχική παρατήρηση έγινε το 1925, όταν μετά από παραθυρεοειδεκτομή διαπιστώθηκε υπόταση, γεγονός που οδήγησε στην υπόθεση ότι η παραθορμόνη επηρεάζει, άμεσα ή έμμεσα, το καρδιαγγειακό σύστημα (126). Ωστόσο, η διερεύνηση του ρόλου που παίζει η παραθορμόνη στο καρδιαγγειακό σύστημα άρχισε τη δεκαετία του 80, με την ταυτοποίηση της σύνθεσης του μορίου της και των μεταβολιτών της. Παράλληλα, έγιναν και οι πρώτες κλινικές παρατηρήσεις σε αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς, όπου διαπιστώθηκε ότι τα υψηλά επίπεδα παραθορμόνης σχετίζονται με υπερτροφία της αριστερής κοιλίας (127,128). Επίσης, διαπιστώθηκε ότι τα κύτταρα του μυοκαρδίου διαθέτουν στην επιφάνειά τους υποδοχείς της παραθορμόνης, ο ρόλος των οποίων παραμένει αδιευκρίνιστος. Πειραματικές μελέτες έδειξαν ότι η παραθορμόνη in vitro ασκεί θετική ινότροπη και χρονότροπη δράση σε μεμονωμένα μυοκαρδιακά κύτταρα ( ). Η δράση αυτή της παραθορμόνης αποδίδεται στην είσοδο ιόντων ασβεστίου μέσα στο κύτταρο μετά την σύνδεσή της στον υποδοχέα της επιφάνειας. Η αύξηση των επιπέδων του ελεύθερου κυτταροπλασματικού ασβεστίου αυξάνει τη συσταλτότητα των μυοκαρδιακών κυττάρων

39 39 (130,132,133). Σε in vivo μελέτη, ασθενείς με υπερπαραθυρεοειδισμό είχαν αυξημένα επίπεδα ενδοαιμοπεταλιακού ασβεστίου, τα οποία αντικατοπτρίζουν την αύξηση του ενδοκυττάριου ασβεστίου και στα κύτταρα του μυοκαρδίου (33). Το αυξημένο ενδοκυττάριο ασβέστιο οδηγεί σε συστολική και διαστολική δυσλειτουργία της αριστερής κοιλίας. Πολλές μελέτες ( ) έχουν δείξει, ότι τα αυξημένα επίπεδα παραθορμόνης σχετίζονται με την ανάπτυξη διάμεσης ίνωσης του μυοκαρδίου, διεγείροντας απευθείας τους ινοβλάστες. Η παραθορμόνη αυξάνει την πρωτεϊνική σύνθεση και εναπόθεση κολλαγόνου στα μυοκαρδιακά κύτταρα, διεγείροντας την πρωτεϊνική κινάση C (137,138). Τα αυξημένα επίπεδα παραθορμόνης (πρωτοπαθούς ή δευτεροπαθούς αιτιολογίας) μπορούν να προκαλέσουν βλάβη στο μυοκάρδιο με απευθείας δράση στη θρέψη των μυοκαρδιακών κυττάρων διαταράσσοντας τον ενεργειακό μεταβολισμό τους, και έχοντας ως τελικό αποτέλεσμα την διάμεση ίνωση του μυοκαρδιακού ιστού ( ). Σε υπερηχοκαρδιαγραφηκές μελέτες βρέθηκε υπερτροφία κυρίως στο μεσοκοιλιακό διάφραγμα και στο οπίσθιο τοίχωμα της αριστερής κοιλίας, εύρημα το οποίο παρατηρείται κυρίως σε ασθενείς με αυξημένη διέγερση του συμπαθητικού συστήματος ( ). Το ερώτημα που τέθηκε τελικά από τους διάφορους ερευνητές είναι, εάν αυτές οι βλάβες είναι αναστρέψιμες μετά τη μείωση της παραθορμόνης. Οι απόψεις και τα αποτελέσματα διαφόρων μελετών είναι αντικρουόμενες. Οι Hara και Sato σε εργασίες τους (146,147) παρατήρησαν υποστροφή της υπερτροφίας της αριστερής κοιλίας μετά από παραθυρεοειδεκτομή σε ασθενείς με πρωτοπαθή υπερπαραθυρεοειδισμό. Οι Park και συνεργάτες (148), παρατήρησαν σε αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς με δευτεροπαθή υπερπαραθυρεοειδισμό μείωση της μάζας της αριστερής κοιλίας μετά τη διόρθωση των επιπέδων της παραθορμόνης με χορήγηση καλσιτριόλης,. Ωστόσο, άλλοι ερευνητές δεν παρατήρησαν σημαντική μεταβολή στη δομή του μυοκαρδίου μετά από παραθυρεοειδεκτομή, εύρημα που συνηγορεί ότι ο δευτεροπαθής υπερπαραθυρεοειδισμός ή έχει προκαλέσει μη αναστρέψιμες αλλαγές στο μυοκάρδιο ή άλλοι παράγοντες, εκτός από την παραθορμόνη, συμμετέχουν στη βλάβη του μυοκαρδίου.

40 Ινσουλινοαντίσταση και υπερτροφία μυοκαρδίου Πρόσφατες μελέτες έδειξαν ότι η ινσουλινοαντίσταση και η συνοδός υπερινσουλιναιμία που παρατηρούνται στη ΧΝΝ μπορούν να οδηγήσουν σε υπερτροφία της αριστερής κοιλίας του μυοκαρδίου μέσω αυξημένης δραστηριότητας της οδού ΜΑΡΚ. Οξεία έγχυση ινσουλίνης σε πειραματόζωα οδήγησε σε αύξηση του κυτταρικού μεταβολισμού των μυοκαρδιακών κυττάρων (149), ενώ η χρόνια έκθεση του μυοκαρδίου σε αυξημένα επίπεδα ινσουλίνης οδήγησε σε αύξηση της μάζας της αριστερής κοιλίας και πάχυνση του τοιχώματος. Παράλληλα μειώθηκε ο όγκος παλμού και το κλάσμα εξώθησης (150). Οι χρόνιες μεταβολές στο μυοκάρδιο, που παρατηρούνται λόγω της υπερινσουλιναιμίας, χαρακτηρίζονται από υπερτροφία των μυοκαρδιακών κυττάρων και διάμεση ίνωση (Εικόνα 8). Εικόνα 8: Σχέσεις µεταξύ ινσουλινοαντίστασης και δυσλειτουργίας του ενδοθηλίου. Αριστερά, φαίνεται η συνεργική δράση της ινσουλίνης στους γραµµωτούς µύες και στο ενδοθήλιο σε φυσιολογικές καταστάσεις. εξιά, η υπερινσουλιναιµία οδηγεί σε διαταραχή στην οδό PI3-K διαταράσσει τις µεταβολικές οδού των γραµµωτών µυών και του ενδοθηλίου, ευνοώντας την εξέλιξη της καρδιαγγειακής νόσου.

41 41 Σε μια πειραματική μελέτη σε ποντίκια χωρίς το γονίδιο του μεταφορέα γλυκόζης GLUT4 (GLUT4-knockout-mice), που οδηγούσε στη μειωμένη είσοδο της γλυκόζης στα μυοκαρδιακά κύτταρα, σημειώθηκε σημαντική υπερτροφία της αριστερής κοιλίας σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου ( ). Τα αυξημένα επίπεδα ΕΤ-1, μαζί με την αυξημένη διέγερση του συμπαθητικού συστήματος που προκαλεί η υπερινσουλιναιμία, οδηγούν σε αναδιαμόρφωση του μυοκαρδιακού κυττάρου, έχοντας ως αποτέλεσμα την υπερτροφία της αριστερής κοιλίας (Εικόνα 9) ( ). Εικόνα 9: Μηχανισµός δράσης της ινσουλίνης στα κύτταρα και οι θέσεις των µεταβολικών οδών που συµµετέχουν στην αντίσταση της ινσουλίνης

42 42

43 43 4 Βιταμίνη D 4.1 Μεταβολισμός και δράση της βιταμίνης D Η βιταμίνη D παράγεται στον ανθρώπινο οργανισμό μετά από μια σύνθετη μεταβολική διαδικασία. Υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας στο δέρμα η 7- δεϋδροχοληστερόλη (εργοστερόλη) μετατρέπεται σε προβιταμίνη D (Εικόνα 10). 25-OH (ήπαρ) 1-αΟΗ (νεφρός) Εικόνα 10: Σύνθεση και χηµική δοµή της βιταµίνης D. Στη συνέχεια η προβιταμίνη D υπόκειται σε δύο διαδοχικές αντιδράσεις υδροξυλίωσης, πρώτα στο ήπαρ για το σχηματισμό της 25-υδροξυβιταμίνης D [25-υδροξυλίωση, 25(OH)D 3 ] και στη συνέχεια στο νεφρό για το σχηματισμό 1,25-διυδροξυβιταμίνης D [1αυδροξυλίωση, 1,25(ΟΗ)D 3 ]. H 1,25 (OH) 2 D 3 αποτελεί τη δραστική μορφή της βιταμίνης D, η

44 44 οποία παίζει σημαντικό ρόλο στην εντερική απορρόφηση του ασβεστίου και φωσφόρου, στην καταστολή παραγωγής και δράσης της παραθορμόνης και στην αύξηση της οστικής πυκνότητας μέσω διέγερσης των οστεοβλαστών. Επιπρόσθετα η βιταμίνη D έχει και άλλες βιολογικές δράσεις σε κύτταρα και ιστούς που διαθέτουν υποδοχείς της (159,160). Η βιταμίνη D διαφέρει από τις υπόλοιπες βιταμίνες διότι, η παρουσία του στεροειδικού δακτυλίου στη χημική δομή της καθώς και ο τρόπος με τον οποίο ασκεί τη δράση της σε κυτταρικό επίπεδο, κατατάσσει τη βιταμίνη D στις στεροειδικές ορμόνες (Εικόνα 11). Εικόνα 11: Η είσοδος της βιταµίνης D στα κύτταρα είναι παρόµοια µε την είσοδο των στεροειδών ορµονών. Ως λιποδιαλυτό μόριο διέρχεται τις κυτταρικές μεμβράνες και ασκεί τη δράση της μέσω του υποδοχέα της βιταμίνης D (Vitamin D Receptor,VDR), ο οποίος εντοπίζεται στον πυρήνα των κυττάρων και η δομή του μοιάζει με τους υποδοχείς των άλλων στεροειδών ορμονών.

45 45 Αποτελείται από ένα τμήμα που συνδέεται με το DNA (DNA binding domain-c) και ένα τμήμα που δεσμεύει το συνδέτη, στη συγκεκριμένη περίπτωση την βιταμίνη D (ligand binding domain-e), καθώς και από άλλα τμήματα (A,B,D,F). Η σύνδεση της ενεργού μορφής της βιταμίνης D με τον VDR οδηγεί στην αναδιαμόρφωσή του, που του επιτρέπει να συνδεθεί με τον ρετινοϊκο υποδοχέα (RXR). Η σύνδεση αυτή δημιουργεί διάφορα ετεροδιμερή του συμπλόκου VDR/RXR, τα οποία συνδέονται με συγκεκριμένες ακολουθίες του DNA στα γονίδια στόχους και ονομάζονται στοιχεία ανταπόκρισης της βιταμίνης D (vitamin D responsive elements, VDRE). Ανάλογα με τη συμμετοχή των ποικίλων συνεργικών παραγόντων και ενζυμικών συστημάτων του συμπλόκου VDR/RXR με το DNA προάγεται η έκφραση ή η καταστολή γονιδίων (Εικόνα 12) ( ). Εικόνα 12: Μηχανισµός δράσης της βιταµίνης D στην ενεργοποίηση των γονιδίων

46 46 Οι κύριες γονιδιακές θέσεις οι οποίες επηρεάζονται από τους VDR αφορούν το μεταβολισμό του ασβεστίου, του φωσφόρου και της παραθορμόνης. Έχει βρεθεί όμως, εκτός από τον υποδοχέα του πυρήνα, ότι τα κύτταρα διαθέτουν και μεμβρανικό υποδοχέα της βιταμίνης D (mvdr), ο οποίος αυξάνει την είσοδο του ασβεστίου στο κυτταρόπλασμα. Το ενδοκυττάριο ασβέστιο με τη σειρά του ενεργοποιεί τα διάφορα ενζυμικά συστήματα που είναι απαραίτητα για το μεταβολισμό του κυττάρου. Αν και δεν είναι πλήρως γνωστός ο ακριβής ρόλος του μεμβρανικού υποδοχέα της βιταμίνης D, φαίνεται ότι σε κάποιο βαθμό επηρεάζει τον κυτταρικό μεταβολισμό μέσω μεταβολών του ενδοκυττάριου ασβεστίου (164,165). Η βιταμίνη D κυκλοφορεί στο αίμα συνδεδεμένη με λευκώματα, κυρίως με τον ειδικό πρωτεϊνικό μεταφορέα (Vitamin D Binding Protein, DBP), ο οποίος παίζει καθοριστικό ρόλο στη φαρμακοδυναμική της βιταμίνης. Ο βαθμός συγγένειας της βιταμίνης D με τον DBP επηρεάζει τα επίπεδα της βιταμίνης στον ορό. Η χαμηλή συγγένεια σύνδεσης της βιταμίνης με το μεταφορέα οδηγεί σε αυξημένο ρυθμό απομάκρυνσης της βιταμίνης από την κυκλοφορία (μείωση του χρόνου ημίσειας ζωής). Τα ανάλογα της βιταμίνης D έχουν μειωμένη συγγένεια με τον DBP και συνεπώς μειωμένο χρόνο ημίσειας ζωής σε σχέση με το μόριο της καλσιτριόλης, και έτσι μειώνεται ο κίνδυνος αυξημένης τοξικότητας στους ιστούς. Τα τελευταία χρόνια ανακαλύφθηκαν διάφορα ανάλογα βιταμίνης D, τα οποία χρησιμοποιούνται στην κλινική πράξη και χαρακτηρίζονται από αυξημένη εκλεκτικότητα προς τους VDR ( ). Όταν αναφερόμαστε στα ανάλογα της βιταμίνης D εννοούμε φαρμακευτικές ουσίες οι οποίες δρουν στους ίδιους κυτταρικούς υποδοχείς όπως και η βιταμίνη D (169,170). Οι παραπάνω ουσίες είτε μεταβολίζονται στο ήπαρ σε ενεργά μόρια και ασκούν τη δράση τους, είτε δρουν εκλεκτικά στους υποδοχείς της βιταμίνης D και ταξινομούνται σε τρεις κατηγορίες ( γενιές ). Στην 1 η γενιά ανήκει η κλασική καλσιτριόλη, το μόριο της οποίας είναι όμοιο με την φυσική βιταμίνη D και ασκεί τη δράση της με παρόμοιο τρόπο. Αποτέλεσε την αρχική θεραπευτική προσέγγιση του δευτεροπαθή υπερπαραθυρεοειδισμού σε ασθενείς υπό αιμοκάθαρση από τη δεκαετία του 80 (171,172). Ωστόσο, η χρησιμοποίηση της καλσιτριόλης συνοδεύεται συχνά από αύξηση του ασβεστίου και του φωσφόρου στους

47 47 αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς γεγονός που περιορίζει τη χρήση της στους αιμοκαθαιρόμενους (173,174). Τα 2 ης γενιάς ανάλογα της βιταμίνης D είναι μόρια τα οποία μεταβολίζονται στον οργανισμό και σχηματίζουν δραστικά μόρια βιταμίνης D. Τέτοιο ανάλογο είναι η αλφακαλσιδόλη, η οποία φέρει ένα υδροξύλιο ( ΟΗ) στη θέση 1 του στεροειδικού δακτυλίου (υδροξυλίωση που φυσιολογικά γίνεται στους νεφρούς) και δεν έχει υδροξύλιο στη θέση 25. Η υδροξυλίωση στη θέση 25 θα γίνει κατά τη διέλευση του μορίου από το ήπαρ και θα προκύψει το δραστικό μόριο. Η αλφακαλσιδόλη χρησιμοποιείται από τη δεκαετία του 90 έως και τις μέρες μας στους αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς για τη θεραπεία του δευτεροπαθή υπερπαραθυρεοειδισμού. Θεωρείται ασφαλέστερο φάρμακο σε σχέση με την κλασική καλσιτριόλη, διότι δεν προκαλεί συχνά επικίνδυνη αύξηση των επιπέδων του ασβεστίου και του φωσφόρου (175,176). Τα ανάλογα 3 ης γενιάς ανακαλύφθηκαν στο τέλος της δεκαετίας του 90 και χρησιμοποιούνται τα τελευταία χρόνια στους αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς. Πρόκειται για μόρια που έχουν εκλεκτική συγγένεια με τους υποδοχείς της βιταμίνης D στους παραθυρεοειδείς αδένες και καταστέλλουν την έκκριση της παραθορμόνης. Οι κύριοι αντιπρόσωποι αυτής της κατηγορίας είναι η φαλεκαλσιτριόλη και η οξακαλσιτριόλη, οι οποίες χρησιμοποιούνται στην Ιαπωνία, και η παρικαλσιτόλη η οποία χρησιμοποιείται στις ΗΠΑ και την Ευρώπη. Η χημική δομή των αναλόγων της βιταμίνης D φαίνεται στην εικόνα 13 (170, ). Εικόνα 13: Χηµική δοµή των αναλόγων της βιταµίνης D

48 Βιταμίνη D και ινσουλινοαντίσταση Τα τελευταία χρόνια, πολλοί ερευνητές έχουν μελετήσει τη σχέση μεταξύ της βιταμίνης D και της αντίστασης στη δράση της ινσουλίνης. Διαπιστώθηκε ότι η βιταμίνη D παίζει σημαντικό ρόλο, άμεσα και έμμεσα, σε όλα τα στάδια του μεταβολισμού της ινσουλίνης, από τη σύνθεση και έκκρισή της από τα β-κύτταρα του παγκρέατος έως τα κύτταρα δράσης της, καθώς και στο μεταβολισμό της γλυκόζης στους περιφερικούς ιστούς ( ). Τα β-κύτταρα του παγκρέατος διαθέτουν υποδοχείς βιταμίνης D (VDRs) στον πυρήνα τους. Μέσω αυτών των υποδοχέων η βιταμίνη D ασκεί άμεση δράση στα β-κύτταρα. Μελέτες σε ποντίκια, τα οποία εμφάνιζαν γενετική δυσλειτουργία των VDRs (VDR mutant mice), έδειξαν διαταραχή στην απάντηση των β-κυττάρων στην έκκριση της ινσουλίνης μετά από μεταβολές στα επίπεδα της γλυκόζης του ορού. Τα επίπεδα της ινσουλίνης ήταν 60% χαμηλότερα μετά τη χορήγηση γλυκόζης, σε σύγκριση με τα ποντίκια με φυσιολογική λειτουργία των VDRs. Σε άλλες μελέτες σε πειραματόζωα με μειωμένα επίπεδα βιταμίνης D, η χορήγηση βιταμίνης D αποκατέστησε την έκκριση ινσουλίνης από το πάγκρεας. Φαίνεται ότι η ενεργοποίηση των VDRs των β-κυττάρων ενεργοποιεί τα μεταγραφικά γονίδια τα οποία ρυθμίζουν την έκκριση της ινσουλίνης ( ). Η βιταμίνη D δρα στην ομαλοποίηση των επιπέδων του ελεύθερου ενδοκυτταροπλασματικού ασβεστίου (ica++), ρυθμίζοντας την είσοδο του ασβεστίου στα κύτταρα και τη μετακίνησή του προς τα ενδοκυττάρια οργανίλια (181, ). Αυτό επιτυγχάνεται μέσω επίδρασης της βιταμίνης D στην κυτταροπλασματική πρωτεΐνη σύνδεσης του ασβεστίου (calbindin). Πιθανόν ο μηχανισμός αυτός επηρεάζει έμμεσα τη λειτουργία των β-κυττάρων και την έκκριση της ινσουλίνης, ειδικά σε καταστάσεις όπου τα επίπεδα βιταμίνης D είναι ελαττωμένα, όπως συμβαίνει στη χρόνια νεφρική νόσο ( ). Ο ρόλος της βιταμίνης D δεν περιορίζεται μόνο στην έκκριση της ινσουλίνης από το πάγκρεας. Η βιταμίνη D επηρεάζει τη δράση της ινσουλίνης στους περιφερικούς ιστούς και κυρίως στα κύτταρα του μυϊκού και του λιπώδους ιστού. Τα κύτταρα αυτά διαθέτουν VDRs μέσω των οποίων η βιταμίνη D ασκεί τη δράση της (197,198).

49 Ο ρόλος της βιταμίνης D στην υπερτροφία της αριστερής κοιλίας Τα καρδιαγγειακά νοσήματα είναι η πρώτη αιτία θανάτου σε ασθενείς με ΧΝΝ ( ). Σε μελέτη των Parfrey και συνεργατών φάνηκε πως μόνο το 15,6% των ασθενών που εντάσσονται σε πρόγραμμα αιμοκάθαρσης εμφανίζουν φυσιολογικό υπερηχοκαρδιογράφημα (204). Η συγκεντρική υπερτροφία, η διάταση της αριστερής κοιλίας και η συστολική δυσλειτουργία εμφανίζονται σε ποσοστό 40,7%, 28% και σε 15,6% αντίστοιχα. Επίσης σε μία άλλη μεγάλη υπερηχοκαρδιογραφική μελέτη σε ασθενείς με ΧΝΝ και σε ασθενείς υπό αιμοκάθαρση, οι Greaves και συνεργάτες παρατήρησαν αυξημένο ποσοστό υπερτροφίας της αριστερής κοιλίας στους ασθενείς αυτούς, σε ποσοστό που έφτανε ακόμη και το 80% (205). Η υπερτροφία της αριστερής κοιλίας εμφανίζεται νωρίς κατά την πορεία της χρόνιας νεφρικής νόσου ( ). Ο χρόνια αυξημένος ενδαγγειακός όγκος στη ΧΝΝ, οδηγεί σε έκκεντρη υπερτροφία της αριστερής κοιλίας. Ασύμμετρη υπερτροφία με πάχυνση κυρίως του μεσοκοιλιακού διαφράγματος και όχι των ελεύθερων τοιχωμάτων μπορεί να προκληθεί από χρόνια υπερδιέγερση του συμπαθητικού νευρικού συστήματος. Η διατατική μυοκαρδιοπάθεια είναι το τελικό στάδιο μιας υπερτροφικής καρδιοπάθειας, που έχει πολύ μεγάλο ποσοστό θνητότητας (209). Μπορεί επίσης να προκληθεί από ισχαιμικές αλλοιώσεις του μυοκαρδίου, επαναλαμβανόμενη και συνεχή αύξηση του ενδαγγειακού όγκου και από την υπερκινητική κυκλοφορία σε έδαφος αρτηριοφλεβικής αναστόμωσης (210). Η διαστολική δυσλειτουργία συσχετίζεται άμεσα με την υπερτροφία της αριστερής κοιλίας και εκδηλώνεται συχνά με υποτασικά επεισόδια κατά τη διάρκεια της αιμοκάθαρσης ή με πνευμονικό οίδημα μετά από ελάχιστη αύξηση του ενδαγγειακού όγκου (211). Η επιβίωση ασθενών με συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια είναι πολύ χαμηλή και μικρότερη από εκείνη των ασθενών με στεφανιαία νόσο. Οι Harnett και συνεργάτες ανέφεραν πως η 5-ετής επιβίωση ασθενών που εντάσσονταν σε αιμοκάθαρση και έπασχαν από συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια ανερχόταν σε 20%, σε σύγκριση με 50% επιβίωση των ασθενών χωρίς καρδιακή ανεπάρκεια (212,213). Παρόμοια αποτελέσματα ανέφερε και ο Silverberg στη μελέτη του, υποβάλλοντας 91 ασθενείς σε υπερηχοκαρδιογραφική μελέτη

50 50 κατά την ένταξή τους σε πρόγραμμα αιμοκάθαρσης. Ασθενείς με δείκτη υπερτροφίας αριστερής κοιλίας (LVMI, Left ventricular mass index) πάνω από 125, είχαν 5ετή επιβίωση 20%, ενώ η αντίστοιχη 5ετής επιβίωση στους ασθενείς με LVMI <125 ήταν 50% (214). Τα κύρια αίτια της υπερτροφίας της αριστερής κοιλίας στην χρόνια νεφρική νόσο είναι η υπέρταση, η αναιμία, η χρόνια υπερφόρτωση με υγρά και ο δευτεροπαθής υπερπαραθυρεοειδισμός ( ). Τα τελευταία χρόνια μελέτες έχουν δείξει ότι και τα χαμηλά επίπεδα της βιταμίνης D παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στην παθογένεια της υπερτροφίας της αριστερής κοιλίας. Αρχικά επιδημιολογικές μελέτες τεκμηρίωσαν την στενή συσχέτιση μεταξύ αρτηριακής υπέρτασης και χαμηλών επιπέδων βιταμίνης D ( ). Στη συνέχεια οι Zittermann και συνεργάτες μελετώντας ασθενείς με συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια ποικίλης αιτιολογίας, διαπίστωσαν ότι ασθενείς με μειωμένα επίπεδα βιταμίνης D είχαν σοβαρότερου βαθμού καρδιακή ανεπάρκεια κατά NYHA (223). Επίσης, βρέθηκε ότι οι ασθενείς με συγγενή ραχίτιδα και οστεομαλακία έπασχαν από συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια. Πολύ σημαντική μελέτη είναι και των Park και συνεργατών, οι οποίοι διαπίστωσαν υποστροφή της υπερτροφίας της αριστερής κοιλίας σε αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς μετά από χορήγηση αλφακαλσιδόλης, με ταυτόχρονη μείωση της δραστικότητας ρενίνης και των επιπέδων της αγγειοτενσίνης ΙΙ (158). Οι Bodyak και συνεργάτες έδειξαν ότι η χορήγηση της παρικαλσιτόλης μείωσε σημαντικά την υπερτροφία μυοκαρδίου σε ποντίκια τα οποία έπασχαν από υπερτροφική μυοκαρδιοπάθεια (225). Η βιταμίνη D όπως προαναφέρθηκε ασκεί τη δράση της στους διάφορους ιστούς μέσω του υποδοχέα της (VDR), ο οποίος έχει μια ευρεία κατανομή στον ανθρώπινο οργανισμό ( ). Ο VDR ανακαλύφθηκε το 1986 για πρώτη φορά σε καλλιεργημένα μυοκαρδιακά κύτταρα από τους Sampson και συνεργάτες(229). Οι Weishaar και συνεργάτες στη συνέχεια σε πειραματικές εργασίες σε επίμυες μελέτησαν τον ρόλο της βιταμίνης D στην υπερτροφία και στην υπερπλασία του μυοκαρδίου (230). Φάνηκε ότι η έλλειψη βιταμίνης D προκαλεί υπερτροφία του μυοκαρδίου, αύξηση του βάρους της καρδιάς και αύξηση της παραγωγής εξωκυττάριας ουσίας στο μυοκαρδιακό ιστό. Η χορήγηση της ενεργού μορφής της βιταμίνης D βρέθηκε ότι αναστέλει την υπερπλασία των μυοκαρδιακών κυττάρων της αριστερής κοιλίας σε ποντίκια. Στο ίδιο in vitro πειραματικό μοντέλο με μυοκαρδιακά κύτταρα οι Wu και συνεργάτες διαπίστωσαν, ότι η βιταμίνη D αναστέλλει ακόμη και την

51 51 υπερτροφία της αριστερής κοιλίας που προκαλείται από τη δράση της ενδοθηλίνης και την έκφραση του γονιδίου του ANP, που ως γνωστό σχετίζεται με υπερτροφία του μυοκαρδίου και ανάπτυξης καρδιακής ανεπάρκειας (231). Τα ιόντα ασβεστίου παίζουν καθοριστικό ρόλο στη μηχανική λειτουργία (σύσπαση και χάλαση) των μυοκαρδιακών κυττάρων. Η διέγερση-σύσπαση ξεκινά, όταν το μεμβρανικό δυναμικό επιτρέπει την εισροή ιόντων ασβεστίου στο κύτταρο μέσω ειδικών αντλιών. Επίσης απελευθερώνεται το αποθηκευμένο ασβέστιο από το δίκτυοενδοθηλιακό σύστημα (Reticulum system) και αντιδρά με την τροπονίνη c, επιτρέποντας την ακτίνη και τη μυοσίνη να αλληλεπιδράσουν για να αρχίσει η μυϊκή σύσπαση. Η απελευθέρωση του συνδεδεμένου ασβεστίου από την τροπονίνη C και επαναποθήκευσή του στο δίκτυοενδοθηλιακό σύστημα μέσω ενεργειακά εξαρτώμενης αντλίας επιφέρει χάλαση των μυοκαρδιακών κυττάρων. Το ισοζύγιο του ενδοκυττάριου ασβεστίου διατηρείται σταθερό μέσω μιας μεμβρανικής αντλίας Na + -Ca ++ και μιας αντλίας Ca-ATPάσης που οδηγεί στην εξώθηση του κυτταροπλασματικού ασβεστίου (54,232). Μέσω αυτών των μηχανισμών το ελεύθερο κυτταροπλασματικό ασβέστιο διατηρεί σταθερά τα επίπεδά του, και μετέχει ως ενδιάμεσος μεσολαβητής στην ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση διάφορων ενζυμικών συστημάτων. Η αύξηση των επιπέδων του ενδοκυττάριου ασβεστίου προκαλεί διαταραχή στη λειτουργία των ενζυμικών οδών στις οποίες αυτό συμμετέχει (233,234). Αύξηση των επιπέδων του ενδοκυττάριου ασβεστίου (ica++) παρατηρείται σε διάφορες παθολογικές καταστάσεις, μεταξύ των οποίων και στη ΧΝΝ. Ο μηχανισμός (ή οι μηχανισμοί) που προκαλούν την αύξηση του ενδοκυττάριου ασβεστίου στη ΧΝΝ δεν έχουν διερευνηθεί επαρκώς, ωστόσο, φαίνεται να είναι σημαντικός ο ρόλος της παραθορμόνης και της βιταμίνης D (235). Η έκθεση απομονωμένων μυοκαρδιακών κυττάρων σε διάλυμα που περιείχε παραθορμόνη, προκάλεσε αύξηση του (ica++). Επίσης, τα χαμηλά επίπεδα της βιταμίνης D σχετίζονται με αυξημένα επίπεδα (ica++)(236). Στα κύτταρα του μυοκαρδίου, η αύξηση του (ica++) αναστέλλει τη φωσφορυλίωση του ΑΤΡ στα μιτοχόνδρια, με αποτέλεσμα να μειώνεται η παραγωγή ενέργειας από την οξείδωση των λιπαρών οξέων μακράς αλύσου, που αποτελεί το κύριο ενεργειακό υπόστρωμα του μυοκαρδίου. Η διαταραχή αυτή στο μεταβολισμό του μυοκαρδίου μπορεί να οδηγήσει σε κυτταρική απόπτωση και διάμεση ίνωση και σχετίζεται με δυσλειτουργία της αριστερής κοιλίας (237).

52 52 Ο Weishaar και συνεργάτες διερεύνησαν το ρόλο της βιταμίνης D στην υπερπλασία και υπερτροφία των μυοκαρδιακών κυττάρων. Διαπίστωσαν ότι η ανεπάρκεια της βιταμίνης D προάγει την υπερτροφία του μυοκαρδίου, αυξάνει την αναλογία βάρος μυοκαρδίου/βάρος σώματος, καθώς και την παραγωγή εξωκυττάριας ουσίας σε πειραματόζωα. Επίσης, η χορήγηση 1,25(ΟΗ)2βιταμίνη D3 βρέθηκε να αναστέλλει την υπερπλασία του μυοκαρδίου (238). Ο Wu και συνεργάτες διαπίστωσαν ότι, εκτός από την αναστολή της υπερπλασίας, η χορήγηση βιταμίνης D3 αναστέλλει και την έκφραση της α-σκελετικής ακτίνης και του ΑΝΡγονιδίου, καθώς και του c-myc, τα οποία παίζουν καθοριστικό ρόλο στην υπερτροφία και υπερπλασία του μυοκαρδίου και στην ανάπτυξη καρδιακής ανεπάρκειας (231). 4.4 Βιταμίνη D και σύστημα ρενίνης-αγγειοτενσίνηςαλδοστερόνης Κλινικές και επιδημιολογικές μελέτες έχουν δείξει μία ανάστροφη σχέση μεταξύ των επιπέδων της βιταμίνης D του ορού και της αρτηριακής πίεσης (239,240). Επίσης, η ενεργότητα της ρενίνης του πλάσματος βρέθηκε αυξημένη σε νορμοτασικούς και υπερτασικούς ασθενείς, οι οποίοι είχαν χαμηλά επίπεδα βιταμίνης D (241,242). Η χορήγηση βιταμίνης D και ασβεστίου για 4 εβδομάδες μείωσε τα επίπεδα της συστολικής πίεσης σε μη υπερτασικές μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες, ενώ αντίστοιχη βελτίωση διαπιστώθηκε και σε υπερτασικές γυναίκες μετά από 18-μηνη χορήγηση βιταμίνης D και ασβεστίου (243,244). Αν και οι μελέτες αυτές ήταν βραχείας διάρκειας και ο καρδιαγγειακός κίνδυνος δεν εκτιμήθηκε, υποδηλώνουν έμμεσα μακροχρόνια μείωση του. Οι Park και συνεργάτες (1999) έδειξαν ότι η ενδοφλέβια χορήγηση καλσιτριόλης για 15 εβδομάδες σε αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς με δευτεροπαθή υπερπαραθυρεοειδισμό, μείωσε σημαντικά την ενεργότητα της ρενίνης και τα επίπεδα αγγειοτενσίνης ΙΙ του πλάσματος, βελτιώνοντας παράλληλα τη λειτουργία της αριστερής κοιλίας (158). Άλλες κλινικές μελέτες έδειξαν ότι η χορήγηση βιταμίνης D ελάττωσε την ενεργότητα της ρενίνης και βελτίωσε τα επίπεδα της αρτηριακής πίεσης σε ασθενείς με χρόνια νεφρική νόσο. Οι Li και συνεργάτες μελέτησαν σε πειραματόζωα την επίδραση της βιταμίνης D στο σύστημα RAAS και παρατήρησαν ότι η βιταμίνη D δρα ως αρνητικός ενδοκρινικός ρυθμιστής της βιοσύνθεσης της ρενίνης in vivo. Πιο συγκεκριμένα, μελέτησαν τη σύνθεση του mrna της ρενίνης μετά από χορήγηση βιταμίνης D σε επίμυες με έλλειψη VDR και

53 53 διαπίστωσαν αύξηση των επιπέδων του, δείχνοντας ότι η βιταμίνη D είναι απαραίτητη για τη μείωση της παραγωγής ρενίνης. Τα επίπεδα της αγγειοτενσίνης ΙΙ ήταν αυξημένα στους επίμυες με έλλειψη VDR, ενώ η παραγωγή αγγειοτενσινογόνου από το ήπαρ δεν είχε διαφορά από τα φυσιολογικά πειραματόζωα, γεγονός που υποδηλώνει ότι η αύξηση της αγγειοτενσίνης ΙΙ οφείλεται στην αυξημένη ενεργότητα της ρενίνης. Τα πειραματόζωα με έλλειψη VDR εκδήλωσαν υπέρταση και υπερτροφία του μυοκαρδίου που προκλήθηκε από δυσλειτουργία του συστήματος ρενίνης-αγγειοτενσίνης (245). Άλλες μελέτες έδειξαν ότι η ανεπάρκεια της βιταμίνης D συνδυάζονταν με αύξηση των επιπέδων της ρενίνης, ενώ η χορήγηση της βιταμίνης D κατέστειλε τα επίπεδά της υποδηλώνοντας ότι η βιταμίνη D προκαλεί άμεση καταστολή της έκφρασης του γονιδίου της ρενίνης (246,247). 4.5 Βιταμίνη D και συστηματική φλεγμονή Η φλεγμονή παίζει σημαντικό ρόλο στην παθογένεια και εξέλιξη της καρδιαγγειακής νόσου. Τα μακροφάγα και τα Τ-λεμφοκύτταρα παίζουν κεντρικό ρόλο στην εξέλιξη της φλεγμονής, στο σχηματισμό αφρωδών κυττάρων και στην εξέλιξη των αθηροσκληρωτικών βλαβών στο τοίχωμα των αγγείων. Η φλεγμονώδης απάντηση συνίσταται σε απελευθέρωση κυτταροκινών, όπως IL-1, IL-4, IL-6, INF-γ και TNF-α, από τα μακροφάγα και τα Τ-λεμφοκύτταρα. Οι παράγοντες αυτοί προκαλούν υπερπλασία των λείων μυϊκών ινών του τοιχώματος των αρτηριών και αυξάνουν τη σύνθεση της C-αντιδρώσας πρωτεΐνης (CRP) και του Α-αμυλοειδούς, ενώ μειώνουν τη σύνθεση της λευκωματίνης και της τρανσφερρίνης. Πολλές μελέτες έδειξαν η CRP αποτελεί ανεξάρτητο παράγοντα κινδύνου για ανάπτυξη καρδιαγγειακής νόσου και θνητότητας ( ). Επίσης, τα υψηλά επίπεδα φωσφόρου και παραθορμόνης, καθώς και τα χαμηλά επίπεδα βιταμίνης D σχετίζονται με τη μετατροπή των λείων μυϊκών κυττάρων σε οστεοβλάστες (251). Η βιταμίνη D, όπως έχει φανεί σε παλαιότερες μελέτες, παίζει σημαντικό ανοσορρυθμιστικό ρόλο που ασκείται μέσω υποδοχέων VDRs που διαθέτουν τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος. Επίσης, η βιταμίνη D αναστέλλει την αγγειονεογένεση και την υπερπλασία των λείων μυϊκών κυττάρων στο τοίχωμα των αρτηριών, μειώνει τη δραστηριότητα του πυρηνικού παράγοντα-kb (NF-kB), αυξάνει την παραγωγή IL-10 και μειώνει την παραγωγή IL-6, IL-12 και IFN-γ. Οι μεταβολές αυτές των κυτταροκινών μειώνουν τη συστηματική φλεγμονή και την εξέλιξη της καρδιαγγειακής νόσου ( ).

54 54 Σημαντικός επίσης είναι ο ρόλος της βιταμίνης D στη ρύθμιση της έκφρασης των μεταλλοπρωτεϊνασών (MMPs). Οι MMPs συμμετέχουν στην αναδιαμόρφωση (remodeling) του τοιχώματος των αρτηριών και του μυοκαρδίου. Οι Timms και συνεργάτες μελέτησαν τη σχέση μεταξύ των επιπέδων CRP, MMP-9, ιστικού αναστολέα των μεταλλοπρωτεϊνασών-1 (TIMP-1) και των επιπέδων βιταμίνης D, σε υγιή πληθυσμό επιρρεπή σε ανεπάρκεια βιταμίνης D (Ινδοί Ασιάτες), και διαπίστωσαν ότι τα επίπεδα της βιταμίνης D είναι αντιστρόφως ανάλογα των επιπέδων των MMP-9, CRP και ΤΙΜΡ-1. Μετά τη χορήγηση βιταμίνης D τα επίπεδα MMP-9 και CRP μειώθηκαν σημαντικά (256). Οι Watson και συνεργάτες σε μελέτη τους (1997) διαπίστωσαν ότι ο βαθμός επασβέστωσης των στεφανιαίων αγγείων είναι αντιστρόφως ανάλογος με τα επίπεδα βιταμίνης D, εύρημα που συνηγορεί ότι η βιταμίνη D ασκεί προστατευτικό ρόλο στην εξέλιξη της αθηροσκλήρυνσης(257).

55 5 Ειδικό μέρος 55

56 56

57 Σκοπός της μελέτης Η καρδιακή δυσλειτουργία είναι συχνή σε ασθενείς με τελικό στάδιο χρόνιας νεφρικής νόσου που υποβάλλονται σε αιμοκάθαρση. Στους ασθενείς αυτούς, παρατηρείται συχνά υπερτροφία της αριστερής κοιλίας που σχετίζεται με αυξημένο κίνδυνο καρδιαγγειακής θνητότητας και νοσηρότητας. Η υπερτροφία της αριστερής κοιλίας οφείλεται σε πολλούς παράγοντες, όπως στην αύξηση του ενδαγγειακού όγκου υγρών, στην αρτηριακή υπέρταση, στην αναιμία, στην αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης και στο δευτεροπαθή υπερπαραθυρεοειδισμό. Τα τελευταία χρόνια γίνονται έρευνες για το ρόλο που διαδραματίζει η βιταμίνη D στο καρδιαγγειακό σύστημα. Μέχρι τώρα, δεν έχει μελετηθεί επαρκώς η επίδραση της ινσουλινοαντίστασης, καθώς και της βιταμίνης D, στην υπερτροφία της αριστερής κοιλίας και στους δείκτες καρδιακής δυσλειτουργίας των αιμοκαθαιρόμενων ασθενών. Σκοπός της μελέτης ήταν να διερευνηθεί η επίδραση της ινσουλινοαντίστασης στην υπερτροφία του μυοκαρδίου, στις τιμές του BNP και στους υπερηχογραφικούς δείκτες της καρδιακής δυσλειτουργίας, καθώς επίσης και η επίδραση της βιταμίνης D στις παραπάνω παραμέτρους.

58 58

59 Ασθενείς και μέθοδοι 5.3 Επιλογή ασθενών Επιλέχθηκαν ασθενείς από τη Μονάδα Τεχνητού Νεφρού (Μ.Τ.Ν.) του Νοσοκομείου ΑΧΕΠΑ Θεσσαλονίκης. Τα κριτήρια επιλογής και αποκλεισμού των ασθενών φαίνονται στον πίνακα 5. Κριτήρια επιλογής 1. ηλικία >18 έτη 2. διάρκεια αιµοκάθαρσης >12 µήνες 3. απουσία σακχαρώδη διαβήτη 4. δευτεροπαθής υπερπαραθυρεοειδισµός 5. απουσία παραθυρεοειδεκτοµής 6. µη λήψη βιταµίνης D (iv ή per os) για διάστηµα τουλάχιστον 12 εβδοµάδων 7. ασθενείς µε καλή ρύθµιση Ca < 10,5mg/dL, P<6,0mg/dL και Ca x P<60 mg 2 /dl 2 8. αναγκαιότητα λήψης βιταµίνης D για τη θεραπεία του υπερπαραθυρεοειδισµού 9. συγκατάθεση του ασθενή ώστε να ληφθούν οι αιµοληψίες και να συµπεριληφθούν ανώνυµα στη µελέτη 10. BMI < 35 kg/m 2 Κριτήρια αποκλεισµού 1. ιακοπή χορήγησης βιταµίνης D λόγω υπερασβαιστιαιµίας ή υπερφωσφαταιµίας 2. Οποιαδήποτε ανεπιθύµητη ενέργεια κατά τη χορήγηση της βιταµίνης D (αλλεργική αντίδραση δυσανεξία) Πίνακας 5: Κριτήρια επιλογής και αποκλεισµού των ασθενών από τη µελέτη Στη μελέτη μας συμπεριλήφθηκαν συνολικά 24 αιμοκαθαιρόμενοι ασθενείς, 16 άντρες και 8 γυναίκες, μέσης ηλικίας 56,4 ± 13,5 έτη, οι οποίοι υποβάλλονταν σε αιμοκάθαρση για διάστημα 71,9 ± 66,7 μήνες. Όλοι οι ασθενείς ήταν ενήλικες (εύρος ηλικίας έτη) και υποβάλλονταν σε τετράωρες συνεδρίες αιμοκάθαρσης τρεις φορές εβδομαδιαίως για διάστημα μεγαλύτερο του ενός έτους (εύρος διάρκειας κάθαρσης μήνες). Στον πίνακα 6 αναγράφονται τα

60 60 δημογραφικά χαρακτηριστικά και οι πρωτοπαθείς νόσοι των ασθενών που συμπεριλήφθηκαν στη μελέτη. Αριθμός ασθενών (Ν) 24 Ηλικία (έτη) 56,4 ± 13,5 (εύρος έτη) Άντρες / γυναίκες 16 / 8 Διάρκεια ΑΚ (μήνες) 71,9 ± 66,7 ipth (pg/ml) 542,58 ± 398,45 Πρωτοπαθής νόσος (n ασθενών) Δεσμευτικά φωσφόρου Αγγειακή προσπέλαση Νεφροσκλήρυνση (11) Χρόνια Σπειραµατονεφρίτιδα (3) Μεµβρανώδης Νεφροπάθεια (2) Εστιακή Τµηµατική Σπειρ/δα (2) Πολυκυστική νόσος νεφρών (1) ιάµεση Νεφροπάθεια (5) Ανθρακικό ασβέστιο (500mg/day) ± σεβελαµέρη Όλοι οι ασθενείς είχαν Α/Φ αναστόµωση Πίνακας 6: Δημογραφικά στοιχεία ασθενών που συμμετείχαν στη μελέτη Οι ασθενείς καθ όλη τη διάρκεια της μελέτης διατήρησαν σταθερά επίπεδα αιμοσφαιρίνης, αιματοκρίτη (Hb=11.6±3g%, Ht=35.2±2%) και ρυθμισμένη αρτηριακή πίεση (ΑΠ<140/90 mmhg). 5.4 Χορήγηση βιταμίνης D Μετά την επιλογή, χωρίσαμε τους αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς σε 2 ομάδες, Α και Β (Πίνακας 7). Στους πίνακες 8 και 9 δίδονται το ιστορικό καρδιαγγειακής νόσου και η φαρμακευτική αγωγή των ασθενών των ομάδων Α και Β. Σκοπός της μελέτης ήταν να μην προκαλέσουμε σημαντική πτώση της ipth στην ομάδα Α, σε αντιδιαστολή με την ομάδα Β. Η ενέργεια αυτή αποσκοπούσε στο να ελέγξουμε τη δράση της βιταμίνης D στην ινσουλινοαντίσταση, στο BNP και στη υπερτροφία της αριστερής κοιλίας του μυοκαρδίου.

61 61 Ομάδες ασθενών Α Αλφακαλσιδόλη Β Παρικαλσιτόλη Ν Α/Γ 7/5 9/3 Ηλικία (έτη ± SD) 55,83 ± 15,91 56,38 ± 11,96 p=0,367 Διάρκεια ΑΚ (Μήνες ± SD) 56,70 ± 34,5 79,40 ±84,99 p=0,223 Βιταμίνη D (δόση μg/hd) 1 1,5 [ipth pg/ml]/80 ipth (pg/ml) 402,25 ± 445,36 682,91 ± 339,57 P=0.03 Hb (g/dl) 11,7 ± 2, ± 1.9 P=0,64 Πίνακας 7: Στοιχεία των ασθενών των ομάδων Α και Β κατά την ένταξη στη μελέτη Ομάδες ασθενών Α Αλφακαλσιδόλη Β Παρικαλσιτόλη Ν Αρτηριακή υπέρταση 9 11 Στεφανιαία νόσος 4 5 Παλαιό ΑΕΕ 1 0 Περιφερική αγγειοπάθεια 0 1 Πίνακας 8: Ιστορικό καρδιαγγειακής νόσου των ασθενών των ομάδων Α και Β της μελέτης. Ομάδες ασθενών Α Αλφακαλσιδόλη Β Παρικαλσιτόλη Ν Αναστολέας διαύλων ασβεστίου 7 5 Β-αναστολείς 3 5 Νιτρώδη 5 5 Ανθρακικό ασβέστιο 6 8 Σεβελαμέρη Ερυθροποιητίνη 10 9 Πίνακας 9: Φαρμακευτική αγωγή των ασθενών των ομάδων Α και Β της μελέτης Πιο αναλυτικά: Ομάδα Α, (Ν = 12 ασθενείς, 7 Άντρες, 5 Γυναίκες), μέσης ηλικίας 55,83 ± 15,91 έτη, διάρκειας αιμοκάθαρσης 56,70 ± 34,5 μήνες, στους οποίους χορηγήθηκε αλφακαλσιδόλη ενδοφλεβίως σε δόση 1 1,5 mcg σε κάθε συνεδρία αιμοκάθαρσης. Ομάδα Β, (Ν = 12 ασθενείς, 9 Άντρες, 3 Γυναίκες), μέσης ηλικίας 56,38 ± έτη, μέσης διάρκειας αιμοκάθαρσης 79,40 ± 84,99 μήνες, στους οποίους

62 62 χορηγήθηκε παρικαλσιτόλη ενδοφλεβίως σε δόση σύμφωνα με τις οδηγίες χορήγησης [ipth]/80 mcg ανά αιμοκάθαρση. Οι ασθενείς της ομάδας Α είχαν μικρότερη τιμή παραθορμόνης σε σχέση με τους ασθενείς της ομάδας Β κατά την έναρξη της μελέτης (ομάδα Α: 402,25 ± pg/ml και ομάδα Β: 682,91 ± 339,57, p<0.05). Στους αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς έγιναν συνολικά τρεις αιμοληψίες με την εξής χρονολογική σειρά: 1 η (Τ0) πριν την έναρξη χορήγησης βιταμίνης D, 2 η (Τ1) ένα μήνα μετά την έναρξη χορήγησης και 3 η (Τ2) με τη συμπλήρωση 3 ων μηνών από την έναρξη χορήγησης της βιταμίνης. Όλες οι αιμοληψίες έγιναν πριν την έναρξη μιας μεσοβδομαδιαίας συνεδρίας αιμοκάθαρσης.οι ασθενείς προσέρχονταν για λήψη δείγματος αίματος νηστικοί για τουλάχιστο 8 ώρες. Οι αιμοληψίες των αιμοκαθαιρόμενων ασθενών γίνονταν από το φλεβικό σκέλος κατά την παρακέντηση της αρτηριοφλεβικής αναστόμωσης (Α/Φ) για τη συνεδρία αιμοκάθαρσης. Λαμβάνονταν 20ml αίματος από τα οποία 4ml στέλνονταν στο βιοχημικό εργαστήριο του Νοσοκομείου ΑΧΕΠΑ για τον προσδιορισμό των επιπέδων γλυκόζης, ασβεστίου και φωσφόρου, ενώ η υπόλοιπη ποσότητα τοποθετούνταν σε φιαλίδια με EDTA και φυγοκεντρούνταν για τη λήψη του υπερκείμενου πλάσματος. Το πλάσμα χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό των εξής παραμέτρων: παραθορμόνη (ipth) και ινσουλίνη. Ο προσδιορισμός των επιπέδων ipth γίνονταν εντός 24 ώρου από τη λήψη του δείγματος, ενώ για τις υπόλοιπες μετρήσεις το πλάσμα αποθηκεύονταν σε βαθειά κατάψυξη (-70 ο C).

63 Εργαστηριακές εξετάσεις Οι ασθενείς υποβλήθηκαν δύο φορές σε υπερηχογράφημα καρδιάς, στην αρχή της μελέτης, πριν τη χορήγηση βιταμίνης D, και στο τέλος της μελέτης, τρεις μήνες μετά τη χορήγηση βιταμίνης. Η υπερηχοκαρδιογραφική μελέτη έγινε με μηχάνημα General Electric Vingmed Vivid 7. Όλα τα στιγμιότυπα αποθηκεύτηκαν σε οπτικό δίσκο μεγάλης χωρητικότητας (MOD) από τον οποίο έγινε η ανάλυση των στοιχείων σε δεύτερο χρόνο. Χρησιμοποιήθηκε η απεικόνιση κατά τον επιμήκη άξονα αριστερά παραστερνικά (left parasternal axis view) με τον ασθενή κατακεκλιμένο σε αριστερή πλάγια θέση. Στις μετρήσεις συμπεριλήφθηκαν και οι ακόλουθες παράμετροι σύμφωνα με τις οδηγίες της Αμερικανικής Εταιρείας Υπερηχοκαρδιογραφίας: το πάχος του μεσοκοιλιακού διαφράγματος στην διαστολή (IVSD) και στην συστολή (ΙVSS), το πάχος του οπισθίου τοιχώματος της αριστερής κοιλίας στη διαστολή (LVPWD), η τελοδιαστολική διάμετρος της αριστερής κοιλίας (LVEDD), η τελοσυστολική διάμετρος της αριστερής κοιλίας (LVESD), η τελοδιαστολική διάμετρος της δεξιάς κοιλίας (RVD), η τελοδιαστολική διάμετρος της αορτής (Aomm), η τελοδιαστολική διάμετρος του αριστερού κόλπου (LA), το κλάσμα βράχυνσης (FS) και το κλάσμα εξώθησης (ΕF) της αριστερής κοιλίας. Με το παλμικό Doppler έγινε καταγραφή του σήματος ροής δια της μιτροειδούς και της τριγλώχινας βαλβίδας, τοποθετώντας το δείγμα ροής στα άκρα των γλωχίνων. Στις μετρήσεις για την εκτίμηση της λειτουργίας της αριστερής κοιλίας συμπεριλήφθηκαν ο χρόνος ισοογκοτικής χάλασης (IVRT), o χρόνος ισοογκοτικής συστολής (IVCT) ο χρόνος εξώθησης (ΕT), το κύμα E και το κύμα Α, ο χρόνος επιβράδυνσης (DT) και η ροή δια των πνευμονικών φλεβών. Από τις επάνω αναγραφόμενες παραμέτρους υπολογίστηκε στη συνέχεια η μάζα (LVM) και ο δείκτης μάζας (LVMI) της αριστερής κοιλίας.

64 Μέτρηση του Β-τύπου νατριουρητικού πεπτιδίου Τα επίπεδα του ΒΝΡ μετρήθηκαν τρεις φορές στη διάρκεια της μελέτης: στην αρχή, πριν την έναρξη χορήγησης βιταμίνης D, ένα μήνα και τρεις μήνες μετά την έναρξη της χορήγησης βιταμίνης D. Οι μετρήσεις έγιναν με το rapid test Triage BNP Test, BIOSITE, Menarini, σε δείγματα ολικού αίματος σε EDTA, τα οποία λαμβάνονταν πριν την έναρξη της συνεδρίας αιμοκάθαρσης. Η μέτρηση του ΒΝΡ γίνονταν άμεσα με τη χρήση ειδικών ταινιών (strips) και ειδικής συσκευής προσδιορισμού, με ανοσοενζυμική μέθοδο. Η ειδικότητα της μεθόδου ήταν 98% για τη διάγνωση της καρδιακής δυσλειτουργίας. Οι φυσιολογικές τιμές της μεθόδου είναι έως 100pg/mL για ασθενείς με GFR >60mL/min/1.73m 2, ενώ για ασθενείς με νεφρική ανεπάρκεια το όριο είναι 200pg/mL Μέτρηση των επιπέδων της Ινσουλίνης στο πλάσμα Η μέτρηση των επιπέδων ινσουλίνης έγινε σε δείγματα πλάσματος τα οποία λήφθηκαν ταυτόχρονα με τις υπόλοιπες εξετάσεις. Χρησιμοποιήθηκε μέθοδος IRMA (Immune Radio Metric Assay) της εταιρίας Immunotech. Το αίμα φέρονταν σε πλαστικά φιαλίδια με EDTA και φυγοκεντρούνταν για 15min στις στροφές/min. Το υπερκείμενο πλάσμα μεταφέρονταν σε κενά πλαστικά φιαλίδια και αποθηκεύονταν στους -70 ο C. Ο έλεγχος των δειγμάτων έγινε μετά τον προσδιορισμό της πρότυπης καμπύλης. Ευαισθησία της μεθόδου: 0,5 μiu/ml και φυσιολογικές τιμές νηστείας: 2,1 22 μiu/ml Προσδιορισμός του δείκτη HOMA Ο δείκτης HOMA υπολογίστηκε από την εξίσωση: HOMA = InsulinXGlu cos e 405

65 65 όπου ινσουλίνη, τα επίπεδα ινσουλίνης στο πλάσμα (μiu/ml) και γλυλόζη τα επίπεδα σακχάρου (mg/dl). Ο δείκτης HOMA θεωρείται ένα αξιόπιστο μαθηματικό μοντέλο εκτίμησης της αντίστασης στην ινσουλίνη σε διάφορες παθολογικές καταστάσεις, σε πληθυσμιακές μελέτες και σε ασθενείς με χρόνια νεφρική ανεπάρκεια Μέτρηση της άθικτης Παραθορμόνης (Intact Parathyroid Hormone, ipth) Η μέτρηση των επιπέδων ipth στο πλάσμα έγινε με την ανοσοραδιομετρική μέθοδο (IRMA) DSL-8000 Active Intact PTH της Diagnostic System Laboratories. Οι λεπτομέρειες της διαδικασίας προσδιορισμού της παραθορμόνης περιγράφονται στις οδηγίες του kit της εταιρίας. Η ευαισθησία της μεθόδου είναι 10pg/mL και οι φυσιολογικές τιμές <50pg/mL Μέτρηση της Γλυκόζης, του Ασβεστίου (Ca) και του Φωσφόρου (P). Οι μετρήσεις των επιπέδων της γλυκόζης, του ασβεστίου και του φωσφόρου έγιναν με τις συνήθεις εργαστηριακές μεθόδους που χρησιμοποιούνται στο Βιοχημικό Εργαστήριο του Νοσοκομείου ΑΧΕΠΑ Θεσσαλονίκης. Ο προσδιορισμός αυτών των παραμέτρων γίνονταν άμεσα με αποστολή του δείγματος στο εργαστήριο στους αναλυτές μέτρησης της εταιρίας Roche Άλλες μετρήσεις Τόσο κατά την επιλογή των ασθενών, όσο και κατά τη διάρκεια της μελέτης, εκτιμήθηκαν διάφοροι αιματολογικοί και βιοχημικοί δείκτες των ασθενών. Πρόκειται για τον τακτικό μηνιαίο έλεγχο ρουτίνας ο οποίος λαμβάνεται σε κάθε αιμοκαθαιρόμενο ασθενή. Η παρακολούθηση αυτών των παραμέτρων ήταν χρήσιμη ώστε να γνωρίζουμε ότι οι ασθενείς παρέμεναν σταθεροί, ιδιαίτερα σε ότι αφορά παραμέτρους που μπορεί να επηρεάζουν την αντίσταση στην ινσουλίνη, όπως για παράδειγμα η αναιμία.

66 Στοιχεία αιμοκάθαρσης Στη διάρκεια της μελέτης, και στους χρόνους λήψης των δειγμάτων αίματος, καταγράφονταν για κάθε αιμοκαθαιρόμενο ασθενή, ο βαθμός υπερυδάτωσης (διαφορά από το ξηρό βάρος), η συστολική και η διαστολική πίεση, ο αριθμός των σφύξεων, τα τυχόν πρόσφατα επεισόδια λοίμωξης και οι τυχόν μεταβολές της φαρμακευτικής αγωγής τους.

67 Στατιστική ανάλυση Η στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων έγινε με το πρόγραμμα SPSS-13.0 for Windows. Έγινε σύγκριση των ομάδων Α και Β σε όλες τις παραμέτρους και σε όλους τους χρόνους της μελέτης, καθώς και η σύγκριση των μεταβολών της κάθε παραμέτρου σε κάθε ομάδα ξεχωριστά. Οι μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν ήταν: Για ζεύγη και μη ζεύγη (Independent και Paired Samples) T-Test, διπαραγοντική συσχέτιση (bivariate Correlations), γραμμική παλινδρόμηση (Linear Regression) και X 2. Η μέθοδος Χ 2 χρησιμοποιήθηκε μετά από ομαδοποίηση ορισμένων παραμέτρων ώστε να εκτιμηθεί η εξάρτησή τους από ορισμένα χαρακτηριστικά, όπως το φύλο και η ηλικία. Τιμές p<0,05 θεωρήθηκαν στατιστικά σημαντικές.

68 68

69 Αποτελέσματα Τα επιμέρους αποτελέσματα των ασθενών των ομάδων Α και Β κατά την έναρξη της μελέτης (Τ0) φαίνονται στον πίνακα 10. Κατά τη διάρκεια της μελέτης δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές μεταβολές στα επίπεδα της αιμοσφαιρίνης όπως επίσης και μεταβολές του ιδανικού βάρους μεγαλύτερη από ± 500 g. Η φαρμακευτική αγωγή που λάμβαναν οι ασθενείς δεν τροποποιήθηκε καθ όλη τη διάρκεια της μελέτης. ΟΜΑΔΑ Μέση τιμή Τυπική απόκλιση (SD) LVM g A 268,19 54,81 B 280,11 12,25 LVMΙ A 144,85 34,73 B 146,52 57,85 EF % A 69,38 4,97 B 68,56 9,22 BNP pg/ml A 672,08 435,20 B 1067,42 742,35 ipth A 402,25 445,36 pg/ml B 682,91 339,57 P mg/dl A 5,18 0,56 B 4,62 0,96 Ca mg/dl A 9,15 0,50 B 9,28 0,75 CaxP A 47,58 6,83 mg 2 /dl 2 B 42,90 9,70 Γλυκόζη A 82,67 18,40 mg/dl B 85,92 10,14 Ινσουλίνη A 11,37 9,81 μiu/ml B 16,51 15,89 p 0,11 0,19 0,09 0,37 0,03 0,16 0,17 0,23 0,45 0,38 HOMA A 2,30 2,27 0,28 B 3,57 2,99 Πίνακας 10: Ευρήματα των ασθενών των ομάδων Α και Β κατά την έναρξη στη μελέτη Στους πίνακες 11 και 12 αναγράφονται τα αποτελέσματα των ομάδων Α και Β στους χρόνους Τ1 (πρώτος μήνας) και Τ2 (τρίτος μήνας) αντίστοιχα.

70 70 ΟΜΑΔΑ Μέση τιμή Τυπική απόκλειση (SD) BNP A 509,25 505,37 pg/ml B 612,17 869,06 ipth A 434,25 619,07 pg/ml B 381,92 169,01 P mg/dl A 5,60 0,82 B 5,36 0,73 Ca mg/dl A 9,37 0,72 B 9,98 0,51 CaxP A 52,40 8,50 mg 2 /dl 2 B 53,61 8,38 Γλυκόζη A 85,17 10,94 mg/dl B 88,17 12,68 Ινσουλίνη A 3,57 3,11 μiu/ml B 6,57 5,99 HOMA A 0,73 0,61 B 1,52 1,63 Πίνακας 11: Ευρήματα των ασθενών των ομάδων Α και Β στο χρόνο Τ1 p 0,67 0,18 0,28 0,21 0,73 0,51 0,10 0,09 ΟΜΑΔΑ Μέση τιμή Τυπική απόκλειση (SD) LVM A 251,27 55,77 B 237,12 111,71 LVMI A 135,68 34,80 B 123,61 49,67 EF % A 71,13 5,60 B 65,63 8,86 BNP A 522,25 609,73 pg/ml B 479,53 739,12 ipth A 453,08 810,41 pg/ml B 261,76 153,95 P mg/dl A 5,30 0,85 B 5,38 0,70 Ca mg/dl A 8,79 0,83 B 9,58 0,52 CaxP A 46,88 10,54 mg 2 /dl 2 B 51,54 7,56 Γλυκόζη A 86,58 8,48 mg/dl B 83,33 12,40 Ινσουλίνη A 5,30 3,87 μiu/ml B 6,39 4,90 HOMA A 1,12 0,82 B 1,33 0,97 Πίνακας 12: Ευρήματα των ασθενών των ομάδων Α και Β στο χρόνο Τ2 p 0,26 0,49 0,84 0,78 0,13 0,17 0,21 0,11 0,36 0,48 0,57

71 71 Στην έναρξη (T0) της μελέτης η ομάδα Α (αλφακαλσιδόλη) είχε χαμηλότερα επίπεδα παραθορμόνης ipth συγκριτικά με την ομάδα Β (παρικαλσιτόλης) (402,25±445,36 pg/ml έναντι 682,92±339,57 pg/ml, p=0,03), (Πίνακας 10). Επίσης, η ομάδα Β παρουσίαζε υψηλότερα επίπεδα ινσουλίνης και δείκτη HOMA, καθώς και υψηλότερες τιμές μάζας και δείκτη μάζας της αριστερής κοιλίας (LVM και LVMI), αλλά οι διαφορές αυτές δεν ήταν στατιστικά σημαντικές. Οι δείκτες σημαντικότητας (p) μεταξύ των ομάδων Α και Β, στους χρόνους Τ0, Τ1 και Τ2, φαίνονται στους πίνακες 10, 11 και 12. Στον πίνακα 13 φαίνονται οι δείκτες σημαντικότητας (p) της μεταβολής των παραμέτρων της κάθε ομάδας (Α και Β), από την έναρξη της μελέτης έως τον πρώτο μήνα (Τ0 Τ1), από τον πρώτο μήνα έως το τέλος (Τ1 Τ2) και οι μεταβολές από την έναρξη έως το τέλος της μελέτης (Τ0 Τ2). Τ0 Τ1 Τ1 Τ2 Τ0 Τ2 Ομάδα Α Β Α Β Α Β LVM g 0,46 0,38 LVMI 0,52 0,3 EF% 0,42 0,43 FS% 0,45 0,35 BNPpg/ml 0,03 0,04 0,58 0,77 0,04 0,03 ipthpg/ml 0,58 0,025 0,74 0,08 0,4 0,017 P mg/dl 0,02 0,17 0,38 0,8 0,06 0,12 Ca mg/dl 0,19 0,17 0,08 0,07 0,15 0,24 CaxP mg 2 /dl 2 0,42 0,62 0,17 0,42 0,07 0,3 Γλυκόζη mg/dl Ινσουλίνη μiu/ml 0,56 0,51 0,36 0,82 0,28 0,58 0,006 0,024 0,15 0,79 0,018 0,015 HOMA 0,001 0,047 0,08 0,46 0,007 0,013 Πίνακας 13: Μεταβολές των παραμέτρων της μελέτης (t-test) στους χρόνους από Τ0 σε Τ1, από Τ1 σε Τ2 και από Τ0 σε Τ2 στις ομάδες Α και Β. Παρατηρήσαμε ότι η αλφακαλσιδόλη (ομάδα Α) δεν προκάλεσε σημαντική μεταβολή στα επίπεδα της ipth τόσο στον χρόνο T1 όσο και στον χρόνο T2 (Ομάδα Α: 402,25 ±445,36 pg/dl έναντι :434,25± 619,07 pg/dl έναντι 453,08 ±810,41 pg/dl, p=ns) (εικόνα 14). Η παρικαλσιτόλη (Ομάδα Β: 682,92± 339,57 pg/dl έναντι 381,92± 169,01 pg/dl έναντι 261,76± 153,95, pg/dl) μείωσε σημαντικά τα επίπεδα ipth στο χρόνο T1 κατά 44% (p=0,009). Η συνολική μείωση των επιπέδων της παραθορμόνης

72 72 στην ομάδα Β από το Τ0 στο Τ2 ήταν 61% (p=0,008). Η δόση της αλφακαλσιδόλης δεν προκάλεσε σημαντική μεταβολή των επιπέδων της ipth και παρέμεινε στα ίδια επίπεδα σε όλη τη διάρκεια της εργασίας μας, σε αντιδιαστολή με την ομάδα Β που προκαλέσαμε στατιστικά σημαντική πτώση της PTH. Εικόνα 14: Μεταβολές των επιπέδων της παραθορµόνης των οµάδων Α και Β στους χρόνους Τ0, Τ1 και Τ2 Μετά τη χορήγηση της αλφακαλσιδόλης και παρικαλσιτόλης στις δύο ομάδες τα επίπεδα της ινσουλίνης μειώθηκαν σημαντικά (Εικόνα 15). Συγκεκριμένα, στην ομάδα Α ελαττώθηκαν σημαντικά στο χρόνο Τ1 κατά 70% (Τ0: 11,37 ±11,81 μiu/ml έναντι Τ1: 3,57 ± 3,11 μiu/ml, p=0,0004). Στην ομάδα Β παρατηρήθηκε επίσης στο χρόνο Τ1 σημαντική ελάττωση των επιπέδων της ινσουλίνης κατά 61% (Τ0: 16,51±15,90 μiu/ml έναντι 6,57±5,99 μiu/ml, p=0,0012). Η σύγκριση μεταξύ των ομάδων Α και Β στους χρόνους Τ0, Τ1 και Τ2 έδειξε ότι η ομάδα Β είχε υψηλότερες τιμές ινσουλίνης σε σύγκριση με την ομάδα Α, χωρίς ωστόσο η διαφορά να είναι στατιστικώς σημαντική (Τ0: p=0,37, T1: p=0,55, T2: p=0,81).

73 73 Εικόνα 15: Μεταβολές των επιπέδων της ινσουλίνης των οµάδων Α και Β στους χρόνους Τ0, Τ1 και Τ2 Τα επίπεδα της γλυκόζης δεν παρουσίασαν στατιστικώς σημαντικές μεταβολές στη διάρκεια της μελέτης και στις δύο ομάδες (εικόνα 16). Εικόνα 16: Μεταβολές των επιπέδων της γλυκόζης των οµάδων Α και Β στους χρόνους Τ0, Τ1 και Τ2

74 74 Μετά τη χορήγηση αλφακαλσιδόλης o δείκτης HOMA μειώθηκε σημαντικά κατά 69% στο χρόνο Τ1 (Τ0: 2,30±2,28 έναντι Τ1: 0,73±0,61, p=0,003). Στην ομάδα της παρικαλσιτόλης παρουσίασε σημαντική μείωση κατά 57% στο Τ1 (Τ0: 3,57±3,64 έναντι T1: 1,52±1,63 έναντι T2: 1,33±0,97, p=0,008 και p=0,07). Ο δείκτης HOMA ήταν υψηλότερος στην ομάδα Β σε όλους στους χρόνους της μελέτης, χωρίς όμως να υπάρχει στατιστικώς σημαντική διαφορά (Εικόνα 17). Εικόνα 17: Μεταβολές των επιπέδων του δείκτη HOMA των οµάδων Α και Β στους χρόνους Τ0, Τ1 και Τ2 Η μάζα της αριστερής κοιλίας (LVM) που ήταν μεγαλύτερη στην ομάδα Β στην έναρξη της μελέτης σε σχέση με την ομάδα Α (αλλά μη στατιστικά σημαντική), μειώθηκε κατά 15% στο τέλος της μελέτης, χωρίς ωστόσο η μεταβολή αυτή να είναι σημαντική (Ομάδα Α: Τ0:268,19±54 g έναντι Τ2:251,27±55,77 g, p=0,46 και Ομάδα Β: Τ0: 280,11± 127,25 έναντι Τ2: 237,12±111,71 g, p=0,07). Η ομάδα Α που είχε μικρότερη μάζα αριστερής κοιλίας, είχε μικρότερη μεταβολή κατά 6,3% στο τέλος της μελέτης (Εικόνα 18). Παρόμοιες ήταν και οι μεταβολές στον δείκτη μάζας της αριστερής κοιλίας (LVMI) στις δύο ομάδες. Στην ομάδα Α παρατηρήθηκε ελάττωση κατά 6,3% (144,85±34,73 g/m 2 έναντι 135,68±34,8 g/m 2 p=0,52) και στην ομάδα Β ελάττωση κατά 15,6% (146,52 ±57,85 g/m 2 έναντι 123,61± 49,67 g/m 2, p=0,51)(εικόνα 19).

75 75 Εικόνα 18: Μεταβολές της µάζας της αριστερής κοιλίας των οµάδων Α και Β στην αρχή (Τ0) και στο τέλος (Τ2) της µελέτης. Εικόνα 19: Μεταβολές του δείκτη µάζας της αριστερής κοιλίας των οµάδων Α και Β στην αρχή (Τ0) και στο τέλος (Τ2) της µελέτης. Οι τιμές του β-τύπου νατριουριτικού πεπτιδίου (BNP) στην έναρξη της μελέτης της ομάδα Β ήταν υψηλότερες σε σύγκριση με την ομάδα Α, χωρίς όμως να υπάρχει

76 76 στατιστικά σημαντική διαφορά (Ομάδα Α: 672,08±703,75 pg/ml έναντι Ομάδα Β : 1067,42±1215,42 pg/ml, p=0,37). Στην ομάδα Α το BNP παρουσίασε σημαντική μείωση στο χρόνο Τ1 (Τ0: 672,08±703,75 pg/ml έναντι Τ1: 509,25± 505,37 pg/ml, p=0,03) και μη σημαντική μεταβολή στο χρόνο Τ2. Συνολικά οι μεταβολές από την έναρξη έως το τέλος της μελέτης ήταν 22% (p=0,04). Στην ομάδα Β παρατηρήθηκε σημαντική μείωση των επιπέδων του BNP στον Τ1 κατά 42% (Τ0: 1067,42 ± 1215,42 pg/ml έναντι 612,17 ± 869,06 pg/ml, p=0,04) και περαιτέρω μη σημαντική μείωση στο Τ2 (479,53 ± 739,12 pg/ml) κατά 22%. Η συνολική μείωση μεταξύ των χρόνων Τ0 και Τ2 ήταν 55% (p=0,03). Τα επίπεδα του β-τύπου νατριουριτικού πεπτιδίου και η μεταβολή τους έχουν υψηλή συσχέτιση p<0.01 με το δείκτη μάζας αριστερής κοιλίας και με τη μάζα αριστερής κοιλίας (Εικόνα 20). Εικόνα 20: Μεταβολές των επιπέδων του ΒΝΡ των οµάδων Α και Β στην αρχή (Τ0) και στο τέλος (Τ2) της µελέτης. Το κλάσμα εξώθησης της αριστερής κοιλίας (EF) δεν παρουσίασε στατιστικώς σημαντική μεταβολή στους χρόνους Τ0 και Τ2, τόσο στην ομάδα Α όσο και στην ομάδα Β. Επίσης ο τιμές του ΕF ήταν υψηλότερες στην ομάδα Α σε σχέση με την ομάδα Β, τόσο στην αρχή όσο και στο τέλος της μελέτης, χωρίς ωστόσο οι διαφορές να είναι στατιστικώς σημαντικές.

77 77 Τα επίπεδα ασβεστίου, φωσφόρου και γινομένου δεν παρουσίασαν σημαντικές μεταβολές στη διάρκεια της μελέτης. Στη συνέχεια δίδονται οι συσχετίσεις και η τιμή σημαντικότητας (p) μεταξύ: ΒΝΡ/iPTH, BNP/LVM, BNP/LVMI, LVM/iPTH, LVM/HOMA, LVMI/iPTH, LVMI/HOMΑ και ipth/homa, για τις ομάδες Α και Β.

78 78 Συσχέτιση 1: Συσχέτιση των επιπέδων ipth µε τα επίπεδα ΒΝΡ στις οµάδες Α και Β. ε διαπιστώθηκε θετική συσχέτιση (p>0,05). Συσχέτιση 2: Συσχέτιση της LVM µε τα επίπεδα ΒΝΡ στις οµάδες Α και Β. Παρατηρήσαµε θετική συσχέτιση τόσο στην οµάδα Α (p=0,02, r0,.588), όσο και στην οµάδα Β (p=0,04, r=0,118).

79 79 Συσχέτιση 3: Συσχέτιση του LVMI µε τα επίπεδα ΒΝΡ στις οµάδες Α και Β. Παρατηρήσαµε θετική συσχέτιση τόσο στην οµάδα Α (p<0,01, r=0,642), όσο και στην οµάδα Β (p=0,035, r=0,198). Συσχέτιση 4: Συσχέτιση των επιπέδων ipth µε την LVM στις οµάδες Α και Β. εν διαπιστώθηκε θετική συσχέτιση (p>0,05).

80 80 Συσχέτιση 5: Συσχέτιση του δείκτη ΗΟΜΑ µε την LVM στις οµάδες Α και Β. εν διαπιστώθηκε θετική συσχέτιση (p>0,05). Συσχέτιση 6: Συσχέτιση των επιπέδων ipth µε τον LVMI στις οµάδες Α και Β. εν διαπιστώθηκε θετική συσχέτιση (p>0,05).

81 81 Συσχέτιση 7: Συσχέτιση του δείκτη HOMA µε τον LVMI στις οµάδες Α και Β. εν διαπιστώθηκε θετική συσχέτιση (p>0,05). Συσχέτιση 8: Συσχέτιση του δείκτη HOMA µε τα επίπεδα ipth στις οµάδες Α και Β. εν διαπιστώθηκε θετική συσχέτιση (p>0,05).