ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΜΕΑΣ ΠΑΘΟΛΟΓΙΑΣ Β ΠΡΟΠΑΙ ΕΥΤΙΚΗ ΠΑΘΟΛΟΓΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ ΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΧΡΥΣΑΝΘΟΣ ΖΑΜΠΟΥΛΗΣ

Transcript

1 1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΜΕΑΣ ΠΑΘΟΛΟΓΙΑΣ Β ΠΡΟΠΑΙ ΕΥΤΙΚΗ ΠΑΘΟΛΟΓΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ ΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΧΡΥΣΑΝΘΟΣ ΖΑΜΠΟΥΛΗΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΟ ΕΤΟΣ Αριθµ ΕΝ ΟΘΗΛΙΑΚΗ ΥΣΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΣΕ ΑΣΘΕΝΕΙΣ ΜΕ ΚΑΡ ΙΑΓΓΕΙΑΚΑ ΝΟΣΗΜΑΤΑ. Ο ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ ΜΟΝΟΞΕΙ ΙΟΥ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΥ Α. ΤΖΙΟΜΑΛΟΥ ΠΑΘΟΛΟΓΟΥ Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ ΥΠΟΒΛΗΘΗΚΕ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΥ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2007

2 2 Η ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΧΡΥΣΑΝΘΟΣ ΖΑΜΠΟΥΛΗΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΠΑΡΧΑΡΙ ΗΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΑΡΑΣΧΟΣ ΓΚΕΛΕΡΗΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Η ΕΠΤΑΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΧΡΥΣΑΝΘΟΣ ΖΑΜΠΟΥΛΗΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΠΑΡΧΑΡΙ ΗΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΑΡΑΣΧΟΣ ΓΚΕΛΕΡΗΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΓΙΑΝΝΟΓΛΟΥ, ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΑΣΤΕΡΙΟΣ ΚΑΡΑΓΙΑΝΝΗΣ, ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΗΛΙΑΣ ΜΠΑΣΑΓΙΑΝΝΗΣ, ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΠΑΛΕΤΑΣ, ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ «Η έγκρισις της ιδακτορικής ιατριβής υπό της Ιατρικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστηµίου Θεσσαλονίκης, δεν υποδηλοί αποδοχήν των γνωµών του συγγραφέως». (Νόµος 5343/32, άρθρ και ν. 1268/82, άρθρ. 50 8)

3 3 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΕ ΡΟΣ ΤΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ Ν. ΜΠΟΝΤΗΣ ΠΡΟΕ ΡΟΣ ΤΟΥ ΤΟΜΕΑ ΠΑΘΟΛΟΓΙΑΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΠΑΡΧΑΡΙ ΗΣ

4 4 Η ΠΑΡΟΥΣΑ Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΟΦΗ ΕΚΠΟΝΗΘΗΚΕ ΜΕ ΥΠΟΤΡΟΦΙΑ ΤΟΥ Ι ΡΥΜΑΤΟΣ ΚΡΑΤΙΚΩΝ ΥΠΟΤΡΟΦΙΩΝ

5 5 Στους δασκάλους µου Στην οικογένειά µου

6 6 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΜΟΝΟΞΕΙ ΙΟ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ Σύνθεση Α. Ενδοθηλιακή συνθετάση του NO οµή της enos Ρύθµιση της λειτουργίας της enos ιεγέρτες και αναστολείς της enos Β. Νευρωνική συνθετάση του NO Γ. Επαγώγιµη συνθετάση του NO Μεταφορά Καταβολισµός Μηχανισµοί δράσης ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΤΟΥ ΕΝ ΟΘΗΛΙΟΥ Ρύθµιση της ροής του αίµατος Ο ρόλος του µονοξειδίου του αζώτου στη ρύθµιση της ροής του αίµατος Ο ρόλος άλλων ουσιών που παράγονται από το ενδοθήλιο στη ρύθµιση της ροής του αίµατος Ρύθµιση της διαδικασίας της φλεγµονής Μόρια προσκόλλησης Χηµειοκίνες και κυτταροκίνες C-αντιδρώσα πρωτεϊνη (C-reactive protein, CRP) Ο ρόλος του µονοξειδίου του αζώτου στη φλεγµονή Ρύθµιση της διαδικασίας της πήξης και ινωδόλυσης Αρχική αιµόσταση Κυρίως πήξη Ινωδόλυση Ο ρόλος του µονοξειδίου του αζώτου στην πήξη Ρύθµιση της οξειδοαναγωγικής ισορροπίας ραστικές ρίζες οξυγόνου Πηγές ελευθέρων ριζών οξυγόνου Αντιοξειδωτικοί µηχανισµοί Οξειδοαναγωγική ισορροπία και µονοξείδιο του αζώτου Αναγεννητική ικανότητα του ενδοθηλίου αγγειογένεση Προγονικά ενδοθηλιακά κύτταρα Αγγειογενετικοί παράγοντες Επιδράσεις του µονοξειδίου του αζώτου στην αναγέννηση του ενδοθηλίου και στην αγγειογένεση

7 7 ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝ ΟΘΗΛΙΑΚΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Άµεση µέτρηση του µονοξειδίου του αζώτου Εκτίµηση της αγγειοδιασταλτικής ικανότητας του ενδοθηλίου Α. Μελέτη της ενδοθηλιακής λειτουργίας στη στεφανιαία κυκλοφορία Β. Μελέτη της ενδοθηλιακής λειτουργίας στα αγγεία των άνω άκρων Γ. Μελέτη της αρτηριακής διατασιµότητας Ορολογικοί δείκτες της ενδοθηλιακής λειτουργίας Α. είκτες φλεγµονής Β. είκτες των µηχανισµών πήξης και ινωδόλυσης Μικρολευκωµατινουρία ΕΝ ΟΘΗΛΙΑΚΗ ΥΣΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ Παθογένεση της ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας Α. Οξειδωτικό stress Αποσύζευξη της enos Αλληλεπίδραση των ROS µε το µονοξείδιο του αζώτου Οξείδωση της LDL Άλλες δράσεις των ROS Β. Ενεργοποίηση της φλεγµονώδους διαδικασίας Γ. Ενεργοποίηση του µηχανισµού της πήξης. Αύξηση του shear stress Αίτια της ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας Ηλικία Άρρεν φύλο Κάπνισµα Αρτηριακή υπέρταση Υπερλιπιδαιµία Σακχαρώδης διαβήτης τύπου 2 Παχυσαρκία Υπεροµοκυστεϊναιµία Ενδοθηλιακή δυσλειτουργία και αθηροσκλήρωση Α. Έναρξη και εξέλιξη της αθηροσκληρωτικής διαδικασίας Οξειδωτικό stress και εξέλιξη της αθηροσκλήρωσης Φλεγµονή και εξέλιξη της αθηροσκλήρωσης Β. Οξείες εκδηλώσεις της αθηροσκλήρωσης Προγνωστική αξία της ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας Α. Αγγειοδιασταλτική ικανότητα του ενδοθηλίου Β. Ορολογικοί δείκτες της ενδοθηλιακής λειτουργίας είκτες φλεγµονής είκτες των µηχανισµών πήξης και ινωδόλυσης Γ. Μικρολευκωµατινουρία Ενδοθηλιακή δυσλειτουργία και στεφανιαία νόσος Οξέα στεφανιαία σύνδροµα Ενδοθηλιακή δυσλειτουργία και αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο Ενδοθηλιακή δυσλειτουργία και καρδιακή ανεπάρκεια Ενδοθηλιακή δυσλειτουργία και αρτηριακή υπέρταση

8 8 ΓΕΝΕΤΙΚΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ, ΕΝ ΟΘΗΛΙΟ ΚΑΙ ΑΘΗΡΟΣΚΛΗΡΩΣΗ Γονίδιο της enos και αθηροσκλήρωση Α. Πολυµορφισµός G894T ή Glu298Asp Β. Πολυµορφισµός T786C Γ. Πολυµορφισµός 4a/b στο ιντρόνιο 4. Άλλοι πολυµορφισµοί του γονιδίου της enos ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΑΣΘΕΝΕΙΣ ΚΑΙ ΜΕΘΟ ΟΙ ΕΙ ΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Εργαστηριακές µετρήσεις Προσδιορισµός του πολυµορφισµού G894T του γονιδίου της enos Άλλες παρακλινικές εξετάσεις Στατιστική ανάλυση ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΠΙΝΑΚΕΣ Οξύ έµφραγµα του µυοκαρδίου Αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο Αρτηριακή υπέρταση ΓΡΑΦΗΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗ ABSTRACT ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

9 9 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Το ενδοθήλιο αποτελεί ένα δυναµικό και ετερογενές σύστηµα που εκτείνεται σε όλο το αγγειακό δίκτυο και διαδραµατίζει κυρίαρχο ρόλο στη διατήρηση της οµοιοστασίας του καρδιαγγειακού συστήµατος µέσω της ρύθµισης της ροής του αίµατος, των µηχανισµών φλεγµονής και πήξης, της οξειδοαναγωγικής ισορροπίας και της αγγειογένεσης, αποτρέποντας παράλληλα την εµφάνιση και εξέλιξη της αθηροσκλήρωσης. Το ενδοθήλιο ασκεί τις πολύπλοκες δράσεις του κυρίως µέσω της σύνθεσης και απελευθέρωσης του µονοξειδίου του αζώτου (NO). Σήµερα είναι γνωστό το NO αποτελεί έναν από τους βασικότερους ρυθµιστές της οµοιοστασίας του ανθρώπινου οργανισµού και καταλαµβάνει κυρίαρχη θέση στους µηχανισµούς άµυνας έναντι της αγγειακής βλάβης, φλεγµονής, θρόµβωσης και αθηροσκλήρωσης. Στα ενδοθηλιακά κύτταρα το NO συντίθεται από την ενδοθηλιακή συνθετάση του ΝΟ (endothelial NO synthase, enos). Οι φυσιολογικές λειτουργίες του ενδοθηλίου µπορούν να διαταραχθούν από την επίδραση των παραγόντων καρδιαγγειακού κινδύνου, όπως του καπνίσµατος, της αρτηριακής υπέρτασης, της υπερλιπιδαιµίας, του σακχαρώδους διαβήτη, της παχυσαρκίας και της υπεροµοκυστεϊναιµίας. Οι παράγοντες καρδιαγγειακού κινδύνου προκαλούν ενδοθηλιακή δυσλειτουργία µέσω διαφόρων µηχανισµών, κυριότεροι εκ των οποίων είναι η πρόκληση οξειδωτικού stress, η διέγερση της φλεγµονής και του µηχανισµού της πήξης, η αύξηση του shear stress, αλλά και µε συνδυασµούς αυτών των µηχανισµών. Σήµερα θεωρείται ότι η ενδοθηλιακή δυσλειτουργία αποτελεί το πρώτο στάδιο της αθηροσκλήρωσης και τον συνδετικό κρίκο µεταξύ των ποικίλων παραγόντων καρδιαγγειακού κινδύνου και της ανάπτυξης της αθηροσκλήρωσης. Η ενδοθηλιακή δυσλειτουργία οδηγεί µε πολλούς µηχανισµούς τόσο στην εµφάνιση και εξέλιξη της αθηροσκληρωτικής νόσου όσο και στη ρήξη της αθηρωµατικής πλάκας και στην εµφάνιση των οξέων εκδηλώσεων της αθηροσκλήρωσης. Κεντρικό ρόλο σε όλους αυτούς τους µηχανισµούς διαδραµατίζει η ελαττωµένη βιοδιαθεσιµότητα του NO. Με δεδοµένο ότι η ενδοθηλιακή δυσλειτουργία προηγείται της εµφάνισης της αθηροσκλήρωσης, η εκτίµηση της ενδοθηλιακής λειτουργίας θα µπορούσε να αποτελέσει χρήσιµο δείκτη για την πρόβλεψη της εµφάνισης καρδιαγγειακής νόσου και εποµένως για την πρωτογενή πρόληψη. Επιπλέον, καθώς όλοι οι παράγοντες καρδιαγγειακού κινδύνου προκαλούν αθηροσκλήρωση µέσω της ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας, η εκτίµηση της τελευταίας υποστηρίζεται ότι µπορεί να αποτελέσει τον πιο ολοκληρωµένο δείκτη καρδιαγγειακού κινδύνου. Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η διερεύνηση της σηµασίας της ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας στην εµφάνιση οξέος εµφράγµατος του µυοκαρδίου και αγγειακού εγκεφαλικού επεισοδίου, καθώς και της σχέσης της ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας µε την αρτηριακή υπέρταση. Η εργασία διαιρέθηκε στα εξής µέρη: Στο γενικό µέρος γίνεται περιγραφή του ρόλο του ενδοθηλίου στην παθογένεια των καρδιαγγειακών νοσηµάτων µε ιδιαίτερη έµφαση στο ρόλο του NO. Για το σκοπό αυτό, αρχικά γίνεται αναφορά στο NO (σύνθεση, κινητική και µηχανισµοί δράσης) και στην συνέχεια στις φυσιολογικές λειτουργίες του ενδοθηλίου (ρύθµιση της ροής του αίµατος, των µηχανισµών φλεγµονής και πήξης, της οξειδοαναγωγικής ισορροπίας και της αγγειογένεσης). Ακολουθεί περιγραφή των κυρίων µεθόδων που χρησιµοποιούνται για την εκτίµηση της ενδοθηλιακής λειτουργίας (µέτρηση των µεταβολιτών του NO, εκτίµηση της αγγειοδιασταλτικής

10 10 ικανότητας του ενδοθηλίου, ορολογικοί δείκτες φλεγµονής, πήξης και ινωδόλυσης, µικρολευκωµατινουρία). Στην συνέχεια, γίνεται αναφορά στην ενδοθηλιακή δυσλειτουργία (παθογένεια, αιτιολογικοί παράγοντες) και στην σχέση της µε την εµφάνιση της αθηροσκλήρωσης γενικά και πιο συγκεκριµένα των κυριοτέρων εκδηλώσεων της τελευταίας, της στεφανιαίας νόσου και του αγγειακού εγκεφαλικού επεισοδίου. Τέλος, γίνεται και µια σύντοµη αναφορά στο γενετικό υπόβαθρο της ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας και της αθηροσκλήρωσης, µε επικέντρωση στο ρόλο του γονιδίου που κωδικοποιεί την ενδοθηλιακή συνθετάση του NO. Στο ειδικό µέρος και στην ενότητα ασθενείς και µέθοδοι περιγράφονται οι οµάδες των ασθενών και η οµάδα ελέγχου, οι παρακλινικές εξετάσεις που πραγµατοποιήθηκαν και ο τρόπος στατιστικής ανάλυσης των δεδοµένων. Ακολουθεί η ενότητα µε τα αποτελέσµατα της διατριβής και παρατίθενται οι σχετικοί πίνακες και γραφήµατα. Στην συνέχεια ακολουθεί η συζήτηση όπου σχολιάζονται τα αποτελέσµατα και γίνεται προσπάθεια ερµηνείας τους. Τέλος, στην περίληψη γίνεται συνοπτική αναφορά των αποτελεσµάτων και έπεται η παράθεση της βιβλιογραφίας. Ολόψυχες ευχαριστίες και βαθιά ευγνωµοσύνη οφείλω στον Καθηγητή κύριο Χρύσανθο Ζαµπούλη, ιευθυντή της Β Προπαιδευτικής Παθολογικής Κλινικής και επιβλέποντα της παρούσας διατριβής, για την ανάθεσή της και για την εµπιστοσύνη που µου έδειξε, καθώς και για τη συνεχή καθοδήγηση και επίβλεψή του σε όλα τα στάδια της µελέτης µέχρι την ολοκλήρωσή της. Ευχαριστώ επίσης θερµά τον Καθηγητή κύριο Γεώργιο Παρχαρίδη, ιευθυντή του Τοµέα Παθολογίας, για την ανεκτίµητη προσφορά του στην ολοκλήρωση της παρούσας µελέτης. Ιδιαίτερες ευχαριστίες οφείλω επίσης στον Καθηγητή κύριο Παράσχο Γκελερή, υπεύθυνο του Καρδιολογικού Τµήµατος της Β Προπαιδευτικής Παθολογικής Κλινικής, για τις ουσιαστικές και εποικοδοµητικές παρατηρήσεις του στο τέλος της µελέτης. Ευχαριστώ θερµά τον Οµότιµο Καθηγητή κύριο Αθανάσιο Κοντόπουλο για την ουσιαστική συµβολή του στην εκτέλεση και ολοκλήρωση αυτής της µελέτης. Ιδιαίτερες ευχαριστίες εκφράζω στον Αναπληρωτή Καθηγητή κύριο Αστέριο Καραγιάννη για την ανεκτίµητη συµπαράσταση και τις συνεχείς παροτρύνσεις του για την ολοκλήρωση της παρούσας µελέτης. Ευχαριστώ επίσης τον Αναπληρωτή Καθηγητή κύριο Ηλία Μπασαγιάννη για την ενθάρρυνσή του και για τις χρήσιµες υποδείξεις του. Ευχαριστίες οφείλω επίσης στον Αναπληρωτή Καθηγητή κύριο Γεώργιο Γιαννόγλου και στον Αναπληρωτή Καθηγητή κύριο Κωνσταντίνο Παλέτα για τις εύστοχες παρατηρήσεις τους στο τέλος της µελέτης. Θα ήθελα να εκφράσω τις θερµές µου ευχαριστίες στην Επίκουρη Καθηγήτρια Νεφρολογίας κυρία Αικατερίνη Παπαγιάννη για την ανεκτίµητη συµβολή της στη διενέργεια των εργαστηριακών εξετάσεων της µελέτης. Ολόψυχα ευχαριστώ τη Χηµικό κυρία Αικατερίνη Μπαλάσκα για την πολύτιµη συνδροµή της στους εργαστηριακούς προσδιορισµούς και στην αποθήκευση και επιµέλεια των δειγµάτων ορών των ασθενών. Ευχαριστώ θερµότατα την κυρία Σταυρούλα Ξενοφώντος, την κυρία Ναυσικά ηµητρίου και το ιευθυντή του Εργαστηρίου Νευρολογίας και Γενετικής της Κύπρου κύριο Μάριο Καριόλου για τον προσδιορισµό του πολυµορφισµού G894T του γονιδίου της enos. Ιδιαίτερες ευχαριστίες οφείλω στην Καρδιολόγο κυρία Ευαγγελία Κουντάνα για τη διενέργεια του υπερηχοκαρδιογραφικού ελέγχου των ασθενών της µελέτης.

11 11 Θα ήθελα επίσης να εκφράσω τις εγκάρδιες ευχαριστίες µου στην κυρία Ε. Καλούδη, γραµµατέα του Τοµέα Παθολογίας, και στην κυρία Τ. Παπαδοπούλου, γραµµατέα της Β Προπαιδευτικής Παθολογικής Κλινικής για την πολύτιµη γραµµατειακή τους υποστήριξη. Ολόψυχες ευχαριστίες θα ήθελα να εκφράσω σε όλους τους ιατρούς της Β Προπαιδευτικής Παθολογικής Κλινικής για τις πολύτιµες γνώσεις που µου µετέδωσαν. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω θερµότατα το νοσηλευτικό προσωπικό της Κλινικής για την αγαστή συνεργασία σε όλη τη διάρκεια της ειδικότητας. Η παρούσα διδακτορική διατροφή εκπονήθηκε µε υποτροφία του Ιδρύµατος Κρατικών Υποτροφιών, στο οποίο θα ήθελα να εκφράσω τις θερµές µου ευχαριστίες για την πολύπλευρη υποστήριξή του καθ όλη τη διάρκεια της µελέτης.

12 12 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

13 13 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το ενδοθήλιο αποτελεί ένα δυναµικό και ετερογενές σύστηµα που εκτείνεται σε όλο το αγγειακό δίκτυο και διαδραµατίζει κυρίαρχο ρόλο στη διατήρηση της οµοιοστασίας του καρδιαγγειακού συστήµατος µέσω της ρύθµισης της ροής του αίµατος, των µηχανισµών φλεγµονής και πήξης, της οξειδοαναγωγικής ισορροπίας και της αγγειογένεσης, αποτρέποντας παράλληλα την εµφάνιση και εξέλιξη της αθηροσκλήρωσης [1]. Το ενδοθήλιο είναι ουσιαστικά µια κυτταρική µονοστοιβάδα που περιλαµβάνει στον ενήλικα κύτταρα, ζυγίζει περίπου 1 kg, καλύπτει συνολική επιφάνεια 1-7 m 2 και επιτελεί τις πολυσχιδείς λειτουργίες του αφενός µέσω υποδοχέων της επιφάνειάς του και αφετέρου µέσω έκκρισης ενός µεγάλου αριθµού δραστικών ουσιών µε πολύπλοκες αυτοκρινείς, παρακρινείς και ενδοκρινείς δράσεις [1]. Ιστορικά, οι πρώτες µελέτες του καρδιαγγειακού συστήµατος πραγµατοποιήθηκαν από τον William Harvey ο οποίος το 1628 περιέγραψε την κυκλοφορία του αίµατος [2]. Στην συνέχεια, ο Malphigi υποστήριξε ότι υπάρχει διαχωρισµός µεταξύ αίµατος και ιστών και τεκµηρίωσε την ύπαρξη συστήµατος αγγείων εντός του οποίου κυκλοφορεί το αίµα [2]. Η πρώτη αναφορά στο ενδοθήλιο έγινε ουσιαστικά το 18 ο αιώνα από τον von Reckingausen, ο οποίος διαπίστωσε ότι τα αγγεία δεν είναι απλώς αγωγοί που διασχίζουν τους ιστούς αλλά επικαλύπτονται από κύτταρα [1]. Μόνο όµως πολύ αργότερα και πιο συγκεκριµένα το 1891, ο Heidenhahn υποστήριξε ότι το ενδοθήλιο αποτελεί ένα ενεργό κυτταρικό σύστηµα µε δυνατότητα έκκρισης ποικίλων ουσιών [1]. Το 1896, η διατύπωση του νόµου της τριχοειδικής ανταλλαγής από τον Starling ενίσχυσε περαιτέρω την άποψη ότι το ενδοθήλιο αντιπροσωπεύει έναν εκλεκτικό φυσικό φραγµό [1]. Τα ευρήµατα αυτά επιβεβαιώθηκαν από την µελέτη του αγγειακού τοιχώµατος µε ηλεκτρονικό µικροσκόπιο από τον Palade το 1953 και από τις λειτουργικές µελέτες του Gowan το 1959 που κατέδειξαν την ύπαρξη αλληλεπιδράσεων µεταξύ του ενδοθηλίου και των λεµφοκυττάρων στα µετατριχοειδικά φλεβίδια [2]. Στην συνέχεια, η ανάπτυξη τεχνικών καλλιέργειας των ενδοθηλιακών κυττάρων in vitro κατά τη δεκαετία του 1970 επέτρεψαν τη λεπτοµερέστερη µελέτη της ενδοθηλιακής λειτουργίας [3]. Ωστόσο, ήταν η διαπίστωση από τους Furchgott και Zawadzki το 1980 ότι το ενδοθήλιο είναι απαραίτητο για την αγγειοδιασταλτική δράση της ακετυλοχολίνης [4] και στην συνέχεια η ανακάλυψη της παραγωγής του µονοξειδίου του αζώτου (NO) από τα ενδοθηλιακά κύτταρα που αποτέλεσαν το έναυσµα για µεγάλο αριθµό πειραµατικών και κλινικών µελετών που οδήγησαν στη διαµόρφωση της τρέχουσας άποψης για το ενδοθήλιο ως κεντρικού ρυθµιστή της οµοιοστασίας του καρδιαγγειακού συστήµατος. Στην συνέχεια, θα περιγράψουµε το ρόλο του ενδοθηλίου στην παθογένεια των καρδιαγγειακών νοσηµάτων µε ιδιαίτερη έµφαση στο ρόλο του NO. Για το σκοπό αυτό, αρχικά θα αναφερθούµε στο NO (σύνθεση, κινητική και µηχανισµοί δράσης) και στην συνέχεια στις φυσιολογικές λειτουργίες του ενδοθηλίου (ρύθµιση της ροής του αίµατος, των µηχανισµών φλεγµονής και πήξης, της οξειδοαναγωγικής ισορροπίας και της αγγειογένεσης). Ακολούθως, θα περιγράψουµε τις κύριες µεθόδους που χρησιµοποιούνται για την εκτίµηση της ενδοθηλιακής λειτουργίας (µέτρηση των µεταβολιτών του NO, εκτίµηση της αγγειοδιασταλτικής ικανότητας του ενδοθηλίου, ορολογικοί δείκτες φλεγµονής, πήξης και ινωδόλυσης, µικρολευκωµατινουρία). Στην συνέχεια, θα αναφερθούµε στην ενδοθηλιακή δυσλειτουργία (παθογένεια, αιτιολογικοί παράγοντες) και στην σχέση της µε την εµφάνιση της αθηροσκλήρωσης γενικά και πιο συγκεκριµένα των κυριοτέρων

14 14 εκδηλώσεων της τελευταίας, της στεφανιαίας νόσου και του αγγειακού εγκεφαλικού επεισοδίου. Τέλος, θα κάνουµε και µια σύντοµη αναφορά στο γενετικό υπόβαθρο της ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας και της αθηροσκλήρωσης, µε επικέντρωση στο ρόλο του γονιδίου που κωδικοποιεί τη ενδοθηλιακή συνθετάση του NO.

15 15 ΜΟΝΟΞΕΙ ΙΟ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ Το ενδοθήλιο ασκεί τις πολύπλοκες δράσεις του κυρίως µέσω της σύνθεσης και απελευθέρωσης του NO [1,5]. Σήµερα είναι γνωστό το NO αποτελεί έναν από τους βασικότερους ρυθµιστές της οµοιοστασίας του ανθρώπινου οργανισµού και καταλαµβάνει κυρίαρχη θέση στους µηχανισµούς άµυνας έναντι της αγγειακής βλάβης, φλεγµονής, θρόµβωσης και αθηροσκλήρωσης [1,5]. Ωστόσο, ακόµη και µέχρι πριν λίγες δεκαετίες το NO θεωρούνταν ως ένας επιζήµιος ρυπαντής, παράγωγο της καύσης της βενζίνης και άλλων καυσίµων, υπεύθυνο για την όξινη βροχή και τη δηµιουργία της τρύπας του όζοντος [1,5]. Η αντίληψη αυτή άλλαξε ριζικά το 1980 µετά τα κλασσικά πειράµατα των Furchgott και Zawadski, οι οποίοι διαπίστωσαν ότι το ενδοθήλιο υπό την επίδραση ακετυλοχολίνης, ισταµίνης, ή βραδυκινίνης απελευθερώνει µια ασταθή και ευµετάβλητη ουσία που προκαλεί αγγειοδιαστολή των λείων µυϊκών ινών του αγγειακού τοιχώµατος, και την οποία ονόµασαν µυοχαλαρωτικό παράγοντα προερχόµενο από το ενδοθήλιο (endothelial derived relaxant factor) [4]. Το 1987, ο Palmer και οι συνεργάτες του κατέδειξαν ότι ο ανωτέρω παράγοντας είναι το ΝΟ [6]. Η µεγάλη σηµασία του NO φαίνεται και από την ανακήρυξή του σε µόριο της χρονιάς από το περιοδικό Science το 1992 και από την απονοµή του Nobel Φυσιολογίας ή Ιατρικής το 1998 στους Robert F. Furchgott, Louis J. Ignarro και Ferid Murad για τις ανακαλύψεις τους σχετικά µε «τις δράσεις του ΝΟ ως αγγελιοφόρου στο καρδιαγγειακό σύστηµα». Το NO είναι ένα µόριο µε µεγάλη ικανότητα διάχυσης αλλά βραχεία ηµιπερίοδο ζωής και η βιολογική δραστικότητά του καθορίζεται από την ισορροπία σύνθεσης, µεταφοράς, αποθήκευσης και αδρανοποίησής του [7]. Η συγκέντρωση του NO στον αγγειακό αυλό υπολογίζεται µεταξύ 0,1 και 10 µmol/l και εντός του αγγειακού τοιχώµατος µεταξύ 0,2 και 0,5 µmol/l [8]. ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΟΥ ΜΟΝΟΞΕΙ ΙΟΥ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ Το NO συντίθεται από µια οικογένεια τριών ενζύµων, τις συνθετάσες του NO (NO synthases, NOS), οι οποίες καταλύουν την οξείδωση της L-αργινίνης σε L- κιτρουλλίνη µε παράλληλη παραγωγή ισοµοριακής ποσότητας NO [9]. Η οικογένεια των NOS περιλαµβάνει κατά σειρά ανακάλυψης την νευρωνική NOS (neuronal NOS, nnos ή NOS1, µια πρωτεΐνη µε µοριακό βάρος 150 kda), την επαγώγιµη NOS (inducible NOS, inos ή NOS2, µοριακού βάρους 130 kda), και την ενδοθηλιακή NOS (endothelial NOS, enos ή NOS3, µοριακού βάρους 133 kda) [9]. Τα τρία αυτά ισοένζυµα κωδικοποιούνται από διαφορετικά γονίδια που εντοπίζονται στα χρωµοσώµατα 12, 17 και 7 αντίστοιχα και τα οποία θεωρείται ότι προέρχονται από ένα αρχικό κοινό γονίδιο [10]. Τα τρία ισοένζυµα της NOS έχουν 50-60% δοµική οµολογία µεταξύ τους και µε το κυτόχρωµα P-450 και περιέχουν αίµη [9]. Για να συνθέσουν NO, όλα χρησιµοποιούν µια πολύπλοκη σειρά βοηθητικών συµπαραγόντων και πιο συγκεκριµένα την αναχθείσα µορφή του φωσφορικού νικοτιναµιδοαδενινοδινουκλεοτιδίου (NADPH), φλαβινοµονονουκλεοτίδιο (FMN), φλαβινοαδενινοδινουκλεοτίδιο (FAD), καλµοδουλίνη και τετραϋδροβιοπτερίνη (BH 4 ) [9]. Όλες οι NOS συντίθενται ως µονοµερείς µορφές, οι οποίες όµως στερούνται την ικανότητα δέσµευσης L-αργινίνης και BH 4 και δεν µπορούν να συνθέσουν NO [9]. Ο διµερισµός τους είναι απαραίτητος για την σύνθεση του NO, είναι µη αναστρέψιµος και εξασφαλίζεται από την παρουσία της αίµης, µε αποτέλεσµα η καρβοξυτελική περιοχή του ενός µονοµερούς να συνδέεται µε την αµινοτελική περιοχή του άλλου [9,11]. Τέλος, η ρύθµιση των nnos και enos πραγµατοποιείται τόσο σε επίπεδο

16 16 µεταγραφής των γονιδίων τους (ρύθµιση της παραγόµενης ποσότητας του ενζύµου) όσο και µετά την µετάφραση του αγγελιοφόρου RNA τους (messenger RNA, mrna)(ρύθµιση της δραστικότητας του ενζύµου), ενώ η ρύθµιση της inos πραγµατοποιείται σχεδόν αποκλειστικά σε επίπεδο µεταγραφής [7]. Έτσι, η δράση των nnos και enos εξαρτάται από τις µεταβολές της ενδοκυττάριας συγκέντρωσης ασβεστίου ενώ η δράση της inos δεν επηρεάζεται από τις µεταβολές αυτές [9]. Τα τρία αυτά ισοένζυµα παρουσιάζουν διακριτή ιστική έκφραση αλλά όλα εκφράζονται στο καρδιαγγειακό σύστηµα. Α. Ενδοθηλιακή συνθετάση του NO Η σύνθεση της enos κωδικοποιείται από γονίδιο που εντοπίζεται στο χρωµόσωµα 7q35.36, έχει µέγεθος 21 χιλιάδες ζεύγη βάσεων (kb) και περιλαµβάνει 26 εξόνια [12]. Η αλληλουχία του καθορίστηκε το 1993 [12]. Στα ενδοθηλιακά κύτταρα η enos είναι το κυρίαρχο ισοένζυµο και είναι υπεύθυνη για το µεγαλύτερο ποσοστό NO που παράγεται από το ενδοθήλιο και για την πλειονότητα του NO στην συστηµατική κυκλοφορία [10,12]. Η εκλεκτικά αυξηµένη έκφραση της enos στα ενδοθηλιακά κύτταρα αποδίδεται στην εκλεκτικά αυξηµένη δραστικότητα του προαγωγέα του γονιδίου του enos στα κύτταρα αυτά [13]. Έκφραση της enos παρατηρείται επίσης στα αιµοπετάλια, στα ερυθρά αιµοσφαίρια, καθώς και σε διάφορα άλλα είδη κυττάρων που παράγουν συνεχώς NO [7]. Ωστόσο, η έκφραση της enos στα κύτταρα αυτά και συνεπώς και η παραγόµενη ποσότητα NO είναι πολύ µικρότερη σε σχέση µε τα ενδοθηλιακά κύτταρα [7]. οµή της enos Η enos έχει δύο διακριτές περιοχές, την καρβοξυτελική που έχει δράση αναγωγάσης και περιέχει τις δεσµευτικές θέσεις για τα NADPH, FAD, FMN και την καλµοδουλίνη και την αµινοτελική περιοχή µε δράση οξυγενάσης, η οποία περιέχει τις δεσµευτικές θέσεις για το οξυγόνο, την αίµη, την BH 4 και την L-αργινίνη [7,11]. Η αίµη συµβάλλει επίσης στη σύνδεση της L-αργινίνης και της BH 4 µε την enos [11]. Επίσης, η BH 4 και η L-αργινίνη ενισχύουν αµοιβαία την σύνδεσή τους µε την enos [11]. Η σύνθεση του NO από την enos πραγµατοποιείται µε διαδοχική µεταφορά ηλεκτρονίων, µε εναρκτήριο γεγονός την σύνδεση της NADPH στην enos [7,11]. Στην συνέχεια, τα ηλεκτρόνια µεταφέρονται από το NADPH στο FAD, µετά στο FMN, και από εκεί στην αίµη µε αποτέλεσµα την µετατροπή του τρισθενούς σιδήρου της αίµης (Fe +3 ) σε δισθενή (Fe +2 ), ο οποίος συνδέει και ενεργοποιεί το οξυγόνο, το οποίο υδροξυλιώνει την L-αργινίνη σε ένα ενδιάµεσο παράγωγο που παραµένει συνδεδεµένο στην enos [7,11]. Στην συνέχεια η ίδια διαδικασία επαναλαµβάνεται και η υδροξυλιωµένη L-αργινίνη οξειδώνεται σε L-κιτρουλλίνη µε παράλληλη παραγωγή NO [11]. Ρύθµιση της λειτουργίας της enos Σε µετα-µεταφραστικό επίπεδο, η δραστηριότητα της enos ρυθµίζεται µε 6 διαφορετικούς µηχανισµούς: άµεσες πρωτεϊνικές αλληλεπιδράσεις, προσθήκη λιπαρών οξέων, δράση της καλµοδουλίνης, φωσφορυλίωση, γλυκοζυλίωση και διαθεσιµότητα των απαραίτητων συνενζύµων και υποστρωµάτων [14]. Στις πρωτεϊνικές αλληλεπιδράσεις περιλαµβάνεται η σύνδεση της enos µε εξειδικευµένες πρωτεΐνες [15]. Εξέχουσα θέση στον ρυθµιστικό αυτό µηχανισµό κατέχει η καβεολίνη (caveolin), η οποία συνδέεται µε την enos και είναι η κύρια υπεύθυνη πρωτεΐνη για την αναστολή της δράσης της enos [9]. Οι καβεολίνες είναι

17 17 απαραίτητες για τον σχηµατισµό και τη σταθεροποίηση των λείων κυστιδίων (caveolae), στα οποία εντοπίζεται σχεδόν το σύνολο της enos [16]. Τα caveolae είναι µικρές εγκολπώσεις της κυτταροπλασµατικής µεµβράνης (διάµετρος nm) που διαδραµατίζουν καθοριστικό ρόλο στην µεταφορά µηνυµάτων εντός των κυττάρων καθώς περιέχουν περισσότερα από 50 είδη πρωτεϊνών [17]. Η εντόπιση της enos στα caveolae ταυτόχρονα καταστέλλει αλλά και επάγει τη δράση της (the caveolar paradox)[18]. Πράγµατι, αφενός η αυξηµένη παρουσία των caveolae επιτρέπει αυξηµένη έκφραση της enos και διευκολύνει την έκθεσή της στους διεγέρτες της [17,18]. Επιπλέον, τα caveolae περιέχουν µεταφορείς για την L- αργινίνη [17,18]. Αφετέρου όµως, η καβεολίνη αναστέλλει τη δράση της enos παρεµβαλλόµενη στη διακίνηση των ηλεκτρονίων εντός αυτής [17]. Η άρση αυτής της αναστολής επιτυγχάνεται µε αύξηση της ενδοκυττάριας συγκέντρωσης ασβεστίου, η οποία ενεργοποιεί την καλµοδουλίνη µε αποτέλεσµα αποσύνδεση της enos από την καβεολίνη και παραγωγή NO [17,18]. Η προσθήκη λιπαρών οξέων είναι απαραίτητη για την σύνδεση της enos µε τα caveolae και είναι είτε αντιστρεπτή (µε σύνδεση παλµιτικού οξέος) είτε µη αναστρέψιµη (µε σύνδεση µυριστικού οξέος) [19]. Η παρατεταµένη ενεργοποίηση της enos οδηγεί σε απόσπαση του παλµιτικού οξέος και επανασύνδεση της enos µε την καβεολίνη µε αποτέλεσµα αδρανοποίησή της [9]. Η καλµοδουλίνη είναι απαραίτητος συµπαράγοντας της enos και επιταχύνει την µετακίνηση ηλεκτρονίων εντός της enos [11]. Όπως αναφέρθηκε, η αύξηση της ενδοκυττάριας συγκέντρωσης ασβεστίου ενεργοποιεί την καλµοδουλίνη µε αποτέλεσµα αποσύνδεση της enos από την καβεολίνη και παραγωγή NO [17,18]. Το ενεργοποιηµένο σύµπλεγµα enos-καλµοδουλίνης παράγει NO έως ότου η ενδοκυττάρια συγκέντρωση ασβεστίου ελαττωθεί κάτω από έναν ουδό που επιτρέπει τη διατήρηση της σύνδεσής του µε την καλµοδουλίνη [9]. Τότε, η καλµοδουλίνη αποσπάται από την enos, η οποία επανασυνδέεται µε την καβεολίνη και διακόπτεται η δράση της [20]. Η enos ενεργοποιείται επίσης µε φωσφορυλίωση, για την οποία είναι επίσης απαραίτητη η εντόπιση της enos στα caveolae [21]. Τέλος, η διαθεσιµότητα των απαραίτητων συνενζύµων και υποστρωµάτων είναι καθοριστικός ρυθµιστικός παράγοντας της δράσης της enos [7]. Όσον αφορά την L-αργινίνη, η βιοδιαθεσιµότητά της καθορίζεται από την εξωγενή πρόσληψη και ενδογενή σύνθεσή της, την µεταφορά της ενδοκυτταρίως και τη διάσπασή της από την αργινάση σε ορνιθίνη και ουρία [22]. Υπό φυσιολογικές συνθήκες, η ενδοκυττάρια συγκέντρωση της L-αργινίνης είναι υπερεπαρκής για τη δράση της enos [23]. Η ΒΗ 4 είναι επίσης σηµαντικός ρυθµιστής της δράσης της enos και είναι απαραίτητη για την παραγωγή NO [24]. Το µεγαλύτερο ποσοστό BH 4 στο καρδιαγγειακό σύστηµα (>60%) εντοπίζεται στα ενδοθηλιακά κύτταρα [25]. Ο ρόλος της BH 4 στην παραγωγή του NO δεν έχει διευκρινιστεί πλήρως, αλλά θεωρείται ότι λειτουργεί ως πρόσθετος δότης ηλεκτρονίων κατά την ενεργοποίηση του οξυγόνου [11]. ιεγέρτες και αναστολείς της enos Αν και αρχικά θεωρήθηκε ότι η enos συνθέτει NO µε ένα σταθερό ρυθµό, στην συνέχεια διαπιστώθηκε ότι µια πλειάδα νευροορµονικών και µηχανικών ερεθισµάτων µπορούν να τροποποιήσουν τη δραστικότητά της [10,11,14]. Το κύριο φυσιολογικό ερέθισµα για την παραγωγή NO από την enos στα ενδοθηλιακά κύτταρα είναι το shear stress (διατµητική τάση) [26,27]. Το shear stress ασκείται συνεχώς στα ενδοθηλιακά κύτταρα και η έντασή του εξαρτάται από τη

18 18 διατοιχωµατική βαθµίδωση πίεσης και τη διάµετρο του αγγειακού τοιχώµατος, µε αποτέλεσµα να είναι εντονότερο στα αρτηριόλια και τα φλεβίδια [1,28]. Το shear stress αυξάνει σηµαντικά την σύνθεση της enos δρώντας σε ειδική αλληλουχία του προαγωγέα του γονιδίου της και αυξάνοντας έτσι την µεταγραφή του [29]. Επιπλέον, αυξάνει και τη δραστικότητα της enos µέσω φωσφορυλίωσης [26]. Επίσης, το shear stress αυξάνει την µεταφορά L-αργινίνης στα ενδοθηλιακά κύτταρα [30]. Εκτός από το shear stress, και άλλοι µεσολαβητές διεγείρουν την enos µέσω φωσφορυλίωσης (ινσουλίνη, οιστρογόνα, βραδυκινίνη) [7]. Οι περισσότεροι όµως διεγέρτες της enos δρουν µέσω αύξησης της ενδοκυττάριας συγκέντρωσης ασβεστίου (βραδυκινίνη, ισταµίνη, ουσία P) [7]. Αντίθετα, η enos καταστέλλεται από την ενδοθηλίνη, τη σεροτονίνη, την αγγειοτενσίνη ΙΙ, τη διέγερση των α 1 αδρενεργικών υποδοχέων [7], καθώς και από την παρουσία φλεγµονής στο αγγειακό τοίχωµα [31]. Η enos καταστέλλεται επίσης από ασύµµετρα µεθυλιωµένα παράγωγα της L-αργινίνης που παράγονται κατά τον καταβολισµό των πρωτεϊνών, κυρίως την ασύµµετρη διµεθυλαργινίνη (asymmetric dimethylarginine, ADMA) [7,32]. Η ADMA ανταγωνίζεται την L-αργινίνη στην σύνδεσή της µε την enos [32]. Ο ανταγωνισµός αυτός αποτελεί εν µέρει φυσιολογικό ρυθµιστικό µηχανισµό, καθώς, η αύξηση της συγκέντρωση του NO αναστέλλει την αποικοδόµηση της ADMA µε αποτέλεσµα άθροισή της και αναστολή της enos [33]. Επιπλέον, οι αυξηµένες συγκεντρώσεις NO αναστέλλουν την enos και µε άλλους µηχανισµούς, όπως προκαλώντας διάσπαση της ενεργού διµερούς µορφής του ενζύµου σε ανενεργά µονοµερή [34] και ελαττώνοντας την ενδοκυττάρια συγκέντρωση ασβεστίου [35], δηµιουργώντας έτσι πολλαπλά κυκλώµατα αρνητικής παλίνδροµης ρύθµισης. Β. Νευρωνική συνθετάση του NO Η σύνθεση της nnos κωδικοποιείται από γονίδιο που εδράζεται στο χρωµόσωµα 12q24.2, έχει µέγεθος 100 kb και περιλαµβάνει 28 εξόνια [36]. Η nnos εκφράζεται στο κεντρικό και περιφερικό νευρικό σύστηµα αλλά και στο καρδιαγγειακό, µυοσκελετικό, γαστρεντερικό, αναπνευστικό και ουροποιογεννητικό σύστηµα [36]. Στα φυσιολογικά αγγεία, η nnos ανιχνεύεται στους νευρώνες του έξω χιτώνα [37], στις λείες µυϊκές ίνες του µέσου χιτώνα [38] και στα ενδοθηλιακά κύτταρα [39]. Η nnos παρουσιάζει σταθερή δραστικότητα και παράγει µικρές ποσότητες NO [40]. Οι µηχανισµοί ρύθµισης της σύνθεσης και δράσης της nnos στο καρδιαγγειακό σύστηµα είναι εν πολλοίς άγνωστοι [15,40]. Επιπλέον, ο ρόλος της στην παραγωγή NO από το ενδοθήλιο παραµένει ασαφής [37]. Γ. Επαγώγιµη συνθετάση του NO Η σύνθεση της inos κωδικοποιείται από γονίδιο που εδράζεται στο χρωµόσωµα 17cen-q11.2, έχει µέγεθος 37 kb και περιλαµβάνει 26 εξόνια [41]. Υπό φυσιολογικές συνθήκες, η inos εκφράζεται σε πολύ περιορισµένο βαθµό στις λείες µυϊκές ίνες του αγγειακού τοιχώµατος και στην µυελώδη µοίρα των νεφρών [42]. Επίσης, και σε αντίθεση µε την enos, η ενδοκυττάρια συγκέντρωση L-αργινίνης υπό βασικές συνθήκες δεν είναι επαρκής για να δράσει η inos [23]. Εντούτοις, µε την επίδραση της υποξίας και φλεγµονωδών ερεθισµάτων (ιντερφερόνη-γ (interferon, IFN), ιντερλευκίνη (interleukin, IL)-1β, παράγοντας νέκρωσης των όγκων (tumor necrosis factor, TNF)-α, λιποπολυσακχαρίδη), η inos εκφράζεται στα µακροφάγα αλλά και σε πολλά άλλα είδη κυττάρων (µυοκαρδιακά κύτταρα, ενδοθηλιακά

19 19 κύτταρα) και παράγει µεγάλες ποσότητες NO [7]. Το παραγόµενο NO συµµετέχει ενεργά και ευεργετικά στους αµυντικούς µηχανισµούς ενάντια στη λοίµωξη και τη φλεγµονή [7,10]. Ωστόσο, ο ρόλος της inos µπορεί να αποδειχτεί επιζήµιος σε βαρέως πάσχοντες ασθενείς, καθώς τα υπέρµετρα αυξηµένα επίπεδα NO µπορεί να συµβάλλουν στην εκδήλωση ανεξέλεγκτης φλεγµονώδους αντίδρασης µε αποτέλεσµα ηπατική βλάβη, καταστολή της µυοκαρδιακής συσταλτικότητας και τελικά σηπτική καταπληξία [43]. Όσον αφορά την συµµετοχή της inos στο καρδιαγγειακό σύστηµα, δε φαίνεται να είναι σηµαντική καθώς ποντίκια µε εξάλειψη του γονιδίου της inos δεν παρουσιάζουν υπέρταση [44] ούτε αυξηµένη αθηροσκλήρωση [45]. ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΤΟΥ ΜΟΝΟΞΕΙ ΙΟΥ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ Το NO, ως υδρόφοβο αέριο, διαχέεται ελεύθερα δια µέσου των κυτταρικών µεµβρανών µετά την σύνθεσή του και µετακινείται τόσο εντός του αγγειακού τοιχώµατος όσο και στον αγγειακό αυλό για να ασκήσει τις δράσεις του [6,7]. Πρέπει να τονιστεί όµως ότι το NO δεν παράγεται τοπικά στην µικροκυκλοφορία από τα ενδοθηλιακά κύτταρα αλλά µεταφέρεται εκεί από την αιµοσφαιρίνη [46]. Πιο συγκεκριµένα, το NO συνδέεται οµοιοπολικά µε την αίµη της αιµοσφαιρίνης των ερυθρών αιµοσφαιρίων (διαδικασία S-nitrosylation) και κατά τη διέλευση του αίµατος από τα τριχοειδή απελευθερώνεται από αυτήν µε αποτέλεσµα αγγειοδιαστολή, αύξηση της αιµατικής ροής κι ενίσχυση της απόδοσης οξυγόνου στους ιστούς [46]. Στη φλεβική κυκλοφορία, το NO επανασυνδέεται µε τη δεοξυαιµοσφαιρίνη [7]. Εκτός από την αιµοσφαιρίνη, το NO συνδέεται και µε τις πρωτεΐνες του πλάσµατος, κυρίως µε τη λευκωµατίνη, οι οποίες το µεταφέρουν και το αποδίδουν στους ιστούς [47]. Τέλος, το NO κυκλοφορεί εντός του πλάσµατος και σε ελεύθερη µορφή [48]. ΚΑΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΜΟΝΟΞΕΙ ΙΟΥ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ Εκτός από την οµοιοπολική σύνδεσή του µε την αιµοσφαιρίνη, το NO µπορεί να υποστεί οξείδωση από την οξυαιµοσφαιρίνη µε σχηµατισµό µεθαιµοσφαιρίνης και - NO 3 (nitrate) [7]. Η εν λόγω αντίδραση θεωρείται η κύρια οδός εξουδετέρωσης του NO in vivo [49]. Οι ελεύθερες ρίζες οξυγόνου, κυρίως το ανιόν του σουπεροξειδίου (O 2 ), διαδραµατίζουν επίσης σηµαντικό ρόλο στην εξουδετέρωση του NO, ακόµα και σε φυσιολογικές συνθήκες [7]. Επί παρουσίας χαµηλών συγκεντρώσεων O 2, το NO αντιδρά κυρίως µε µοριακό οξυγόνο (O 2 ), µε αποτέλεσµα την σύνθεση NO 2 [7]. Το NO 2 µπορεί να υποστεί διµερισµό µε σχηµατισµό N 2 O 4, το οποίο στην συνέχεια υδρολύεται σε ισοµοριακές ποσότητες NO 2 (nitrite) και NO 3 [7]. Κυρίως όµως το NO 2 αντιδρά µε NO και σχηµατίζεται N 2 O 3, το ποίο υδρολύεται σε NO 2 [7]. Επί παρουσίας υψηλών συγκεντρώσεων O 2, το NO αντιδρά κυρίως µε O 2 και σχηµατίζεται υπεροξυνιτρίτης (ONOO ), ο οποίος κυρίως διασπάται σε NO 3 ενώ σε µικρότερο ποσοστό µπορεί να µετατραπεί σε NO 2 και ρίζα υδροξυλίου (OH ) [7]. ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΡΑΣΗΣ ΤΟΥ ΜΟΝΟΞΕΙ ΙΟΥ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ Ο κύριος µηχανισµός δράσης του NO είναι η ενεργοποίηση της γουανυλοκυκλάσης µε αποτέλεσµα αύξηση της συγκέντρωσης του δεύτερου αγγελιοφόρου κυκλικού GMP στα κύτταρα-στόχους και τελικά ελάττωση της ενδοκυττάριας συγκέντρωσης ασβεστίου [32]. Τα τελευταία όµως χρόνια, ως εξίσου

20 20 σηµαντικός µηχανισµός δράσης του NO έχει αναδειχτεί η σύνδεσή του µε θειϊκές οµάδες της κυστεΐνης των πρωτεϊνών, διαδικασία που χαρακτηρίζεται ως S- nitrosylation και είναι ανεξάρτητη της οδού της γουανυλοκυκλάσης [50]. Μέσω της οδού αυτής, το NO αντιδρά µε µεγάλο αριθµό πρωτεϊνών µε ποικίλους ρόλους (µεµβρανικοί υποδοχείς, δίαυλοι ιόντων, πρωτεΐνες G, κυτταροπλασµατικά ένζυµα, µεταγραφικοί παράγοντες) και ρυθµίζει τη δράση τους [50,51]. Στην S-nitrosylation συµµετέχουν εκτός από το ίδιο το NO και µεταβολίτες του, όπως το N 2 O 3 [51]. Ο ρυθµός της S-nitrosylation καθορίζεται από την συγκέντρωση του NO και των πρωτεϊνών που συµµετέχουν στην αντίδραση αλλά και από την τοπογραφική τους σχέση εντός του κυττάρου, καθώς ορισµένες πρωτεΐνες-στόχοι εντοπίζονται πλησίον της enos [7,51]. Αντίθετα, τόσο η S-nitrosylation όσο και η αποσύνδεση του NO από τις πρωτεΐνες-στόχους δεν απαιτεί την συµµετοχή ενζύµων [7,51].

21 21 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΤΟΥ ΕΝ ΟΘΗΛΙΟΥ ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΗΣ ΡΟΗΣ ΤΟΥ ΑΙΜΑΤΟΣ Το ενδοθήλιο κατέχει κυρίαρχη θέση στη ρύθµιση της ροής του αίµατος [1]. Λόγω της στρατηγικής θέσης του, έχει τη δυνατότητα άµεσης ανίχνευσης των αιµοδυναµικών και µηχανικών αλλαγών (όπως το shear stress) ενώ παράλληλα υφίσταται άµεσα την επίδραση δραστικών µορίων (όπως η ακετυλοχολίνη) [1]. Σε απάντηση, το ενδοθήλιο εκκρίνει ένα σύνολο δραστικών ουσιών που ρυθµίζουν τον αγγειακό τόνο και συνεπώς την ροή του αίµατος και την αρτηριακή πίεση [1]. Μεταξύ αυτών περιλαµβάνονται αγγειοδιασταλτικές ουσίες όπως το NO, η προστακυκλίνη (PGI 2 ) και ο υπερπολωτικός παράγοντας του ενδοθηλίου (endothelium-derived hyperpolarizing factor) και αγγειοσυσπαστικές ουσίες όπως η ενδοθηλίνη, η αγγειοτενσίνη ΙΙ, η θροµβοξάνη Α 2, η προσταγλανδίνη H 2 και ο παράγοντας ενεργοποίησης των αιµοπεταλίων (platelet activating factor, PAF) [1]. Η ισορροπία αγγειοσυπαστικών και αγγειοδιασταλτικών ουσιών είναι εκείνη που καθορίζει τον αγγειακό τόνο κι επιτρέπει τη διατήρηση της οµοιοστασίας στο αγγειακό δίκτυο [5]. Οι ανωτέρω ουσίες δεν αποθηκεύονται εντός των κυττάρων αλλά η ρύθµιση της δράσης τους επιτυγχάνεται µέσω της ρύθµισης της µεταγραφής των γονιδίων που κωδικοποιούν την σύνθεσή τους, µέσω της εκλεκτικής εντόπισης των υποδοχέων τους σε συγκεκριµένα κύτταρα-στόχους και µέσω του ταχύτατου καταβολισµού τους [1]. Όσον αφορά τη ρύθµιση του βασικού αγγειακού τόνου, αυτή επιτυγχάνεται τόσο στις αρτηρίες µε λειτουργία αεροθαλάµου όσο και στις αρτηρίες αντίστασης µέσω της έκκρισης του ΝΟ, όπως διαπιστώθηκε αρχικά σε πειράµατα σε ζώα [52] και στην συνέχεια στα στεφανιαία αγγεία ανθρώπων [53]. Στη ρύθµιση του βασικού αγγειακού τόνου συµµετέχουν επίσης η ενδοθηλίνη-1 [54] και η αγγειοτενσίνη II [55]. Ο ρόλος του µονοξειδίου του αζώτου στη ρύθµιση της ροής του αίµατος Το NO είναι ο κυριότερος αγγειοδιασταλτικός παράγοντας που παράγεται από το ενδοθήλιο και ο ρόλος του είναι ζωτικός στη ρύθµιση του αγγειακού τόνου [56,57]. Μέσω της ρύθµισης του αγγειακού τόνου, το NO ρυθµίζει τη ροή του αίµατος, τις περιφερικές αγγειακές αντιστάσεις και την αρτηριακή πίεση [58,59]. Το NO προκαλεί αγγειοδιαστολή ενεργοποιώντας την γουανυλοκυκλάση των λείων µυϊκών ινών του αγγειακού τοιχώµατος [32,57]. Η παραγωγή του NO και συνεπώς η αγγειοδιασταλτική δράση του είναι συνεχής κι έτσι συµµετέχει ενεργά στη ρύθµιση του αγγειακού τόνου σε κατάσταση ηρεµίας [60,61]. Εκτός από τη ρύθµιση του βασικού αγγειακού τόνου, η αύξηση της αιµατικής ροής, όπως κατά τη διάρκεια της άσκησης, λόγω της παράλληλης αύξησης του shear stress αυξάνει περαιτέρω την παραγωγή του NO, το οποίο έτσι συµβάλλει καθοριστικά στην εµφάνιση αγγειοδιαστολής και εποµένως στην µείωση των περιφερικών αντιστάσεων. Ο µηχανισµός αυτός συµβάλλει καθοριστικά στη ρύθµιση της αρτηριακής πίεσης [62], µειώνει το καρδιακό έργο [27], επιτυγχάνει αύξηση της αιµατικής ροής κατά την άσκηση [63] και ταυτόχρονα αποτρέπει την υπέρµετρη αύξηση του shear stress [59]. Επιπλέον, όπως έχει ήδη αναφερθεί, µια πληθώρα δραστικών µορίων αυξάνουν ή ελαττώνουν την σύνθεση του NO, το οποίο συµβάλλει έτσι στην λεπτή ρύθµιση της αιµατικής ροής σε διάφορες συνθήκες. Το NO προκαλεί αγγειοδιαστολή και εµµέσως, αναστέλλοντας την σύνθεση ή ανταγωνιζόµενο τη δράση αγγειοσυσπαστικών ουσιών. Πιο συγκεκριµένα, το ΝΟ

22 22 ελαττώνει την σύνθεση της ενδοθηλίνης-1 [64] αλλά και τη διάρκεια δράσης της [65]. Επίσης, το NO ελαττώνει έµµεσα την σύνθεση αγγειοτενσίνης ΙΙ καταστέλλοντας την έκκριση ρενίνης [66] και την σύνθεση του µετατρεπτικού ενζύµου της αγγειοτενσίνης (ΜΕΑ) [67], ενώ παράλληλα ελαττώνει και την έκφραση των AT 1 υποδοχέων στις λείες µυϊκές ίνες του αγγειακού τοιχώµατος [68]. Εκτός από τη δράση του στον αγγειακό τόνο, το NO ρυθµίζει την κυκλοφορία του αίµατος µέσω των επιδράσεών του στην ελαστικότητα των µεγάλων αρτηριών [69], στην συσταλτικότητα του µυοκαρδίου [70], στους νεφρούς [71] και στο αυτόνοµο νευρικό σύστηµα [72]. Η ελαστικότητα των µεγάλων αρτηριών συµµετέχει ενεργά στο δυναµικό έλεγχο της καρδιακής λειτουργίας και καθορίζεται από τον τόνο των λείων µυϊκών ινών, τα δοµικά στοιχεία του αγγειακού τοιχώµατος (κυρίως ελαστίνη και κολλαγόνο) και την πίεση που ασκείται στο τοίχωµα από τη ροή του αίµατος [69]. Το NO αυξάνει την ελαστικότητα και διατασιµότητα των µεγάλων αρτηριών τόσο άµεσα [73] όσο και ελαττώνοντας τον τόνο των λείων µυϊκών ινών, ο οποίος ρυθµίζει εν µέρει και την ελαστικότητα των αρτηριών [74]. Στα µυοκαρδιακά κύτταρα, το NO ρυθµίζει την κατανάλωση οξυγόνου, τη σύζευξη διέγερσης-συστολής και τον πολλαπλασιασµό τους [75]. Το NO ελαττώνει τη θετική ινότροπη δράση των κατεχολαµινών [76]. Επίσης, το NO ρυθµίζει έµµεσα την καρδιακή λειτουργία επηρεάζοντας τις περιφερικές αντιστάσεις και την αιµατική ροή στα στεφανιαία αγγεία [77]. Τέλος, το NO προστατεύει την καρδιά από τη διαδικασία του remodeling που εµφανίζεται σε παθολογικές καταστάσεις [78]. Στους νεφρούς, το NO προκαλεί διούρηση και νατριούρηση µέσω αγγειοδιαστολής, ενώ αναστέλλει και άµεσα την σωληναριακή επαναρρόφηση του νατρίου [79]. Στους φλοιώδεις νεφρώνες ασκεί αγγειοδιασταλτική δράση κυρίως στο προσαγωγό αρτηρίδιο ενώ στους παραµυελικούς νεφρώνες δρα και στο προσαγωγό και στο απαγωγό αρτηρίδιο [79]. Οι δράσεις αυτές είναι άµεσες, από το ενδονεφρικά παραγόµενο NO [80], αλλά και έµµεσες λόγω της ελάττωσης της αρτηριακής πίεσης που προκαλεί το NO που παράγεται στην συστηµατική κυκλοφορία [79]. Όπως στην συστηµατική κυκλοφορία έτσι και στους νεφρούς το NO ανταγωνίζεται την αγγειοσυσπαστική δράση της αγγειοτενσίνης ΙΙ και ιδιαίτερα στους φλοιώδεις νεφρώνες [81]. Επιπλέον, η σχετικά εκλεκτική δράση του NO στο προσαγωγό αρτηρίδιο ευθύνεται για την εντονότερη αγγειοσυσπαστική δράση της αγγειοτενσίνης II στο απαγωγό αρτηρίδιο [82]. Τέλος, το NO ανταγωνίζεται την ινωτική δράση στο σπείραµα και το διαµεσοσωληναριακό ιστό της αγγειοτενσίνης II και του TGF-β (transforming growth factor) [83]. Τέλος, το NO λειτουργώντας ως νευροδιαβιβαστής τόσο στο κεντρικό νευρικό σύστηµα όσο και στα περιφερικά νεύρα συµµετέχει στη ρύθµιση της δραστηριότητας του αυτόνοµου νευρικού συστήµατος [72]. Το NO ελαττώνει τη δραστηριότητα του συµπαθητικού νευρικού συστήµατος [84] κι ενισχύει τη δράση του παρασυµπαθητικού νευρικού συστήµατος [72] προκαλώντας και µε τον έµµεσο αυτό τρόπο αγγειοδιαστολή. Ο ρόλος άλλων ουσιών που παράγονται από το ενδοθήλιο στη ρύθµιση της ροής του αίµατος Τα ενδοθηλιακά κύτταρα συνθέτουν και εκκρίνουν ενδοθηλίνη-1, µια από τις ισχυρότερες ενδογενείς αγγειοσυσπαστικές ουσίες, η οποία συµβάλλει στη ρύθµιση του βασικού αγγειακού τόνου και της αρτηριακής πίεσης [85-87]. Επιπλέον, η σύνθεση της ενδοθηλίνης-1 αυξάνεται υπό την επίδραση του shear stress, υποξίας και

23 23 ισχαιµίας [86,87]. Η ενδοθηλίνη-1 είναι το κυριότερο µέλος της οικογένειας των ενδοθηλινών, η οποία περιλαµβάνει πεπτίδια µε 21 αµινοξέα που παράγονται από µια ποικιλία κυττάρων [86,87]. Μετά την σύνθεσή της, η ενδοθηλίνη-1 δεν αποθηκεύεται στα ενδοθηλιακά κύτταρα αλλά εκκρίνεται από αυτά, συνδέεται στον υποδοχέα της που εµφανίζει έντονη έκφραση στις λείες µυϊκές ίνες του αγγειακού τοιχώµατος, µε αποτέλεσµα αύξηση της ενδοκυττάριας συγκέντρωσης του ασβεστίου και τελικά αύξηση του τόνου των λείων µυϊκών ινών [86,87]. Αξίζει να σηµειωθεί ότι η δράση της ενδοθηλίνης-1 διατηρείται και µετά την αποσύνδεσή της από τον υποδοχέα της, λόγω της διατήρησης της επίδρασής της στην ενδοκυττάρια συγκέντρωση του ασβεστίου [86,87]. Η ενδοθηλίνη-1 ενισχύει τη δράση και άλλων αγγειοσυσπαστικών ουσιών, όπως της αγγειοτενσίνης ΙΙ και των κατεχολαµινών [86,87]. Στους νεφρούς τέλος, πέραν της αγγειοσύσπασης των νεφρικών αγγείων, η ενδοθηλίνη-1 προκαλεί σύσπαση των µεσαγγειακών κυττάρων, υπερπλασία των κυττάρων του σπειράµατος και επάγει την εναπόθεση κολλαγόνου [88]. Είναι γνωστό ότι το σύστηµα ρενίνης-αγγειοτενσίνης-αλδοστερόνης (ΣΡΑΑ) διαδραµατίζει κυρίαρχο ρόλο στη ρύθµιση της οµοιοστασίας ύδατος και ηλεκτρολυτών στον ανθρώπινο οργανισµό [89]. Η πρώτη δραστική ουσία του συστήµατος αυτού, η ρενίνη, εκκρίνεται από την παρασπειραµατική συσκευή στους νεφρούς σε καταστάσεις υποογκαιµίας, ελαττωµένης ωσµωτικότητας και διέγερσης του συµπαθητικού νευρικού συστήµατος [89]. Η ρενίνη διασπά το ανενεργό δεκαπεπτίδιο αγγειοτενσινογόνο, το οποίο συντίθεται στο ήπαρ, σε αγγειοτενσίνη Ι [89]. Εκτός από το συστηµατικό ΣΡΑΑ, πλήρως λειτουργικά συστήµατα ρενίνηςαγγειοτενσίνης υπάρχουν και τοπικά στους ιστούς, τα οποία ασκούν αυτοκρινείς και παρακρινείς δράσεις [90]. Στο ενδοθήλιο υπάρχει επίσης τοπικό σύστηµα ρενίνηςαγγειοτενσίνης το οποίο συµµετέχει ενεργά στη ρύθµιση της αρτηριακής πίεσης [91]. Επιπλέον, στην επιφάνεια των ενδοθηλιακών κυττάρων εντοπίζεται το ΜΕΑ, το οποίο διασπά την αγγειοτενσίνη Ι τόσο του συστηµατικού όσο και των τοπικών ΣΡΑΑ στο ενεργό οκταπεπτίδιο αγγειοτενσίνη ΙΙ, το τελικό δραστικό προϊόν του ΣΡΑΑ [60,92]. Οι δράσεις της αγγειοτενσίνης ΙΙ ασκούνται µέσω των υποδοχέων της, AT 1 και AT 2 [93]. Οι AT 1 υποδοχείς είναι οι κύριοι υποδοχείς της αγγειοτενσίνης ΙΙ, µέσω αυτών ασκείται το σύνολο των δράσεων της και εντοπίζονται στην καρδιά, την περιφερική κυκλοφορία, τους νεφρούς, τα επινεφρίδια και το κεντρικό νευρικό σύστηµα [92,93]. Η σηµασία των AT 2 υποδοχέων είναι λιγότερο γνωστή, ενέχονται όµως στην σύνθεση και έκκριση του NO και ορισµένων προσταγλανδινών [94]. Η αγγειοτενσίνη ΙΙ είναι ισχυρή αγγειοσυσπαστική ουσία και αντιτίθεται στη δράση του NO συµβάλλοντας στη ρύθµιση του αγγειακού τόνου και της αρτηριακής πίεσης [89,92]. Επιπλέον, η αγγειοτενσίνη συνιστά ισχυρό ερέθισµα για την παραγωγή ενδοθηλίνης, η οποία ευθύνεται εν µέρει για τις αγγειοσυσπαστικές δράσεις της αγγειοτενσίνης ΙΙ [60]. Η ενδοθηλίνη µε την σειρά της διευκολύνει την µετατροπή της αγγειοτενσίνης Ι σε αγγειοτενσίνη ΙΙ, δηµιουργώντας έτσι ένα κύκλωµα θετικής ανατροφοδότησης που οδηγεί σε περαιτέρω αγγειοσύσπαση [95]. Τέλος, η αγγειοτενσίνη ΙΙ ασκεί καθοριστικό ρόλο στη ρύθµιση της αρτηριακής πίεσης και µέσω των δράσεών της αφενός στη σπειροειδή ζώνη του φλοιού των επινεφριδίων όπου διεγείρει την σύνθεση αλδοστερόνης, η οποία προκαλεί κατακράτηση νατρίου και ύδατος και αφετέρου στον εγκέφαλο, όπου διεγείρει το κέντρο της δίψας και τα κέντρα του συµπαθητικού νευρικού συστήµατος [92]. Σε αντίθεση µε την επίδρασή του στο NO, το shear stress καταστέλλει το ΣΡΑΑ µέσω της δράσης του τόσο στην σύνθεση όσο και στη δραστικότητα του ΜΕΑ [96]. Το ενδοθήλιο ρυθµίζει τον αγγειακό τόνο και µέσω των επιδράσεών του στον µεταβολισµό της βραδυκινίνης. Το παραγόµενο από τα ενδοθηλιακά κύτταρα ΜΕΑ,

24 24 εκτός από την µετατροπή της αγγειοτενσίνης Ι σε αγγειοτενσίνη ΙΙ, διασπά και αδρανοποιεί τη βραδυκινίνη [92]. Επιπλέον, τα ενδοθηλιακά κύτταρα παράγουν µια πρωτεάση, την PRCP (prolylcarboxypeptidase), η οποία διασπά την αγγειοτενσίνη ΙΙ και µετατρέπει το κινινογόνο σε βραδυκινίνη [28,97]. Η βραδυκινίνη ασκεί αγγειοδιασταλτική δράση αυξάνοντας την σύνθεση του NO και της προστακυκλίνης [28]. Τέλος, η ρύθµιση του αγγειακού τόνου από το ενδοθήλιο επιτυγχάνεται και µέσω της έκκρισης της προστακυκλίνης και του PAF [1]. Πρόκειται για ενδοκυττάριους αγγελιοφόρους που συντίθενται παράλληλα από τα ενδοθηλιακά κύτταρα από κοινές πρόδροµες ουσίες µετά την επίδραση ποικίλων µηχανικών ερεθισµάτων και δραστικών ουσιών [1]. Αντίθετα, δεν παράγονται από τα ενδοθηλιακά κύτταρα σε κατάσταση ηρεµίας κι εποµένως δε φαίνεται να συµβάλλουν στη ρύθµιση του βασικού αγγειακού τόνου [1,98]. εν αποθηκεύονται εντός των ενδοθηλιακών κυττάρων και χαρακτηρίζονται από βραχεία ηµιπερίοδο ζωής, γεγονός που περιορίζει τις δράσεις τους σε τοπικό επίπεδο [98,99]. Έτσι, ασκούν αυτοκρινείς δράσεις στα ενδοθηλιακά κύτταρα και κυρίως ρυθµίζουν την σύνθεση άλλων αγγειοδραστικών ουσιών από το ενδοθήλιο [98]. Εκτός όµως από τις οµοιότητές τους, οι δύο αυτοί παράγοντες παρουσιάζουν και σαφείς διαφορές στη ρύθµιση της σύνθεσής τους, στις δράσεις τους και στον τρόπο µε τον οποίο τις ασκούν [1]. Όπως και µε το NO, το shear stress αυξάνει την παραγωγή προστακυκλίνης και φαίνεται να αποτελεί τον κυριο φυσιολογικό ρυθµιστή της παραγωγής της [100]. Επιπλέον, η προστακυκλίνη εκκρίνεται από τα ενδοθηλιακά κύτταρα µετά την σύνθεσή της και δρα στους υποδοχείς της στις λείες µυϊκές ίνες του αγγειακού τοιχώµατος προκαλώντας αγγειοδιαστολή [1,99]. Αντίθετα, ο PAF εκφράζεται στην επιφάνεια των ενδοθηλιακών κυττάρων αλλά δεν εκκρίνεται από αυτά [1]. Σε πειραµατικές συνθήκες, η ενδαγγειακή έγχυση του PAF προκαλεί είτε αγγειοσύσπαση είτε αγγειοδιαστολή, αναλόγως της χορηγούµενης συγκέντρωσης και του µελετούµενου αγγειακού δικτύου [1]. In vivo, οι αιµοδυναµικές επιδράσεις του PAF φαίνεται ότι είναι κυρίως έµµεσες µέσω διέγερσης της έκκρισης εικοσανοειδών, λευκοτριενίων ή άλλων µεσολαβητών από τα ενεργοποιηµένα λευκοκύτταρα και αιµοπετάλια [98]. ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΗΣ ΙΑ ΙΚΑΣΙΑΣ ΤΗΣ ΦΛΕΓΜΟΝΗΣ Η φλεγµονή είναι µια εξαιρετικά πολύπλοκη διαδικασία, µε συµµετοχή ποικίλων ειδών κυττάρων και δραστικών µορίων, και βρίσκεται υπό τον έλεγχο πολυάριθµων ρυθµιστικών µηχανισµών [ ]. Το ενδοθήλιο κατέχει κεντρικό ρόλο στις διαδικασίες αυτές, καθώς φυσιολογικά αποτρέπει την προσκόλληση των λευκών αιµοσφαιρίων στην επιφάνειά του, ενώ σε περιπτώσεις λοίµωξης ενορχηστρώνει την προσκόλλησή τους στο αγγειακό τοίχωµα και την µετανάστευσή τους στην περιοχή της φλεγµονής [101]. Οι λειτουργίες αυτές επιτυγχάνονται µέσω έκφρασης στην επιφάνεια των ενδοθηλιακών κυττάρων των µορίων προσκόλλησης [101]. Στη διαδικασία της φλεγµονής συµµετέχουν επίσης δραστικά µόρια όπως κυτταροκίνες, χηµειοκίνες και πρωτεΐνες οξείας φάσης [102,103]. Μόρια προσκόλλησης Τα µόρια προσκόλλησης εκφράζονται στην επιφάνεια των ενδοθηλιακών κυττάρων και των λευκοκυττάρων και κατά τη διαδικασία της φλεγµονής εξασφαλίζουν µια αρµονική και διαδοχική σειρά κυτταρικών αλληλεπιδράσεων, µε πρώτη την µετακίνηση των λευκοκυττάρων στην περιφέρεια του αγγειακού αυλού

25 25 πλησίον του ενδοθηλίου, την επιβράδυνση της κίνησής τους και µια αρχική ασθενή προσκόλληση που περιγράφεται ως κύλισµα (rolling) [104]. Στην συνέχεια, τα λευκοκύτταρα προσκολλώνται σταθερά στην επιφάνεια των ενδοθηλιακών κυττάρων (adherence) ενώ ακολουθεί η διαδικασία της µετανάστευσής τους µέσω του αγγειακού τοιχώµατος [104]. Σε κάθε στάδιο της ανωτέρω διαδικασίας συµµετέχει διαφορετικό µόριο προσκόλλησης και πιο συγκεκριµένα οι σελεκτίνες στο αρχικό κύλισµα, οι ιντεγκρίνες και η υπεροικογένεια ανοσοσφαιρινικών υποδοχέων στην προσκόλληση και ορισµένες χηµειοκίνες στην µετανάστευση [104]. Ωστόσο, παρατηρείται και ενός βαθµού λειτουργική αλληλοεπικάλυψη, καθώς οι ιντεγκρίνες συµµετέχουν και στο κύλισµα, ορισµένες χηµειοκίνες στην προσκόλληση και η παρουσία των σελεκτινών και ορισµένων µελών της υπεροικογένειας των ανοσοσφαιρινικών υποδοχέων είναι απαραίτητη για την µετανάστευση [105]. Παρά την αλληλοεπικάλυψη όµως αυτή, η αναστολή οποιουδήποτε µορίου προσκόλλησης ελαττώνει σηµαντικά την συσσώρευση των λευκοκυττάρων στην εστία της φλεγµονής υπογραµµίζοντας την σηµασία της παρουσίας και συνεργασίας όλων στη φλεγµονώδη διαδικασία [106]. Οι σελεκτίνες είναι διαµεµβρανικές γλυκοπρωτεΐνες που εκφράζονται στην επιφάνεια των ενδοθηλιακών κυττάρων (E- και P-σελεκτίνη), των λευκοκυττάρων (Lσελεκτίνη) και των αιµοπεταλίων (P-σελεκτίνη) [106]. Η E-σελεκτίνη δεν εκφράζεται φυσιολογικά στα ενδοθηλιακά κύτταρα παρά µόνο µετά την επίδραση κυτταροκινών (TNF-α, IL-1) και ελευθέρων ριζών οξυγόνου [106]. Η P-σελεκτίνη αποθηκεύεται υπό φυσιολογικές συνθήκες σε κοκκία των ενδοθηλιακών κυττάρων (σωµάτια Weibel-Palade) και των αιµοπεταλίων (α-κοκκία), από τα οποία µετακινείται ταχύτατα στην επιφάνεια των κυττάρων αυτών µετά την επίδραση διεγερτών όπως η θροµβίνη και η οξειδωµένη LDL [104]. Η E- και η P-σελεκτίνη συνδέονται µε ιντεγκρίνες των πολυµορφοπυρήνων και µονοκυττάρων [107] καθώς και µε την L- σελεκτίνη [108]. Η L-σελεκτίνη εκφράζεται και υπό φυσιολογικές συνθήκες στην επιφάνεια των λεµφοκυττάρων, ουδετεροφίλων και µονοκυττάρων [104]. Αντίθετα, οι υποδοχείς της L-σελεκτίνης εκφράζονται στα ενδοθηλιακά κύτταρα και στα λευκοκύτταρα µόνο σε φλεγµονώδεις καταστάσεις [1]. Τέλος, τα λευκοκύτταρα που έχουν προσκολληθεί στο ενδοθήλιο µπορούν να συνδεθούν µε άλλα λευκοκύτταρα του αγγειακού αυλού µέσω της L-σελεκτίνης, επιτείνοντας την συσσώρευση των λευκοκυττάρων στις εστίες φλεγµονής [109]. Η υπεροικογένεια ανοσοσφαιρινικών υποδοχέων περιλαµβάνει πέντε διαµεµβρανικές πρωτεΐνες, τις ICAM-1, ICAM-2 (intercellular adhesion molecule), VCAM-1 (vascular cell adhesion molecule), PECAM-1 (platelet and endothelial cell adhesion molecule) και MAdCAM-1 (mucosal addressin cell adhesion molecule)[104,106]. Τα ICAM-1 και ICAM-2 εκφράζονται στα ενδοθηλιακά κύτταρα και υπό φυσιολογικές συνθήκες και συµµετέχουν εκτός από την προσκόλληση των λευκοκυττάρων στο ενδοθήλιο και στην µετανάστευσή τους µέσω του αγγειακού τοιχώµατος [104,106]. Συνδέονται µε τις ιντεγκρίνες LFA-1 (lymphocyte functionassociated antigen-1, CD11a/CD18) και Mac-1 (CD11b/CD18) των µονοκυττάρων, λεµφοκυττάρων και ουδετεροφίλων [104,106]. Το ICAM-1 εκφράζεται και σε άλλα είδη κυττάρων εκτός από τα ενδοθηλιακά κύτταρα (µακροφάγα, ινοβλάστες, λείες µυϊκές ίνες, µυοκαρδιακά κύτταρα)[106]. Η έκφρασή του επάγεται σηµαντικά στα ενδοθηλιακά κύτταρα µε την επίδραση κυτταροκινών και χηµειοκινών (όπως TNF-α και IL-8), σε αντίθεση µε την έκφραση του ICAM-2 που δεν επηρεάζεται [106,110]. Επίσης, το ICAM-2 έχει µικρότερη ικανότητα σύνδεσης µε το LFA-1 αλλά διαδραµατίζει σηµαντικότερο ρόλο στην µετανάστευση των λευκοκυττάρων σε σχέση µε το ICAM-1 κι επιπλέον ασκεί ρυθµιστικό ρόλο στην αγγειογένεση [111].