Χρήστος Κωστόπουλος Ιατρός Διδακτορική Διατριβή

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΕΚΦΡΑΣΗΣ ΛΙΠΟΚΙΝΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΥΠΟΔΟΧΕΩΝ ΤΟΥΣ ΣΕ ΠΕΡΙΑΓΓΕΙΑΚΟ ΛΙΠΩΔΗ ΙΣΤΟ ΑΝΘΡΩΠΟΥ ΚΑΙ ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΑΘΗΡΟΣΚΛΗΡΩΣΗ Χρήστος Κωστόπουλος Ιατρός Διδακτορική Διατριβή Π Α Τ ΡΑ 2014

2 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΙΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ΒΑΣΙΚΩΝ ΙΑΤΡΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ: ΜΟΡΙΑΚΗ ΑΝΑΤΟΜΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΕΚΦΡΑΣΗΣ ΛΙΠΟΚΙΝΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΥΠΟΔΟΧΕΩΝ ΤΟΥΣ ΣΕ ΠΕΡΙΑΓΓΕΙΑΚΟ ΛΙΠΩΔΗ ΙΣΤΟ ΑΝΘΡΩΠΟΥ ΚΑΙ ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΑΘΗΡΟΣΚΛΗΡΩΣΗ Χρήστος Κωστόπουλος Ιατρός Διδακτορική Διατριβή Πάτρα Μάρτιος 2014

3

4 Τριμελής Συμβουλευτική Επιτροπή 1. Παπαδάκη Ελένη, Καθηγήτρια Ανατομίας-Ιστολογίας- Εμβρυολογίας, Τμήμα Ιατρικής Πανεπιστημίου Πατρών 2. Βαράκης Ιωάννης, Ομότιμος Καθηγητής Ανατομίας-Ιστολογίας- Εμβρυολογίας, Τμήμα Ιατρικής Πανεπιστημίου Πατρών 3. Αποστολάκης Ευστράτιος, Καθηγητής Καρδιοχειρουργικής, Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Ιωαννίνων Επταμελής Εξεταστική Επιτροπή 1. Παπαδάκη Ελένη, Καθηγήτρια Ανατομίας-Ιστολογίας- Εμβρυολογίας, Τμήμα Ιατρικής Πανεπιστημίου Πατρών 2. Βαράκης Ιωάννης, Ομότιμος Καθηγητής Ανατομίας-Ιστολογίας- Εμβρυολογίας, Τμήμα Ιατρικής Πανεπιστημίου Πατρών 3. Αποστολάκης Ευστράτιος, Καθηγητής Καρδιοχειρουργικής, Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Ιωαννίνων 4. Αλεξανδρίδης Θεόδωρος, Καθηγητής Παθολογίας- Ενδοκρινολογίας, Τμήμα Ιατρικής Πανεπιστημίου Πατρών 5. Κωστόπουλος Γεώργιος, Καθηγητής Φυσιολογίας, Τμήμα Ιατρικής Πανεπιστημίου Πατρών 6. Καραμούζης Μιχαήλ, Ομότιμος Καθηγητής Βιολογικής Χημείας, Ιατρική Σχολή Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης 7. Ασημακοπούλου Μάρθα, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Ανατομίας- Ιστολογίας-Εμβρυολογίας, Τμήμα Ιατρικής Πανεπιστημίου Πατρών

5

6

7

8 Στη Σοφία για την αγάπη και τη συμπαράστασή της

9

10 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 ΠΡΟΛΟΓΟΣ 7 ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΥΠΟΘΕΣΗ 9 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 11 1 Κυκλοφορικό σύστημα Εισαγωγή Το αγγειακό τοίχωμα Ιστολογική δομή αιμοφόρων αγγείων Έσω χιτώνας Μέσος χιτώνας Έξω χιτώνας Αγγεία αγγείων Νεύρωση των αγγείων Διάκριση αιμοφόρων αγγείων Αρτηρίες Μεγάλες ελαστικές αρτηρίες Μυικές αρτηρίες Αρτηρίδια Τριχοειδή αγγεία Συνεχή ή σωματικού τύπου τριχοειδή Θυριδωτά ή σπλαχνικού τύπου τριχοειδή Ασυνεχή ή κολπώδη τριχοειδή Φλέβες Μετατριχοειδή φλεβίδια Μυικές φλέβες Μεγάλες φλέβες Η καρδιά Εισαγωγή Ιστολογική δομή της καρδιάς Ενδοκάρδιο Μυοκάρδιο Επικάρδιο Ινώδης σκελετός της καρδιάς 33 [1]

11 2 Λιπώδης ιστός Εισαγωγή Ιστολογική διάκριση Λευκός λιπώδης ιστός Περιγραφή Αποθήκευση και κινητοποίηση των λιπιδίων Εκκριτική λειτουργία λιπώδους ιστού Νεύρωση λιπώδους ιστού Ιστογένεση του λευκού λιπώδους ιστού Καστανός λιπώδης ιστός Λειτουργία των καστανών λιποκυττάρων Ιστογένεση του καστανού λιπώδους ιστού Ο λιπώδης ιστός ως ενδοκρινές όργανο Εισαγωγή Φλεγμονώδεις κυτοκίνες Αυξητικοί παράγοντες Παράγοντες του συστήματος πήξης ινωδόλυσης Πρωτεΐνες που συμμετέχουν στη ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης Σημαντικές λιποκίνες Λεπτίνη Αντιπονεκτίνη Βισφατίνη Βασπίνη Ρεζιστίνη Retinol binding protein 4 (RBP 4) Ομεντίνη Περιαγγειακός λιπώδης ιστός Εισαγωγή Ρύθμιση αγγειακού τόνου Ρύθμιση τοπικής φλεγμονής Συσχέτιση με αθηροσκλήρωση Επικαρδιακός λιπώδης ιστός 60 3 Αθηροσκλήρωση Εισαγωγή Επιδημιολογικά στοιχεία 65 [2]

12 3.3 Παράγοντες κινδύνου αθηροσκλήρωσης Εξέλιξη αθηροσκληρωτικών βλαβών Παθογένεια της νόσου Υποθέσεις αθηρογένεσης Σύγχρονη άποψη: Απάντηση στη βλάβη του ενδοθηλίου Δυσλειτουργία του ενδοθηλίου Οξείδωση της LDL Μετανάστευση μονοκυττάρων υπενδοθηλιακά Σχηματισμός αφρωδών κυττάρων Πολλαπλασιασμός και μετανάστευση ΛΜΚ Βλάβη του ενδοθηλίου και συμμετοχή των αιμοπεταλίων 71 4 Υπό μελέτη λιποκίνες Αντιπονεκτίνη Γενικά Υποδοχείς - Σηματοδότηση Φυσιολογικός ρόλος Ρόλος στη φλεγμονή Ρόλος στην ινσουλινοευαισθησία Ρόλος στο μυοκάρδιο Ρόλος στο Κεντρικό Νευρικό Σύστημα Πιθανός ρόλος στη ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης Απελίνη Γενικά Υποδοχείς - Σηματοδότηση Φυσιολογικός ρόλος Ρόλος στη ρύθμιση της καρδιαγγειακής λειτουργίας Ρόλος στη ρύθμιση του ενεργειακού ισοζυγίου Χεμερίνη Γενικά Υποδοχείς - Σηματοδότηση Φυσιολογικός ρόλος Ρόλος στη ρύθμιση της φλεγμονής Ρόλος στη λειτουργία του λιπώδους ιστού Ρόλος στην ινσουλινοευαισθησία 89 [3]

13 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 91 1 Σκοπός της μελέτης 93 2 Υλικό 95 3 Μέθοδοι Ανοσοϊστοχημεία Αρχές ανοσοϊστοχημείας Μέθοδος Εκτίμηση Ιστοπαθολογική εκτίμηση Ανοσοϊστοχημική εκτίμηση Στατιστική ανάλυση Αποτελέσματα Εκτίμηση των αθηροσκληρωτικών βλαβών Έκφραση των υπό μελέτη λιποκινών στον περιαορτικό και περιστεφανιαίο λιπώδη ιστό 4.3 Έκφραση των υπό μελέτη λιποκινών στα αγγειακά λεία μυικά κύτταρα αορτής και στεφανιαίας αρτηρίας 4.4 Έκφραση των υπό μελέτη λιποκινών στα ενδοθηλιακά κύτταρα αορτής και στεφανιαίας αρτηρίας 4.5 Έκφραση των υπό μελέτη λιποκινών σε μακροφάγα αφρώδη κύτταρα αορτικών και στεφανιαίων αθηρωματικών βλαβών 4.6 Έκφραση των υπό μελέτη υποδοχέων στον περιαορτικό και περιστεφανιαίο λιπώδη ιστό 4.7 Έκφραση των υπό μελέτη υποδοχέων στα αγγειακά λεία μυικά κύτταρα αορτής και στεφανιαίας αρτηρίας 4.8 Έκφραση των υπό μελέτη υποδοχέων στα ενδοθηλιακά κύτταρα αορτής και στεφανιαίας αρτηρίας 4.9 Έκφραση των υπό μελέτη υποδοχέων σε μακροφάγα αφρώδη κύτταρα αορτικών και στεφανιαίων αθηρωματικών βλαβών Συσχετίσεις έκφρασης λιποκινών και των υποδοχέων τους Έκφραση των υπό μελέτη λιποκινών και υποδοχέων σε σχέση με την ηλικιακή ομάδα και το δείκτη μάζας σώματος (BMI) 4.12 Έκφραση των υπό μελέτη λιποκινών και υποδοχέων στον περιαορτικό λιπώδη ιστό, αορτικά ΑΛΜΚ, ενδοθηλιακά κύτταρα και μακροφάγα σε σχέση με την αορτική αθηροσκλήρωση [4]

14 4.13 Έκφραση των υπό μελέτη λιποκινών και υποδοχέων στον περιστεφανιαίο λιπώδη ιστό, στεφανιαία ΑΛΜΚ, ενδοθηλιακά κύτταρα και μακροφάγα σε σχέση με τη στεφανιαία αθηροσκλήρωση 4.14 Έκφραση των λιποκινών σε σχέση με κλινικές παραμέτρους Συζήτηση Εισαγωγή Έκφραση της αντιπονεκτίνης, της απελίνης, της χεμερίνης και των υποδοχέων Τ καντχερίνης, APJ και CMKLR1 στον περιαγγειακό λιπώδη ιστό και στο αγγειακό τοίχωμα αορτής και στεφανιαίων αρτηριών ανθρώπου 5.3 Συσχετίσεις της έκφρασης των υπό μελέτη λιποκινών με την έκφραση των υποδοχέων τους στο αγγειακό τοίχωμα αορτής και στεφανιαίων αρτηριών ανθρώπου 5.4 Συσχετίσεις της έκφρασης των υπό μελέτη λιποκινών και των υποδοχέων τους με την αορτική και τη στεφανιαία αθηροσκλήρωση 5.5 Συσχετίσεις της έκφρασης των υπό μελέτη λιποκινών και των υποδοχέων τους με την ηλικία 5.6 Συσχετίσεις της έκφρασης των υπό μελέτη λιποκινών και των υποδοχέων τους με το δείκτη μάζας σώματος (BMI) 5.7 Συσχετίσεις της έκφρασης των υπό μελέτη λιποκινών και των υποδοχέων τους με κλινικές παραμέτρους 5.8 Κλινικές προεκτάσεις της κατανόησης και θεραπευτικής παρέμβασης στη λειτουργία του περιαγγειακού λιπώδους ιστού 6 Συμπεράσματα 129 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 131 Πίνακας Π1 133 Πίνακας Π2 134 Πίνακας Π3 135 Πίνακας Π4 136 Πίνακας Π5 137 Πίνακας Π6 138 Πίνακας Π7 139 Πίνακας Π8 140 Πίνακας Π [5]

15 ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΕΙΚΟΝΩΝ 143 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 147 ΠΕΡΙΛΗΨΗ 175 SUMMARY 177 ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ - ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΕΙΣ 179 [6]

16 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η εκπόνηση μιας διδακτορικής διατριβής συνιστά συντονισμένο έργο πολλών ανθρώπων, με υψηλές απαιτήσεις όσον αφορά στην αφιέρωση χρόνου, στην αγαστή συνεργασία και στην πνευματική προσήλωση στο σκοπό της εργασίας. Είχα την τύχη επιβλέπουσα της διατριβής μου να είναι η καθηγήτρια κ. Παπαδάκη, πρότυπο εργατικότητας, αφοσίωσης και συνέπειας στους στόχους της δουλειάς μας. Οφείλω περισσότερα από ένα ευχαριστώ για την υπομονή και τη συμπαράστασή της σε όλα τα στάδια της διεκπεραίωσης της διατριβής, από την παραμονή μου στην Πάτρα έως και τα χρόνια μακριά από την πόλη, καθώς και για τη φιλικότητα και τη στοργικότητα με την οποία μας περιέβαλε ως μεταπτυχιακούς φοιτητές, που την καθιστούν για μένα πολλά περισσότερα από απλά επιβλέπουσα καθηγήτρια της διατριβής μου. Θερμότατες ευχαριστίες θα ήθελα να εκφράσω και στον καθηγητή κ. Βαράκη, πρωτίστως για την απεριόριστη ελευθερία σκέψης και κινήσεων που μας παραχώρησε, όντας διευθυντής του Εργαστηρίου Ανατομίας, επιτρέποντας τη δημοκρατική μέσω γόνιμου διαλόγου και συλλογισμού επιλογή του θέματος της διατριβής. Η μεταδοτική αισιοδοξία του, η διακριτική καθοδήγηση και στήριξη σε όλα τα βήματα της ερευνητικής μας προσπάθειας αποτέλεσαν για μένα πολύ ευχάριστο συνδυασμό χαρακτηριστικών που με εμψύχωσαν σε όλη την πορεία από τη σύλληψη ως την υλοποίηση της διατριβής. Εξαιρετική τιμή αποτελεί για μένα η συμμετοχή στη συμβουλευτική επιτροπή του καθηγητή κ. Αποστολάκη. Τον ευχαριστώ μέσα από την καρδιά μου για την εμπιστοσύνη και την προθυμία του να συμβάλει στη διδακτορική διατριβή, την ενθάρρυνση, την αισιοδοξία και τις πολύτιμες συμβουλές του, πάντα με την καλύτερη διάθεση. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω την αναπληρώτρια καθηγήτρια κ. Ασημακοπούλου για τις χρήσιμες συμβουλές και το ενδιαφέρον της για την ολοκλήρωση της διατριβής, πάντα εκφρασμένα με διακριτικότητα και ευγένεια. Ευχαριστώ τον καθηγητή κ. Κωστόπουλο για την ανταπόκρισή του και τις χρήσιμες συμβουλές από την έναρξη, ακόμα, του μεταπτυχιακού κύκλου σπουδών μου. Τέλος, οφείλω ένα μεγάλο ευχαριστώ στον καθηγητή κ. Καραμούζη και στον καθηγητή κ. Αλεξανδρίδη, για την ευγενική αποδοχή της πρόσκλησής μου να συμμετέχουν στην εξεταστική επιτροπή. Η συμμετοχή τους αποτελεί εξαιρετική τιμή για μένα, όντας αξιόλογοι εκπρόσωποι των δύο ανώτατων εκπαιδευτικών ιδρυμάτων που μου πρόσφεραν γνώση και διεύρυναν τους πνευματικούς μου ορίζοντες στην ενήλικη ζωή. [7]

17 [8]

18 ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΥΠΟΘΕΣΗ Η θεώρηση του λιπώδους ιστού ως αδρανούς αποθήκης ενέργειας και μονωτή από το περιβάλλον είναι πλέον παρωχημένη, καθώς εδώ και δύο δεκαετίες το «λιπώδες όργανο», όπως έχει χαρακτηριστεί, είναι γνωστό ότι παράγει πληθώρα βιοδραστικών πεπτιδίων, που καλούνται λιποκίνες. Οι λιποκίνες αποτελούν ετερογενή ομάδα ουσιών με αυτοκρινείς, παρακρινείς και ενδοκρινείς δράσεις, που εμπλέκονται, μεταξύ άλλων, στην παθογένεια του μεταβολικού συνδρόμου και της καρδιαγγειακής νόσου. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν διαμερίσματα του λιπώδους ιστού που διαταραχές στη λειτουργία τους και στην έκκριση λιποκινών φαίνεται να σχετίζονται με αυξημένο καρδιαγγειακό κίνδυνο, όπως ο σπλαγχνικός λιπώδης ιστός. Εν προκειμένω, ακόμα πιο εντοπισμένες αποθήκες του σπλαγχνικού λιπώδους ιστού, όπως οι περιαγγειακές αποθήκες λίπους, θεωρείται πως, λόγω εγγύτητας με το αγγειακό τοίχωμα, συμμετέχουν ενεργά στη ρύθμιση των φυσιολογικών λειτουργιών των αγγείων και ενδεχομένως και σε παθολογικές διεργασίες, συμπεριλαμβανόμενης της αθηροσκλήρωσης. Οι λιποκίνες φαίνεται πως συμμετέχουν στην παθογένεια της αθηροσκλήρωσης επηρεάζοντας την αγγειακή λειτουργία και τις φλεγμονώδεις διεργασίες. Η αντιπονεκτίνη είναι γνωστή για τις αντιαθηρογόνες ιδιότητές της, με την Τ-καντχερίνη να αποτελεί τον λιγότερο μελετημένο πιθανό υποδοχέα-μεσολαβητή των δράσεών της. Το απελινεργικό σύστημα μελετάται λόγω της δομικής ομολογίας του APJ με τον υποδοχέα AT-1 της αγγειοτενσίνης-ιι και φαίνεται πως σχετίζεται με τη ρύθμιση ποικίλων καρδιαγγειακών λειτουργιών. Τέλος, η πρόσφατα χαρακτηρισμένη λιποκίνη χεμερίνη, λόγω της συμμετοχής της στις φλεγμονώδεις διεργασίες, μέσω του μόνου βιολογικά δραστικού υποδοχέα της, του CMKLR1, αποτελεί ενδιαφέρον μόριο για μελέτη σε καταστάσεις που εμπλέκουν φλεγμονώδεις διεργασίες, όπως η αθηροσκλήρωση. Ο περιαγγειακός λιπώδης ιστός αποτελεί οντότητα με σημαντική επίδραση στη φυσιολογική λειτουργία των αγγείων, ώστε να έχει προταθεί και ο όρος «λιπώδης χιτώνας (tunica adiposa)» για την περιγραφή του. Ωστόσο, η μελέτη της in situ έκφρασης λιποκινών στον περιαγγειακό λιπώδη ιστό ανθρώπου αποτελεί αντικείμενο εκτεταμένης έρευνας μόνο κατά την τελευταία δεκαετία. Μάλιστα ελάχιστες μελέτες εξετάζουν ταυτόχρονα και συγκριτικά περισσότερες της μιας (συνήθως περιστεφανιαίας) αποθήκες περιαγγειακού λίπους ή και την παρουσία υποδοχέων των λιποκινών στα αντίστοιχα αγγεία. Στα πλαίσια αυτά, σκοπός της ερευνητικής μας εργασίας ήταν η μελέτη του προφίλ έκφρασης λιποκινών με γνωστές δράσεις στο καρδιαγγειακό σύστημα, όπως η αντιπονεκτίνη [9]

19 και η απελίνη, αλλά και πιθανές δράσεις, όπως η χεμερίνη, σε συνδυασμό με την έκφραση των υποδοχέων τους, Τ-καντχερίνης, APJ και CMKLR1, αντίστοιχα, σε δύο ξεχωριστές περιαγγειακές αποθήκες λίπους, τον περιαορτικό και περιστεφανιαίο επικαρδιακό λιπώδη ιστό και το παρακείμενο αρτηριακό τοίχωμα. Επιπλέον, επιχειρήσαμε να εξετάσουμε πιθανές συσχετίσεις της έκφρασης των παραπάνω λιποκινών και των υποδοχέων τους με την αθηροσκλήρωση στην αορτή και στην αριστερή στεφανιαία αρτηρία, καθώς και με κλινικές παραμέτρους. [10]

20 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ [11]

21 [12]

22 1. Κυκλοφορικό σύστημα 1.1 Εισαγωγή Το κυκλοφορικό σύστημα απαρτίζεται από το καρδιαγγειακό (αιμοφόρο αγγειακό) και το λεμφοφόρο αγγειακό σύστημα. Η λειτουργία του πρώτου συνίσταται στην μεταφορά αίματος μεταξύ της καρδιάς και των ιστών και προς τις δύο διευθύνσεις, ενώ το δεύτερο συλλέγει τη λέμφο, δηλαδή την περίσσεια του εξωκυττάριου υγρού των ιστών και την επαναφέρει στο καρδιαγγειακό σύστημα. Επομένως, το λεμφικό σύστημα πραγματοποιεί μονόδρομη, ενώ το καρδιαγγειακό αμφίδρομη κυκλοφορία. Το καρδιαγγειακό σύστημα απαρτίζεται από την καρδιά και δύο επιμέρους «κυκλώματα» κυκλοφορίας του αίματος: αυτό της πνευμονικής κυκλοφορίας, που μεταφέρει το αίμα από και προς τους πνεύμονες όπου γίνεται η ανταλλαγή αερίων και αυτό της συστηματικής κυκλοφορίας, με το οποίο το αίμα κατανέμεται σε όλους τους ιστούς του σώματος. Τα δύο αυτά κυκλώματα αποτελούνται από αρτηρίες, τριχοειδή αγγεία και φλέβες. Οι αρτηρίες είναι μία σειρά από αιμοφόρα αγγεία που μεταφέρουν το αίμα από την καρδιά προς την περιφέρεια, συνεχώς διακλαδιζόμενες σε αγγεία μικρότερης διαμέτρου, με τελική διαίρεση τα τριχοειδή που αρδεύουν όλες τις περιοχές του σώματος με αίμα. Τα τριχοειδή είναι τα αγγεία με το λεπτότερο τοίχωμα και τη μικρότερη διάμετρο και σχηματίζουν δίκτυα όπου γίνεται η ανταλλαγή αερίων, θρεπτικών συστατικών, ορμονών, μεταβολικών προϊόντων και σηματοδοτικών ουσιών μεταξύ αίματος και ιστών, λειτουργία ουσιώδης για τη διατήρηση της φυσιολογικής μεταβολικής δραστηριότητας και της ομοιόστασης των ιστών. Τέλος, οι φλέβες αποτελούν τα αγγεία που παροχετεύουν το αίμα από το δίκτυο των τριχοειδών αγγείων σε αγγεία ολοένα και μεγαλύτερης διαμέτρου, επιστρέφοντάς το τελικά στην καρδιά. Συνηθίζεται η διάκριση του κυκλοφορικού συστήματος σε μακροκυκλοφορία, που αφορά στα ορατά με γυμνό μάτι αγγεία διαμέτρου μεγαλύτερης του 0,1 mm (μυικού και ελαστικού τύπου αρτηρίες, μεγάλα αρτηρίδια, μυικού τύπου φλέβες) και μικροκυκλοφορία, που αφορά στα ορατά μόνο με μικροσκόπιο αγγεία (αρτηρίδια, τριχοειδή, φλεβίδια). Η μικροκυκλοφορία είναι ιδιαίτερα σημαντική για την ανταλλαγή ουσιών μεταξύ αίματος και (Junqueira and Carneiro 2005, Pugsley ιστών, όπως προαναφέρθηκε, αλλά και σε περιπτώσεις φλεγμονής and Tabrizchi 2000). [13]

23 1.2 Το αγγειακό τοίχωμα Παρότι τα αγγεία στην πλειοψηφία τους έχουν κοινά δομικά χαρακτηριστικά, εντούτοις παρατηρούνται ορισμένες διαφορές, οι οποίες αποτελούν και τη βάση για την κατάταξη των αγγείων σε συγκεκριμένες κατηγορίες. Έτσι, για παράδειγμα, τα τοιχώματα των αγγείων που δέχονται υψηλές πιέσεις (όπως οι υποκλείδιες αρτηρίες) είναι παχύτερα από αυτά αγγείων που μεταφέρουν αίμα με χαμηλή πίεση (όπως οι υποκλείδιες φλέβες). Όμως, η διάμετρος των αρτηριών ελαττώνεται σε κάθε διακλάδωση, ενώ η διάμετρος των φλεβών αυξάνει μετά από κάθε σύγκλιση, μεταβάλλοντας επομένως και τα αντίστοιχα στρώματα του τοιχώματος των αγγείων. Συνεπώς, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο το πάχος του τοιχώματος για τη διάκριση συγκεκριμένων αρτηριών από φλέβες, καθώς η σύγκριση δεν είναι απόλυτη. Αντίθετα, τα τοιχώματα των τριχοειδών και των φλεβιδίων παρουσιάζουν ιδιαιτερότητες και είναι λιγότερο πολύπλοκα από αυτά μεγαλύτερων αγγείων, γεγονός που τα καθιστά εύκολα διακριτά. Σε γενικές γραμμές, πάντως, οι αρτηρίες διαθέτουν παχύτερο τοίχωμα και μικρότερη διάμετρο από τις αντίστοιχες φλέβες. Επιπλέον, η συνήθης εμφάνιση των αρτηριών σε ιστολογικές τομές είναι με σχήμα κυκλικό και χωρίς αίμα στον αυλό τους (Εικόνα 1). Το τοίχωμα των αγγείων σχηματίζεται από τρία βασικά δομικά συστατικά: ενδοθήλιο, μυικό ιστό και συνδετικό ιστό με ελαστικά στοιχεία. Η αναλογία και η οργάνωση των τριών αυτών στοιχείων κατά μήκος του κυκλοφορικού συστήματος επηρεάζεται από μηχανικούς και μεταβολικούς παράγοντες (αρτηριακή πίεση, μεταβολικές ανάγκες ιστών). Οι ιστοί αυτοί, σε διαφορετικές αναλογίες, σχηματίζουν το τοίχωμα όλων των αγγείων, εκτός από αυτό των τριχοειδών και των μετατριχοειδών φλεβιδίων, των οποίων τα μόνα δομικά συστατικά είναι (Junqueira LC and Carneiro J 2005, Pugsley MK and το ενδοθήλιο, ο βασικός υμένας αυτού και τα περικύτταρα Tabrizchi R 2000). Εικόνα 1. Σχηματικό διάγραμμα μυικού τύπου αρτηρίας (αριστερά) και ελαστικής αρτηρίας (δεξιά). Ο μέσος χιτώνας της μυικής αρτηρίας περιέχει κυρίως λεία μυικά κύτταρα, ενώ ο μέσος χιτώνας της ελαστικής αρτηρίας σχηματίζεται από στρώματα λείων μυικών κυττάρων που διαχωρίζονται από ελαστικούς υμένες. Ο έξω χιτώνας και το εξωτερικό τμήμα του μέσου χιτώνα περιέχουν μικρά αιμοφόρα αγγεία (vasa vasorum), ελαστικές και κολλαγόνες ίνες (Junqueira LC, Carneiro J: Basic Histology Text and Atlas, 11th edition. McGraw-Hill, 2005). [14]

24 1.3 Ιστολογική δομή αιμοφόρων αγγείων Τρία ξεχωριστά, συγκεντρικά στρώματα ιστού (χιτώνες - tunics) απαρτίζουν το τοίχωμα ενός τυπικού αιμοφόρου αγγείου (Εικόνα 2). Προς το εσωτερικό βρίσκεται ο έσω χιτώνας (tunica intima), που αποτελείται από μονή στοιβάδα πεπλατυσμένων, πλακωδών ενδοθηλιακών κυττάρων, τα οποία σχηματίζουν ένα σωλήνα που επενδύει τον αυλό του αγγείου, μαζί με τον υποκείμενο υπενδοθηλιακό συνδετικό ιστό. Το μεσαίο στρώμα ιστού, ο μέσος χιτώνας (tunica media) συντίθεται κυρίως από λεία μυικά κύτταρα με ομόκεντρη διάταξη γύρω από τον αυλό του αγγείου. Το πλέον εξωτερικό στρώμα, ο έξω χιτώνας (tunica adventitia) αποτελείται κυρίως από ινοελαστικό συνδετικό ιστό με επιμήκη προσανατολισμό. Ο έσω χιτώνας περιλαμβάνει στο εξωτερικό τμήμα την έσω ελαστική μεμβράνη (internal elastic lamina), μια λεπτή ζώνη ελαστικών ινών που είναι ιδιαίτερα αναπτυγμένη στις μέσου μεγέθους αρτηρίες. Αντίστοιχα, το εξώτατο τμήμα του μέσου χιτώνα περιλαμβάνει μία επίσης λεπτή ζώνη ελαστικών ινών, την έξω ελαστική μεμβράνη (external elastic lamina), που όμως δεν παρατηρείται σε όλες τις αρτηρίες. Τα κύτταρα που βρίσκονται βαθιά στο μέσο χιτώνα καθώς και τα κύτταρα του έξω χιτώνα αιματώνονται από τα αγγεία των αγγείων (vasa vasorum). Εικόνα 2. Σχηματική απεικόνιση της ιστολογικής δομής ενός αιμοφόρου αγγείου (Gartner LP and Hiatt JL: Color Textbook of Histology, 3rd Edition. Elsevier Saunders, 2007). [15]

25 1.3.1 Έσω χιτώνας Τα ενδοθηλιακά κύτταρα (μονόστοιβο πλακώδες επιθήλιο) που επενδύουν τον αυλό του αιμοφόρου αγγείου στηρίζονται σε βασικό υμένα. Τα πεπλατυσμένα αυτά κύτταρα είναι διατεταγμένα σε ένα λεπτό στρώμα με τέτοιο τρόπο ώστε ο επιμήκης άξονάς τους να είναι σχεδόν παράλληλος με τον επιμήκη άξονα του αγγείου, γεγονός που επιτρέπει σε μεμονωμένα ενδοθηλιακά κύτταρα να επενδύουν μόνα τους τον αυλό τουλάχιστον μικρού διαμετρήματος αγγείων. Σε μεγαλύτερης διαμέτρου αγγεία απαιτείται σημαντικός αριθμός ενδοθηλιακών κυττάρων για την επένδυση της περιφέρειας του αυλού (Εικόνα 3). Τα ενδοθηλιακά κύτταρα δεν παρέχουν μόνο μία απόλυτα λεία επιφάνεια για τη ροή του αίματος, αλλά επιπλέον έχουν και εκκριτική λειτουργία, αφού παράγουν και εκκρίνουν κολλαγόνο τύπου II, IV, και V, υμενίνη (laminin), ενδοθηλίνη, μονοξείδιο του αζώτου (NO), και παράγοντα von Willebrand. Ακόμη, διαθέτουν συνδεμένα στη μεμβράνη τους ένζυμα, όπως το μετατρεπτικό ένζυμο της αγγειοτενσίνης (MEA ACE), που διασπά την αγγειοτενσίνη I και τη μετατρέπει σε αγγειοτενσίνη II, όπως και ένζυμα που απενεργοποιούν τη βραδυκινίνη, τη σεροτονίνη, προσταγλανδίνες, τη θρομβίνη και τη νορεπινεφρίνη. Τέλος, μπορούν να συνδέσουν τη λιποπρωτεϊνική λιπάση, το ένζυμο που αποδομεί τις λιποπρωτεΐνες. Εικόνα 3. Σχηματική απεικόνιση των ενδοθηλιακών κυττάρων (αριστερά) και ηλεκτρονική μικροφωτογραφία του ενδοθηλίου μικρής φλέβας (δεξιά). Αξίζει να σημειωθεί η παράλληλη με τη ροή του αίματος διάταξη των ενδοθηλιακών κυττάρων (Ross MH, Pawlina W: Histology: A Text and Atlas with Correlated Cell and Molecular Biology, 5th edition. Lippincott Williams & Wilkins, 2006). Επίσης, ακριβώς κάτω από τα ενδοθηλιακά κύτταρα βρίσκεται η υπενδοθηλιακή στοιβάδα. Αυτή αποτελείται από χαλαρό συνδετικό ιστό και λίγα διάσπαρτα λεία μυικά κύτταρα, αμφότερα διαταγμένα κατά τον επιμήκη άξονα του αγγείου. Κάτω και από την υπενδοθηλιακή στοιβάδα βρίσκεται η έσω ελαστική μεμβράνη, που είναι ιδιαίτερα αναπτυγμένη στις μυικές αρτηρίες. Η έσω ελαστική μεμβράνη, που είναι ένα λεπτό ινώδες [16]

26 στρώμα αποτελούμενο από ελαστίνη, χωρίζει τον έσω από το μέσο χιτώνα του αγγείου και εμφανίζει θυρίδες που επιτρέπουν τη διάχυση ουσιών από τον αυλό του αγγείου προς βαθύτερα στρώματα του αρτηριακού τοιχώματος για τη θρέψη των κυττάρων που βρίσκονται σε αυτά Μέσος χιτώνας Ο μέσος χιτώνας αποτελεί το παχύτερο στρώμα του αιμοφόρου αγγείου. Οι ομόκεντρες στοιβάδες κυττάρων που σχηματίζουν το μέσο χιτώνα αποτελούνται κυρίως από ελικοειδώς διατεταγμένα λεία μυικά κύτταρα. Διάσπαρτες μεταξύ των στοιβάδων των λείων μυικών κυττάρων βρίσκονται ελαστικές ίνες, ίνες κολλαγόνου τύπου III και πρωτεογλυκάνες. Τα ινώδη στοιχεία σχηματίζουν πέταλα εντός της θεμέλιας ουσίας που εκκρίνουν τα λεία μυικά κύτταρα. Οι μεγαλύτερες μυικές αρτηρίες διαθέτουν και έξω ελαστική μεμβράνη, που είναι λεπτότερη από την έσω ελαστική μεμβράνη και χωρίζει το μέσο χιτώνα από τον υπερκείμενο έξω χιτώνα. Τα τριχοειδή και τα μετατριχοειδή φλεβίδια δε διαθέτουν μέσο χιτώνα, ο οποίος σε αυτά τα αγγεία υποκαθίσταται από τα περικύτταρα Έξω χιτώνας Ο έξω χιτώνας καλύπτει τα αγγεία κατά την εξωτερική τους επιφάνεια και αποτελείται κυρίως από ινοβλάστες, ίνες κολλαγόνου τύπου I και ελαστικές ίνες με επιμήκη προσανατολισμό. Ο χιτώνας αυτός συνήθως συνέχεται με τα υπόλοιπα στοιχεία συνδετικού ιστού που περιβάλλουν το αγγείο Αγγεία αγγείων Το πάχος και η μυική σύσταση των μεγάλων αγγείων κυρίως του μέσου και έξω χιτώνα δεν επιτρέπουν στα κύτταρα που απαρτίζουν αυτούς τους χιτώνες να προσλαμβάνουν θρεπτικά συστατικά με διάχυση από τον αυλό του αγγείου. Αυτά τα κύτταρα, επομένως, τρέφονται από τα αγγεία των αγγείων, μικρές αρτηρίες που εισέρχονται στο αγγειακό τοίχωμα και αποσχίζονται σε πολλούς κλάδους για να εξυπηρετήσουν τις ανάγκες των κυττάρων του μέσου και του έξω χιτώνα των αγγείων. Σε σύγκριση με τις αρτηρίες, οι φλέβες έχουν περισσότερα κύτταρα που δεν είναι δυνατό να προσλάβουν οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά με διάχυση, εξαιτίας και της μικρότερης περιεκτικότητας του φλεβικού αίματος σε οξυγόνο και θρεπτικές ουσίες. Για το λόγο αυτό και τα αγγεία των αγγείων απαντούν σε μεγαλύτερο βαθμό στα τοιχώματα των φλεβών από αυτά των αρτηριών. [17]

27 1.3.5 Νεύρωση των αγγείων Ένα δίκτυο αγγειοκινητικών νεύρων του συμπαθητικού αυτόνομου νευρικού συστήματος παρέχει νεύρωση στα λεία μυικά κύτταρα των αιμοφόρων αγγείων. Οι αμύελες, μεταγαγγλιακές συμπαθητικές νευρικές ίνες είναι υπέυθυνες για την αγγειοσύσπαση. Τα νεύρα σπάνια εισέρχονται στο μέσο χιτώνα των αγγείων, επομένως δε σχηματίζουν συνάψεις άμεσα με τα λέια μυικά κύτταρα. Αντίθετα, απελευθερώνουν τη νευροδιαβιβαστική ουσία νορεπινεφρίνη, που με διάχυση φτάνει στο μέσο χιτώνα και δρα στα παρακείμενα λεία μυικά κύτταρα. Οι ώσεις διαδίδονται σε όλα τα λεία μυικά κύτταρα μέσω των χασματικών συνδέσεών τους, παράγοντας μία συντονισμένη συστολή όλων των μυικών κυττάρων του τοιχώματος του αγγείου, με αποτέλεσμα την ελάττωση της διαμέτρου του αυλού του. Οι αρτηρίες δέχονται πλουσιότερη αγγειοκινητική νεύρωση από ότι οι φλέβες, αλλά οι φλέβες δέχονται επιπλέον αγγειοκινητικές νευρικές απολήξεις στον έξω χιτώνα. Τέλος, οι αρτηρίες που αιματώνουν σκελετικούς μύες λαμβάνουν επίσης και (Pugsley MK χολινεργική παρασυμπαθητική νεύρωση, που εξυπηρετεί την αγγειοδιαστολή τους and Tabrizchi R 2000, Ross MH and Pawlina W 2006). 1.4 Διάκριση αιμοφόρων αγγείων Τα αιμοφόρα αγγεία διακρίνονται σε αρτηρίες, φλέβες και τριχοειδή, όπως ήδη έχει αναφερθεί. Με βάση το σχετικό μέγεθος των αγγείων και τα μορφολογικά τους χαρακτηριστικά, καθεμιά από αυτές τις κατηγορίες μπορεί να υποδιαιρεθεί σε περισσότερες (Εικόνα 4). Έτσι, οι αρτηρίες διακρίνονται σε μεγάλες ελαστικές αρτηρίες, μυικού τύπου αρτηρίες και αρτηρίδια. Οι φλέβες αντιστοίχως διακρίνονται σε φλεβίδια και μικρές φλέβες, μέσου μεγέθους και μεγάλες φλέβες, ενώ τα τριχοειδή διακρίνονται περαιτέρω σε συνεχή (σωματικού τύπου), θυριδωτά (σπλαχνικού τύπου) και κολπώδη (κολποειδή) τριχοειδή. Καθώς η διάμετρος των αρτηριών και των φλεβών ελαττώνεται και αυξάνει αντίστοιχα με συνεχή τρόπο, υπάρχει βαθμιαία αλλαγή στα μορφολογικά χαρακτηριστικά των αγγείων κατά τη μετάπτωση από τη μία κατηγορία στην άλλη. Συνεπώς, ορισμένα αγγεία είναι δυνατό να εμφανίζουν χαρακτηριστικά δύο κατηγοριών και να μην κατατάσσονται με βεβαιότητα σε μία κατηγορία Αρτηρίες Μεγάλες ελαστικές αρτηρίες Η αορτή και οι κλάδοι που εκφύονται από το αορτικό τόξο (κοινή καρωτίδα, υποκλείδιος αρτηρία), οι κοινές λαγόνιες αρτηρίες και το στέλεχος της πνευμονικής αρτηρίας ανήκουν [18]

28 στις ελαστικές αρτηρίες, που επίσης ονομάζονται και μεταφορικές (conducting arteries). Το τοίχωμα αυτών των αγγείων σε νωπά παρασκευάσματα έχει κίτρινο χρώμα, λόγω της άφθονης ελαστίνης που περιέχει. Εικόνα 4. Αδρή σχηματική απεικόνιση των διαφορών στη δομή του τοιχώματος των αιμοφόρων αγγείων, αρτηριών, φλεβών και τριχοειδών (Ross MH, Pawlina W: Histology: A Text and Atlas with Correlated Cell and Molecular Biology, 5th edition. Lippincott Williams & Wilkins, 2006). Ο έσω χιτώνας των ελαστικών αρτηριών αποτελείται από ενδοθήλιο που υποστηρίζεται από λεπτή στοιβάδα υποκείμενου συνδετικού ιστού, αποτελούμενη από λίγες ινοβλάστες, περιστασιακά λεία μυικά κύτταρα και ίνες κολλαγόνου. Επίσης, παρατηρούνται ελαστικές ίνες που σχηματίζουν λεπτή έσω ελαστική μεμβράνη. Τα ενδοθηλιακά κύτταρα των ελαστικών αρτηριών έχουν πλάτος μm και μήκος μm, με τους επιμήκεις άξονές τους παράλληλους στον επιμήκη άξονα του αγγείου. Οι κύριες δομές συνοχής που παρατηρούνται μεταξύ τους είναι οι αποφρακτικές συνδέσεις (Εικόνα 5). Η κυτταρική τους μεμβράνη περιέχει μικρά κυστίδια που σχετίζονται με τη μεταφορά ύδατος, μακρομορίων και ηλεκτρολυτών. Περιστασιακά, αμβλείες προεξοχές της κυτταρικής μεμβράνης μπορεί να [19]

29 εκτείνονται μέσω της έσω ελαστικής μεμβράνης και να σχηματίζουν χασματικές συνδέσεις με λεία μυικά κύτταρα του υποκείμενου μέσου χιτώνα. Τα ενδοθηλιακά κύτταρα επίσης περιέχουν σωμάτια Weibel-Palade, που αποτελούν έγκλειστα διαμέτρου 0,1 μm και μήκους 3 μm, περιβαλλόμενα από μεμβράνη, με πυκνή μήτρα από σωληνοειδή στοιχεία που περιέχουν το γλυκοπρωτεϊνικό παράγοντα von Willebrand. Αυτός ο παράγοντας, που διευκολύνει την πήξη και το σχηματισμό αιμοπεταλιακού θρόμβου, συντίθεται από την πλειονότητα των ενδοθηλιακών κυττάρων, αλλά βρίσκεται αποθηκευμένος μόνο σε αυτά των αρτηριών. Ο μέσος χιτώνας των ελαστικών αρτηριών αποτελείται από διάτρητα πέταλα ελαστίνης, γνωστά και ως διάτρητες μεμβράνες, που εναλλάσσονται με κυκλοτερώς διαταγμένες στοιβάδες λείων μυικών κυττάρων. Ο αριθμός των μεμβρανών ελαστίνης αυξάνει με την ηλικία και από περίπου 40 στο νεογνό φτάνει τις 70 στους ενήλικες. Οι μεμβράνες αυξάνουν επίσης σε πάχος, λόγω της συνεχούς εναπόθεσης ελαστίνης, που συνθέτει το μεγαλύτερο μέρος του μέσου χιτώνα. Τα λεία μυικά κύτταρα είναι πολύ λιγότερα σε αριθμό στις ελαστικές από ότι στις περισσότερες μυικές αρτηρίες. Η εξωκυττάρια ουσία, που εκκρίνεται από τα λεία μυικά κύτταρα, αποτελείται κυρίως από θειική χονδροϊτίνη, κολλαγόνο, καθώς και δικτυωτές και ελαστικές ίνες. Στο μέσο χιτώνα παρατηρείται επίσης έξω ελαστική μεμβράνη. Εικόνα 5. Σχηματική απεικόνιση σημαντικών κυτταρικών δομών δύο ενδοθηλιακών κυττάρων. Διακρίνονται συνάψεις των κυττάρων μεταξύ τους και με το βασικό υμένα τους, πινοκυτταρικά κυστίδια και σωμάτια Weibel- Palade (Ross MH, Pawlina W: Histology: A Text and Atlas with Correlated Cell and Molecular Biology, 5th edition. Lippincott Williams & Wilkins, 2006). Ο έξω χιτώνας των ελαστικών αρτηριών είναι σχετικά λεπτός και συντίθεται από χαλαρό ινοελαστικό συνδετικό ιστό που περιέχει λίγες ινοβλάστες. Τροφοφόρα αγγεία αγγείων (vasa vasorum) απαντούν σε αφθονία στον έξω χιτώνα. Μάλιστα, δίκτυα τριχοειδών που ξεκινούν [20]

30 από αυτά τα αγγεία επεκτείνονται στους ιστούς του μέσου χιτώνα για την παροχή οξυγόνου και θρεπτικών συστατικών στο συνδετικό ιστό και στα λεία μυικά κύτταρα. Οι θυρίδες των ελαστικών πετάλων επιτρέπουν ως ένα βαθμό τη διάχυση οξυγόνου και ουσιών από τον αυλό του αγγείου στα κύτταρα του μέσου χιτώνα, αλλά η κύρια πηγή θρεπτικών συστατικών για τα κύτταρα αυτού του χιτώνα είναι οι κλάδοι των τροφοφόρων αγγείων του αγγείου Μυικές αρτηρίες Οι μυικές αρτηρίες, επίσης γνωστές και ως αρτηρίες κατανομής, περιλαμβάνουν τους περισσότερους κλάδους της αορτής, εκτός από τους μεγάλους κλάδους του αορτικού τόξου και του τελικού διχασμού της κοιλιακής αορτής, που αναγνωρίζονται ως ελαστικές αρτηρίες. Είναι γεγονός πως οι περισσότερες «επώνυμες» αρτηρίες (π.χ. βραχιόνιος, ωλένιος, νεφρική), ακόμη και αυτές που έχουν διάμετρο μόλις 0,1 mm, ανήκουν στην κατηγορία των μυικού τύπου αρτηριών. Το χαρακτηριστικό των μυικών αρτηριών είναι ο σχετικά παχύς μέσος χιτώνας που αποτελείται κυρίως από λεία μυικά κύτταρα. Ο έσω χιτώνας στις μυικές αρτηρίες είναι λεπτότερος από τον αντίστοιχο των ελαστικών αρτηριών, αλλά η υπενδοθηλιακή στοιβάδα περιέχει λίγα λεία μυικά κύτταρα. Επίσης, σε αντίθεση με τις ελαστικές αρτηρίες, η έσω ελαστική μεμβράνη των μυικών αρτηριών είναι ευδιάκριτη και εμφανίζει κυματοειδή επιφάνεια πάνω στην οποία απλώνεται το ενδοθήλιο. Κατά τόπους η έσω ελαστική μεμβράνη διχάζεται και σχηματίζει τη λεγόμενη δισχιδή έσω ελαστική μεμβράνη. Όπως και στις ελαστικές αρτηρίες, το ενδοθήλιο εμφανίζει προεξοχές που διαπερνούν τις θυρίδες της έσω ελαστικής μεμβράνης και σχηματίζουν χασματικές συνάψεις με τα λεία μυικά κύτταρα του μέσου χιτώνα που βρίσκονται σε επαφή με τον έσω χιτώνα. Θεωρείται πως αυτές οι συνάψεις μπορεί να συνδέουν μεταβολικά το ενδοθήλιο με τα λεία μυικά κύτταρα. Στο μέσο χιτώνα των μυικών αρτηριών κυριαρχούν τα λεία μυικά κύτταρα, παρόλο που αυτά είναι σημαντικά μικρότερα σε μέγεθος από τις σπλαχνικές λείες μυικές ίνες. Τα λεία μυικά κύτταρα είναι προσανατολισμένα κυκλοτερώς γύρω από τον αυλό στα σημεία επαφής με τον έσω χιτώνα, ενώ λίγα δεμάτια λείων μυικών ινών είναι διαταγμένα κατά τον επιμήκη άξονα των αγγείων στον έξω χιτώνα. Οι μικρές μυικές αρτηρίες διαθέτουν τρεις έως τέσσερις στοιβάδες λείων μυικών κυττάρων, ενώ οι μεγάλες μυικές αρτηρίες είναι δυνατό να περιέχουν έως και 40 στοιβάδες ομόκεντρα διατεταγμένων λείων μυικών κυττάρων στο τοίχωμά τους. Ο αριθμός των στοιβάδων περιορίζεται όσο η διάμετρος των αρτηριών ελαττώνεται. Κάθε λείο μυικό κύτταρο περιβάλλεται από έναν εξωτερικό υμένα (παρόμοιο με το βασικό υμένα), παρόλο που προεξοχές των λείων μυικών κυττάρων εκτείνονται μέσω [21]

31 διακοπών της συνέχειας των υμένων για να σχηματίσουν συνάψεις με άλλα μυικά κύτταρα, με σκοπό την εξασφάλιση της συντονισμένης συστολής του μέσου χιτώνα. Διάσπαρτες μεταξύ των στοιβάδων των λείων μυικών κυττάρων βρίσκονται ελαστικές ίνες, ίνες κολλαγόνου τύπου III και θειική χονδροϊτίνη, όλες παραγόμενες από τα λεία μυικά κύτταρα. Ίνες κολλαγόνου τύπου III με διάμετρο 30 nm εντοπίζονται και σε δεσμίδες εντός των μεσοκυτταρίων διαστημάτων. Έξω ελαστική μεμβράνη αναγνωρίζεται σε ιστολογικές τομές μεγαλύτερων μυικών αρτηριών ως πολλαπλά στρώματα λεπτών ελαστικών φύλλων, τα οποία στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο εμφανίζουν πόρους. Ο έξω χιτώνας των μυικών αρτηριών αποτελείται από ελαστικές ίνες, ίνες κολλαγόνου (διαμέτρου nm) και θεμέλια ουσία που περιέχει κυρίως θειική δερματάνη και θειική ηπαράνη. Αυτή η εξωκυττάρια ουσία παράγεται από ινοβλάστες του έξω χιτώνα (adventitial fibroblasts). Οι ίνες κολλαγόνου, καθώς και οι ελαστικές ίνες είναι προσανατολισμένες κατά τον επιμήκη άξονα του αγγείου και αναμιγνύονται με τον περιβάλλοντα συνδετικό ιστό. Στα πλέον εξωτερικά στρώματα του έξω χιτώνα απαντούν τροφοφόρα αγγεία και αμύελες νευρικές απολήξεις (Εικόνα 6). Οι νευροδιαβιβαστές που απελευθερώνονται στις νευρικές απολήξεις διαχέονται μέσω των πόρων της έξω ελαστικής μεμβράνης στο μέσο χιτώνα και προκαλούν την εκπόλωση ορισμένων από τα επιφανειακά λεία μυικά κύτταρα. Η εκπόλωση διαδίδεται τελικά σε όλες τις λείες μυικές ίνες του μέσου χιτώνα μέσω των χασματικών συνάψεων μεταξύ τους. Εικόνα 6. Σχηματική απεικόνιση δύο αρτηριών, μίας ελαστικού τύπου (αριστερά) και μίας μυικού τύπου (δεξιά), όπου γίνονται εμφανείς οι διαφορές στη σχετική σύσταση των τριών χιτώνων του τοιχώματος των αγγείων (Ross MH, Pawlina W: Histology: A Text and Atlas with Correlated Cell and Molecular Biology, 5th edition. Lippincott Williams & Wilkins, 2006) Αρτηρίδια Οι αρτηρίες με διάμετρο μικρότερη του 0,1 mm θεωρούνται αρτηρίδια. Τα αρτηρίδια αποτελούν τα τελευταία αρτηριακά αγγεία που ρυθμίζουν την αιματική ροή στα δίκτυα των τριχοειδών. Σε ιστολογικές τομές, το πάχος του τοιχώματος των αρτηριδίων είναι περίπου [22]

32 ίσο με τη διάμετρο του αυλού τους. Το ενδοθήλιο του έσω χιτώνα υποστηρίζεται από λεπτή υπενδοθηλιακή στοιβάδα συνδετικού ιστού, που αποτελείται από κολλαγόνο τύπου III και λίγες ελαστικές ίνες εμπεδωμένες στη θεμέλια ουσία. Μία λεπτή, θυριδωτή έσω ελαστική μεμβράνη παρατηρείται στα μεγάλα αρτηρίδια, ενώ απουσιάζει τελείως στα μικρά και τελικά αρτηρίδια. Στα μικρά αρτηρίδια, ο μέσος χιτώνας συντίθεται από μία στοιβάδα λείων μυικών κυττάρων που περιβάλλει τελείως τα ενδοθηλιακά κύτταρα (Εικόνα 7). Στα μεγαλύτερα αρτηρίδια, ο μέσος χιτώνας περιλαμβάνει δύο έως τρεις στοιβάδες λείων μυικών κυττάρων. Τα αρτηρίδια δε διαθέτουν έξω ελαστική μεμβράνη, ενώ ο έξω χιτώνας τους είναι εξαιρετικά λεπτός και αντιπροσωπεύεται από ινοελαστικό συνδετικό ιστό που περιέχει ολιγάριθμες ινοβλάστες. Εικόνα 7. Ηλεκτρονική μικροφωτογραφία σάρωσης που απεικονίζει ένα αρτηρίδιο. Διακρίνεται η συμπαγής κυκλοτερής στοιβάδα λείων μυικών κυττάρων του μέσου χιτώνα του αγγείου και οι αντίστοιχες νευρικές ίνες (Gartner LP and Hiatt JL: Color Textbook of Histology, 3rd Edition. Elsevier Saunders, 2007). Οι αρτηρίες που τροφοδοτούν με αίμα τα τριχοειδή αγγεία καλούνται μεταρτηρίδια. Διαφέρουν δομικά από τα αρτηρίδια στο ότι η στοιβάδα των λείων μυικών κυττάρων δεν είναι συνεχής, αντίθετα τα μεμονωμένα λεία μυικά κύτταρα απέχουν μεταξύ τους και το καθένα περιβάλλει κυκλοτερώς το ενδοθήλιο ενός τριχοειδούς αγγείου που ξεκινά από το μεταρτηρίδιο. Θεωρείται πως αυτή η οργάνωση επιτρέπει στα λεία μυικά κύτταρα να λειτουργούν ως σφιγκτήρες όταν συστέλλονται, με αποτέλεσμα τον έλεγχο της αιματικής ροής στα τριχοειδή πλέγματα Τριχοειδή αγγεία Τα τριχοειδή εμφανίζουν δομική ποικιλομορφία που επιτρέπει διαφορετικά επίπεδα ανταλλαγής ουσιών μεταξύ αίματος και περιβαλλόντων ιστών. Συντίθενται από μία μόνο στοιβάδα ενδοθηλιακών κυττάρων που αναδιπλώνονται και σχηματίζουν σωλήνα. Η μέση διάμετρος των τριχοειδών ποικίλλει από 7 έως 9 μm και το μήκος τους συνήθως δεν ξεπερνά τα 50 μm. Το συνολικό μήκος των τριχοειδών του ανθρωπίνου σώματος φτάνει τα [23]

33 χιλιόμετρα. Σε εγκάρσια διατομή, το τοίχωμα των τριχοειδών φαίνεται να αποτελείται από τμήματα ενός έως τριών ενδοθηλιακών κυττάρων, ενώ οι εξωτερικές επιφάνειες αυτών των κυττάρων συνήθως υποστηρίζονται από βασικό υμένα, που αποτελεί προϊόν των ίδιων των ενδοθηλιακών κυττάρων (Εικόνα 8). Γενικότερα, τα ενδοθηλιακά κύτταρα είναι πολυγωνικά και επιμηκυσμένα κατά τη διεύθυνση της αιματικής ροής. Οι πυρήνες αναγκάζουν τα κύτταρα να προβάλλουν στον αυλό των τριχοειδών. Το κυτταρόπλασμα περιέχει λίγα οργανίδια, μεταξύ των οποίων μικρό σύμπλεγμα Golgi, μιτοχόνδρια, ελεύθερα ριβοσώματα και λίγες δεξαμενές αδρού ενδοπλασματικού δικτύου. Συνδέσεις του τύπου των αποφρακτικών ζωνών (zonulae occludentes) παρατηρούνται μεταξύ των περισσοτέρων ενδοθηλιακών κυττάρων και έχουν μεγάλη φυσιολογική σημασία, καθώς η διαπερατότητά τους ποικίλλει για τα διάφορα μακρομόρια που παίζουν σημαντικό ρόλο τόσο σε φυσιολογικές όσο και σε παθολογικές καταστάσεις. Εικόνα 8. Σχηματική απεικόνιση ενός τριχοειδούς αγγείου (Junqueira LC, Carneiro J: Basic Histology Text and Atlas, 11th edition. McGraw-Hill, 2005). Σε πολλές περιοχές κατά μήκος των τριχοειδών και των μετατριχοειδών φλεβιδίων παρατηρούνται κύτταρα μεσεγχυματικής προέλευσης με μακριές κυτταροπλασματικές προεξοχές που περιβάλλουν μερικώς τα ενδοθηλιακά κύτταρα. Αυτά τα κύτταρα, που ονομάζονται περικύτταρα, περιβάλλονται από δικό τους βασικό υμένα, που μπορεί να συντήκεται με αυτόν των ενδοθηλιακών κυττάρων. Η παρουσία μυοσίνης, ακτίνης και τροπομυοσίνης στα περικύτταρα υποδεικνύει πως τα κύτταρα αυτά έχουν και συσταλτική λειτουργία. Μετά από ιστική βλάβη, τα περικύτταρα πολλαπλασιάζονται και διαφοροποιούνται για το σχηματισμό νέων αιμοφόρων αγγείων, συμμετέχουν δηλαδή ενεργά στη διαδικασία της αποκατάστασης της ιστικής βλάβης. Οι δομικές διαφοροποιήσεις των τριχοειδών αγγείων εξυπηρετούν τα διάφορα επίπεδα αναγκών για την ανταλλαγή μεταβολικών ουσιών μεταξύ αίματος και ιστών. Με βάση τη [24]

34 συνέχεια τόσο της στοιβάδας των ενδοθηλιακών κυττάρων όσο και του βασικού υμένα τους διακρίνονται τρία είδη τριχοειδών αγγείων (Εικόνα 9). Εικόνα 9. Σχηματική απεικόνιση των τριών τύπων τριχοειδών αγγείων: (Α) συνεχές, (Β) θυριδωτό και (C) κολπώδες, με εμφανείς τις μεταξύ τους διαφορές (Gartner LP and Hiatt JL: Color Textbook of Histology, 3rd Edition. Elsevier Saunders, 2007) Συνεχή ή σωματικού τύπου τριχοειδή Τα συνεχή ή σωματικού τύπου τριχοειδή χαρακτηρίζονται από απουσία πόρων (θυρίδων) στο τοίχωμά τους. Απαντούν σε όλα τα είδη μυικού ιστού, συνδετικού ιστού, εξωκρινών αδένων και νευρικού ιστού. Σε ορισμένες περιοχές, εκτός του νευρικού συστήματος, παρατηρούνται αρκετά πινοκυτταρικά κυστίδια και στις δύο επιφάνειες των ενδοθηλιακών κυττάρων, αλλά και ως μεμονωμένα κυστίδια στο κυτταρόπλασμά τους. Επίσης, τα κυστίδια μπορούν να συντήκονται, σχηματίζοντας κανάλια υπεύθυνα για τη μεταφορά μακρομορίων και προς τις δύο διευθύνσεις διαμέσου του κυτταροπλάσματος των ενδοθηλιακών κυττάρων Θυριδωτά ή σπλαχνικού τύπου τριχοειδή Τα θυριδωτά ή σπλαχνικά τριχοειδή χαρακτηρίζονται από την παρουσία πολλών διακυτταρικών χασμάτων στην ενδοθηλιακή μεμβράνη, που ονομάζονται θυρίδες. Οι θυρίδες αφορίζονται από την κυτταρική μεμβράνη, σχηματίζοντας συνεχή κανάλια από κυτταρική μεμβράνη από την ενδοαυλική έως την ιστική επιφάνεια των ενδοθηλιακών κυττάρων. Κάθε θυρίδα φράσσεται από ένα διάφραγμα που είναι λεπτότερο από μία [25]

35 κυτταρική μεμβράνη και δεν έχει την τρίστοιβη δομή μιας μεμβρανικής μονάδας. Ο βασικός υμένας των θυριδωτών τριχοειδών είναι συνεχής. Όμοια με τα θυριδωτά τριχοειδή, με μόνη διαφορά την πλήρη απουσία διαφραγμάτων είναι τα τριχοειδή του νεφρικού σπειράματος. Στην περίπτωση αυτή, ο βασικός υμένας του ενδοθηλίου είναι πολύ πυκνός και χωρίζει το ενδοθήλιο από τα υπερκείμενα ποδοκύτταρα Ασυνεχή ή κολπώδη τριχοειδή Τα ασυνεχή ή κολπώδη (κολποειδή) τριχοειδή αγγεία έχουν τα εξής χαρακτηριστικά: ακολουθούν ελικοειδή πορεία και έχουν μεγάλη διάμετρο (30-40 μm), που ελαττώνει την ταχύτητα κυκλοφορίας του αίματος, τα ενδοθηλιακά κύτταρα σχηματίζουν μία ασυνεχή στιβάδα και χωρίζονται μεταξύ τους με μεγάλα διαστήματα και το κυτταρόπλασμά τους εμφανίζει πολλαπλές θυρίδες χωρίς διαφράγματα. Επιπλέον, μακροφάγα εντοπίζονται είτε μεταξύ των κυττάρων του ενδοθηλίου είτε επί τα εκτός αυτών, ενώ ο βασικός υμένας του ενδοθηλίου είναι και αυτός ασυνεχής. Τα κολπώδη τριχοειδή απαντούν κυρίως στο ήπαρ και στα αιμοποιητικά όργανα, όπως ο μυελός των οστών και ο σπλήνας. Η ανταλλαγή ουσιών μεταξύ αίματος και ιστών διευκολύνεται σημαντικά από τη δομή του τοιχώματος αυτών των τριχοειδών. Τα τριχοειδή αναστομώνονται ελεύθερα, σχηματίζοντας ένα πυκνό πλέγμα που διασυνδέει τις μικρές αρτηρίες και φλέβες. Τα αρτηρίδια διακλαδίζονται σε μικρά αγγεία που περιβάλλονται από μία ασυνεχή στιβάδα λείων μυικών κυττάρων, τα μεταρτηρίδια, τα οποία με τη σειρά τους διακλαδίζονται σε τριχοειδή. Η σύσπαση των μεταρτηριδίων επιτρέπει τη ρύθμιση της κυκλοφορίας στα τριχοειδή όταν δεν είναι απαραίτητο για τον ιστό να διατηρήσει την αιματική ροή σε όλο το τριχοειδές πλέγμα. Σε ορισμένους ιστούς, υπάρχουν αρτηριοφλεβώδεις αναστομώσεις που επιτρέπουν στα αρτηρίδια να εκβάλλουν απευθείας στα φλεβίδια. Αυτές οι αναστομώσεις αποτελούν έναν επιπλέον μηχανισμό που συμβάλλει στη ρύθμιση της τριχοειδικής κυκλοφορίας. Αυτές οι αλληλοσυνδέσεις αφθονούν στους σκελετικούς μύες και στο δέρμα των άκρων. Όταν τα αγγεία των αρτηριοφλεβωδών αναστομόσεων συσπώνται, όλο το αίμα διοχετεύεται στα τριχοειδή πλέγματα. Αντίθετα, όταν αυτά τα αγγεία είναι σε χάλαση, μέρος του αίματος διοχετεύεται απευθείας στα φλεβίδια, χωρίς να διέλθει από τα τριχοειδή. Η κυκλοφορία στα τριχοειδή υπόκειται σε νευρικό και ορμονικό έλεγχο. Η πυκνότητα των τριχοειδών εξαρτάται από τη μεταβολική δραστηριότητα των ιστών. Ιστοί με υψηλό μεταβολικό ρυθμό, όπως οι νεφροί, το ήπαρ, ο καρδιακός και οι σκελετικοί μύες είναι πλούσιοι σε τριχοειδή αγγεία, ενώ το αντίθετο [26]

36 συμβαίνει σε ιστούς με χαμηλή μεταβολική δραστηριότητα, όπως οι λείοι μύες και ο πυκνός συνδετικός ιστός. Η συνολική διάμετρος των τριχοειδών είναι περίπου 800 φορές μεγαλύτερη από της αορτής. Αντίστοιχα, ενώ η ταχύτητα του αίματος στην αορτή είναι κατά μέσο όρο 320 mm/s, στα τριχοειδή είναι περίπου 0,3 mm/s. Συνεπώς, δεδομένου και των λεπτών τοιχωμάτων τους, τα τριχοειδή αποτελούν το ιδανικότερο σημείο του αγγειακού δέντρου για την ανταλλαγή ύδατος, διαλυτών ουσιών και μακρομορίων μεταξύ αίματος και ιστών. Τα τριχοειδή συχνά αναφέρονται ως αγγεία ανταλλαγής, λόγω του ότι αποτελούν το σημείο μεταφοράς οξυγόνου, διοξειδίου του άνθρακα και μεταβολιτών από το αίμα στους ιστούς και το αντίστροφο. Οι μηχανισμοί που είναι υπεύθυνοι για τη μεταφορά ουσιών μεταξύ αίματος και ιστών εξαρτώνται από το είδος των μορίων που μεταφέρονται αλλά και από τα δομικά χαρακτηριστικά και την οργάνωση των ενδοθηλιακών κυττάρων στα διάφορα είδη τριχοειδών. Μικρά υδρόφοβα και υδρόφιλα μόρια (οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα, γλυκόζη κ.ά.) μπορούν είτε να διαχυθούν είτε να μεταφερθούν ενεργητικά μέσω της κυτταρικής μεμβράνης των ενδοθηλιακών κυττάρων των τριχοειδών. Στη συνέχεια, οι ουσίες μεταφέρονται στην αντίθετη επιφάνεια του κυττάρου με διάχυση στο κυτταρόπλασμά του και τελικά απελευθερώνονται στον εξωκυττάριο χώρο. Το ύδωρ και ορισμένα υδρόφιλα μόρια, μικρότερα από 1,5 nm σε διάμετρο και από 10 kda σε μάζα, είναι ικανά να διαπεράσουν το τοίχωμα των τριχοειδών με διάχυση διαμέσου των μεσοκυττάριων συνδέσεων (παρακυτταρική οδός). Οι πόροι των θυριδωτών τριχοειδών, τα διαστήματα μεταξύ των ενδοθηλιακών κυττάρων των κολπωδών τριχοειδών και τα πινοκυτταρικά κυστίδια αποτελούν άλλες οδούς για τη δίοδο μεγάλων μορίων Φλέβες Η σύσταση των τριών χιτώνων ποικίλει στις διάφορες κατηγορίες φλεβών και αποτελεί βασικό κριτήριο για τη διάκρισή τους. Τα κυριότερα δομικά χαρακτηριστικά των φλεβών, αλλά και των υπολοίπων αιμοφόρων αγγείων συνοψίζονται στον πίνακα Μετατριχοειδή φλεβίδια Τα άμεσα μετατριχοειδή φλεβίδια (περικυτταρικές φλέβες), που ποικίλουν σε διάμετρο από 0,1-0,5 mm και σε μήκος από 0,5-70 mm χαρακτηρίζονται από την παρουσία περικυττάρων. Ο έσω χιτώνας αυτών των αγγείων αποτελείται από ενδοθήλιο και μία πολύ λεπτή υπενδοθηλιακή στοιβάδα. Στα αγγεία αυτά παρατηρούνται οι χαλαρότερες συνδέσεις μεταξύ των ενδοθηλιακών κυττάρων από όλο το καρδιαγγειακό σύστημα. Ο μέσος χιτώνας αυτών των φλεβιδίων είναι δυνατό να περιέχει μόνο συσταλτικά περικύτταρα (Εικόνα 10). [27]

37 Τα μετατριχοειδή φλεβίδια έχουν πολλά κοινά χαρακτηριστικά με τα τριχοειδή, όπως η συμμετοχή στις φλεγμονώδεις διαδικασίες και η ανταλλαγή μορίων, ακόμη και κυττάρων, μεταξύ αίματος και ιστών Μυικές φλέβες Τα περισσότερα φλεβίδια είναι μυικά, με μερικά τουλάχιστον μυικά κύτταρα στο τοίχωμά τους. Τα αγγεία αυτά συχνά συνοδεύουν αρτηρίδια, από τα οποία διακρίνονται εύκολα σε ιστολογικές τομές, εξαιτίας του λεπτότερου τοιχώματός και του ανώμαλου αυλού, λόγω της σύμπτωσης των τοιχωμάτων τους. Τα φλεβίδια αυτά είναι δυνατό να επηρεάζουν την αιματική ροή στα αρτηρίδια με την παραγωγή και έκκριση αγγειοδραστικών ουσιών. Εικόνα 10. Ιστολογική τομή μυομητρίου με χρώση toluidine blue και απεικόνιση σε εγκάρσια διατομή αρτηριδίου και φλεβιδίου. Διακρίνεται ο πυρήνας ενός περικυττάρου (Junqueira LC, Carneiro J: Basic Histology Text and Atlas, 11th edition. McGraw-Hill, 2005). Από τα φλεβίδια, το αίμα συλλέγεται σε φλέβες μεγαλύτερου μεγέθους, που διακρίνονται σε μικρού, μέσου και μεγάλου μεγέθους. Η πλειοψηφία των φλεβών ανήκει στις μικρού ή μέσου μεγέθους, με διάμετρο μεταξύ 1 και 9 mm. Ο έσω χιτώνας συνήθως διαθέτει λεπτή υπενδοθηλιακή στοιβάδα, που όμως μπορεί και να απουσιάζει. Ο μέσος χιτώνας αποτελείται από μικρές δεσμίδες λείων μυικών ινών που αναμιγνύονται με δικτυωτές ίνες και ένα λεπτό δίκτυο ελαστικών ινών. Ο έξω χιτώνας, που αποτελείται κυρίως από κολλαγόνο, είναι καλά αναπτυγμένος Μεγάλες φλέβες Οι μεγάλες φλέβες περιλαμβάνουν κυρίως τα πλησίον της καρδιάς μεγάλα φλεβικά στελέχη. Τα αγγεία αυτά έχουν καλά αναπτυγμένο έσω χιτώνα, αλλά ο μέσος χιτώνας είναι αρκετά λεπτότερος, με λίγες στοιβάδες λείων μυικών κυττάρων και άφθονο συνδετικό ιστό [28]

38 (Εικόνα 11). Ο έξω χιτώνας είναι ο παχύτερος και καλύτερα αναπτυγμένος χιτώνας στις φλέβες και συχνά περιέχει επιμήκη δεμάτια λείων μυικών κυττάρων. Αυτές οι φλέβες, ειδικά οι μεγαλύτερες, έχουν βαλβίδες στο εσωτερικό τους, που αποτελούνται από δύο ημισεληνοειδείς πτυχές του έσω χιτώνα που προβάλλουν στον αυλό. Συντίθενται από συνδετικό ιστό πλούσιο σε ελαστικές ίνες και επενδύονται και από τις δύο πλευρές από ενδοθήλιο. Οι βαλβίδες, που είναι πολυάριθμες στις φλέβες των άκρων, συμβάλλουν στην επαναφορά του φλεβικού αίματος στην καρδιά, σε συνδυασμό με τη σύσπαση των σκελετικών μυών που περιβάλλουν τις φλέβες. Εικόνα 11. Συγκριτική σχηματική απεικόνιση των συστατικών του τοιχώματος μιας φλέβας μέσου μεγέθους (αριστερά) και μιας μεγάλης φλέβας (δεξιά) (Ross MH, Pawlina W: Histology: A Text and Atlas with Correlated Cell and Molecular Biology, 5th edition. Lippincott Williams & Wilkins, 2006). Αξίζει να σημειωθεί πως συγκεκριμένες παθολογικές αλλοιώσεις αφορούν ή είναι συχνότερες σε αγγεία ορισμένου μεγέθους, χαρακτηριστικών ή και συγκεκριμένου τύπου. Έτσι, η αθηροσκλήρωση επηρεάζει περισσότερο τις ελαστικές και μυικές αρτηρίες, ενώ η υπέρταση αφορά περισσότερο στα αρτηρίδια και στις μικρές μυικές αρτηρίες. Αντίστοιχα, (Ross MH and ορισμένα είδη αγγειίτιδας αφορούν σε συγκεκριμένα τμήματα αιμοφόρων αγγείων Pawlina W 2006, Pugsley MK and Tabrizchi R 2000, Gartner LP and Hiatt JL 2007, Kumar V et al 2005). [29]

39 Αγγεία Διάμετρος Έσω χιτώνας Μέσος χιτώνας Έξω χιτώνας Ελαστικές αρτηρίες > 1 cm Ενδοθήλιο Συνδετικός ιστός Λεία μυικά κύτταρα Λεία μυικά κύτταρα Ελαστικά πέταλα Συνδετικός ιστός Ελαστικές ίνες Λεπτότερος από το μέσο χιτώνα Μυικές αρτηρίες -Μεγάλες 2-10 mm Ενδοθήλιο Συνδετικός ιστός Λεία μυικά κύτταρα Χαρακτηριστική έσω ελαστική μεμβράνη Λεία μυικά κύτταρα Ίνες κολλαγόνου Σχετικά λίγος ελαστικός ιστός Συνδετικός ιστός Λίγες ελαστικές ίνες Λεπτότερος από το μέσο χιτώνα -Μικρές 0,1-2 mm Ενδοθήλιο Συνδετικός ιστός Λεία μυικά κύτταρα Έσω ελαστική μεμβράνη Λεία μυικά κύτταρα (8-10 στοιβάδες) Ίνες κολλαγόνου Συνδετικός ιστός Λίγες ελαστικές ίνες Λεπτότερος από τον έσω χιτώνα Αρτηρίδια μm Ενδοθήλιο Συνδετικός ιστός Λεία μυικά κύτταρα Λεία μυικά κύτταρα (1-2 στοιβάδες) Λεπτό, μόλις οριζόμενο περίβλημα συνδετικού ιστού Τριχοειδή 4-10 μm Ενδοθήλιο Απουσία Απουσία Μετατριχοειδή φλεβίδια μm Ενδοθήλιο Περικύτταρα Απουσία Απουσία Μυικά φλεβίδια μm Ενδοθήλιο Περικύτταρα Λεία μυικά κύτταρα (1-2 στοιβάδες) Συνδετικός ιστός Λίγες ελαστικές ίνες Παχύτερος από το μέσο χιτώνα Μικρές φλέβες 0,1-1 mm Ενδοθήλιο Συνδετικός ιστός Λεία μυικά κύτταρα (2-3 στοιβάδες) Μεσαίες φλέβες 1-10 mm Ενδοθήλιο Συνδετικός ιστός Λεία μυικά κύτταρα Έσω ελαστική μεμβράνη σε ορισμένες περιπτώσεις Λεία μυικά κύτταρα (2-3 στοιβάδες συνεχόμενες με τον έσω χιτώνα) Λεία μυικά κύτταρα Ίνες κολλαγόνου Συνδετικός ιστός Λίγες ελαστικές ίνες Παχύτερος από το μέσο χιτώνα Συνδετικός ιστός Λίγες ελαστικές ίνες Παχύτερος από το μέσο χιτώνα Μεγάλες φλέβες >1 cm Ενδοθήλιο Συνδετικός ιστός Λεία μυικά κύτταρα Λεία μυικά κύτταρα (2-15 στοιβάδες) Συνδετικός ιστός Λίγες μυικές ίνες Σημαντικά παχύτερος από το μέσο χιτώνα Πίνακας 1. Κατηγορίες αιμοφόρων αγγείων και ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους [30]

40 1.5 Η καρδιά Εισαγωγή Η καρδιά συνιστά την «αντλία» του καρδιαγγειακού συστήματος, αποτελούμενη από τέσσερις κοιλότητες. Το μυικό τοίχωμα της καρδιάς, το μυοκάρδιο, αποτελείται από καρδιακό μυικό ιστό (μυοκαρδιακά κύτταρα). Οι τέσσερις κοιλότητες της καρδιάς είναι οι δύο κόλποι, που συγκεντρώνουν το αίμα και οι δύο κοιλίες, που εξωθούν το αίμα από την καρδιά (Εικόνα 12). Η άνω και η κάτω κοίλη φλέβα επιστρέφουν το αίμα από τη συστηματική κυκλοφορία στο δεξιό κόλπο της καρδιάς. Από εκεί, το αίμα εισέρχεται στη δεξιά κοιλία δια της δεξιάς κολποκοιλιακής βαλβίδας (τριγλώχινα βαλβίδα). Με τη σύσπαση της κοιλίας, το αίμα από τη δεξιά κοιλία προωθείται στο στέλεχος της πνευμονικής αρτηρίας, ενός μεγάλου αγγείου, το οποίο διχάζεται σε δεξιά και αριστερή πνευμονική αρτηρία, που μεταφέρουν το αποξυγονωμένο αίμα στους πνεύμονες για την ανταλλαγή αερίων. Το οξυγονωμένο αίμα από τους πνεύμονες επιστρέφει στην καρδιά μέσω των πνευμονικών φλεβών, που εκβάλουν στον αριστερό κόλπο. Από εδώ, το αίμα διέρχεται δια της αριστερής κολποκοιλιακής βαλβίδας (διγλώχινα ή μιτροειδής βαλβίδα) στην αριστερά κοιλία. Τέλος, με την κοιλιακή συστολή το αίμα εξωθείται στην αορτή, από την οποία εκφύονται πολλοί κλάδοι που διανέμουν το αίμα σε όλους τους ιστούς του σώματος. Οι κολποκοιλιακές βαλβίδες εμποδίζουν τη διαφυγή του αίματος από τις κοιλίες στους κόλπους, ενώ οι μηνοειδείς βαλβίδες, που βρίσκονται στο στόμιο του στελέχους της πνευμονικής αρτηρίας και της αορτής, παρεμποδίζουν την παλινδρόμηση αίματος από τα αγγεία αυτά προς την καρδιά (Ross MH and Pawlina W 2006, Gartner LP and Hiatt JL 2007, Junqueira LC and Carneiro J 2005). Εικόνα 12. Σχηματικό διάγραμμα της καρδιάς όπου απεικονίζεται η εντόπιση του φλεβοκόμβου (ΦΚ) και του κολποκοιλιακού κόμβου (ΚΚ), των ινών του Purkinje και του δεματίου του His (Gartner LP and Hiatt JL: Color Textbook of Histology, 3rd Edition. Elsevier Saunders, 2007). [31]

41 1.5.2 Ιστολογική δομή της καρδιάς Οι τρεις στιβάδες που απαρτίζουν το καρδιακό τοίχωμα, από μέσα προς τα έξω, είναι το ενδοκάρδιο, το μυοκάρδιο και το επικάρδιο, ομόλογες του έσω, του μέσου και του έξω χιτώνα των αιμοφόρων αγγείων, αντίστοιχα Ενδοκάρδιο Το ενδοκάρδιο επενδύει τις καρδιακές κοιλότητες και συνέχεται με τον έσω χιτώνα των αιμοφόρων αγγείων που εισέρχονται στην καρδιά και εξέρχονται από αυτή. Αποτελείται από μονόστοιβο πλακώδες επιθήλιο (ενδοθήλιο) και υποκείμενη υπενδοθηλιακή στιβάδα ινοελαστικού συνδετικού ιστού με διάσπαρτες ινοβλάστες. Βαθύτερα απαντά ένα στρώμα πυκνού συνδετικού ιστού, υποστηριζόμενο από ελαστικές ίνες που διαπλέκονται με λεία μυικά κύτταρα. Πλέον εν τω βάθει βρίσκεται η υπενδοκαρδιακή στιβάδα χαλαρού συνδετικού ιστού, που περιέχει μικρά αιμοφόρα αγγεία, νεύρα και ίνες Purkinje του ερεθισματαγωγού συστήματος της καρδιάς. Η υπενδοκαρδιακή στιβάδα σχηματίζει και το όριο του ενδοκαρδίου, καθώς εφάπτεται στο ενδομύιο του καρδιακού μυός Μυοκάρδιο Το μυοκάρδιο, η μέση και παχύτερη από τις τρεις στιβάδες που απαρτίζουν την καρδιά, περιέχει καρδιακά μυικά κύτταρα οργανωμένα περίπλοκα σπειροειδώς γύρω από τα στόμια των κοιλοτήτων. Συγκεκριμένα μυοκαρδιακά κύτταρα χρησιμεύουν στην προσκόλληση του μυοκαρδίου στον ινώδη σκελετό της καρδιάς, άλλα είναι ειδικά για την έκκριση ουσιών με ενδοκρινή δράση, ενώ κάποια είναι εξειδικευμένα για την παραγωγή ή αγωγή ώσεων. Η καρδιακή συχνότητα ( 70 συστολές ανά λεπτό) ελέγχεται από το φλεβόκομβο (ΦΚ - βηματοδότη), που εντοπίζεται στη συμβολή της άνω κοίλης φλέβας και του δεξιού κόλπου (Εικόνα 12). Τα εξειδικευμένα καρδιακά μυικά κύτταρα του κόμβου έχουν την ιδιότητα να εκπολώνοντα αυτόματα με συχνότητα περίπου 70 φορές το λεπτό, δημιουργώντας μία ώση που μεταδίδεται στα τοιχώματα των κόλπων και διαμέσου διακομβικών μονοπατιών στον κολποκοιλιακό κόμβο (ΚΚ), που βρίσκεται στο μεσοκολπικό διάφραγμα, ακριβώς υψηλότερα από την τριγλώχινα βαλβίδα. Τροποποιημένα καρδιακά μυικά κύτταρα του κολποκοιλιακού κόμβου, ρυθμιζόμενα από ώσεις που φτάνουν από το φλεβόκομβο, μεταδίδουν το ερέθισμα στο μυοκάρδιο των κοιλιών διαμέσου του κολποκοιλιακού δεματίου (δεμάτιο του His). Ίνες από το κολποκοιλιακό δεμάτιο διατρέχουν το μεσοκοιλιακό διάφραγμα και μεταδίδουν την ώση στον καρδιακό μυ, προκαλώντας ρυθμική συστολή των κοιλιών. Το κολποκοιλιακό δεμάτιο πορεύεται στον υπενδοκαρδιακό συνδετικό ιστό με τη μορφή μεγάλων, τροποποιημένων μυοκαρδιακών κυττάρων, που σχηματίζουν τις ίνες του Purkinje και μεταδίδουν το ερέθισμα στα μυοκαρδιακά κύτταρα που βρίσκονται στην κορυφή της [32]

42 καρδιάς. Αξίζει να σημειωθεί πως ενώ το αυτόνομο νευρικό σύστημα δε συμμετέχει στην έναρξη της καρδιακής συστολής, διαθέτει τη δυνατότητα να μεταβάλει την καρδιακή συχνότητα και τον όγκο παλμού. Η διέγερση των συμπαθητικών νεύρων αυξάνει την καρδιακή συχνότητα, ενώ η διέγερση των παρασυμπαθητικών νεύρων που απολήγουν στην καρδιά επιβραδύνει την καρδιακή συχνότητα. Εξειδικευμένα καρδιακά μυικά κύτταρα, εντοπιζόμενα κυρίως στα κολπικά τοιχώματα και στο μεσοκοιλιακό διάφραγμα, παράγουν μια σειρά μικρών, εκκρινόμενων πεπτιδίων. Τα πεπτίδια αυτά, όπως το κολπικό νατριουρητικό πεπτίδιο (atrial natriuretic peptide - ANP), απελευθερώνονται στα περιβάλλοντα τριχοειδή και δρουν ως ορμόνες, συμμετέχοντας στη ρύθμιση του ισοζυγίου ύδατος και ηλεκτρολυτών και στην ελάττωση της αρτηριακής πίεσης Επικάρδιο Το επικάρδιο, η εξώτατη στιβάδα του καρδιακού τοιχώματος, είναι επίσης γνωστό και ως σπλαγχνικό πέταλο του περικαρδίου (που αποτελείται από μονόστοιβο πλακώδες επιθήλιο, γνωστό ως μεσοθήλιο). Η υποεπικαρδιακή στιβάδα χαλαρού συνδετικού ιστού περιέχει τα στεφανιαία αγγεία, νεύρα και γάγγλια, ενώ αποτελεί και την περιοχή αποθήκευσης λίπους στην επιφάνεια της καρδιάς. Στις ρίζες των αγγείων που εισέρχονται και εξέρχονται της καρδιάς, το σπλαγχνικό περικάρδιο συνέχεται με την ορογόνο στιβάδα του τοιχωματικού περικαρδίου. Οι δύο αυτές στιβάδες του περικαρδίου σχηματίζουν την περικαρδιακή κοιλότητα, ένα χώρο που περικλείει μικρή ποσότητα ορώδους υγρού για τη λίπανση των δύο πετάλων του ορογόνου περικαρδίου Ινώδης σκελετός της καρδιάς Ο σκελετός της καρδιάς, αποτελούμενος από πυκνό (ινώδη) συνδετικό ιστό, περιλαμβάνει τρία βασικά στοιχεία: τους ινώδεις δακτυλίους (annuli fibrosi) που σχηματίζονται γύρω από τη βάση της αορτής, της πνευμονικής αρτηρίας και των κολποκοιλιακών στομίων, το ινώδες τρίγωνο (trigonum fibrosum) που σχηματίζεται κυρίως σε γειτνίαση με την περιοχή των μηνοειδών πτυχών της αορτικής βαλβίδας και το μεμβρανώδες διάφραγμα (septum membranaceum), που αποτελεί το ανώτερο τμήμα του μεσοκοιλιακού διαφράγματος. Εκτός από την παροχή δομικού πλαισίου για την καρδιά και θέσεων πρόσφυσης για τον καρδιακό μυ, ο σκελετός της καρδιάς προσφέρει και την απαραίτητη ασυνέχεια μεταξύ του μυοκαρδίου κόλπων και κοιλιών, εξασφαλίζοντας τη ρυθμική και κυκλική συστολή της καρδιάς, που ελέγχεται από το μηχανισμό αγωγής (Ross MH and Pawlina W 2006, Gartner LP and Hiatt JL 2007, Junqueira LC and διαμέσου των κολποκοιλιακών δεματίων Carneiro J 2005). [33]

43 [34]

44 2. Λιπώδης ιστός 2.1 Εισαγωγή Ο λιπώδης ιστός αποτελεί ειδικό τύπο συνδετικού ιστού, όπου κυρίαρχο στοιχεί αποτελούν τα λιποκύτταρα. Τα κύτταρα αυτά απαντούν μεμονωμένα ή σε ολιγάριθμες ομάδες εντός του συνδετικού ιστού, αλλά τα περισσότερα βρίσκονται συσσωρευμένα σε μεγάλο αριθμό, σχηματίζοντας τις διάφορες εντοπίσεις του λιπώδους ιστού, διάσπαρτα σε όλο το σώμα. Ο λιπώδης ιστός αποτελεί, κατά μία έννοια, ένα από τα μεγαλύτερα όργανα του ανθρωπίνου σώματος καθώς σε ενήλικες άρρενες φυσιολογικού βάρους αντιπροσωπεύει το 15-20% περίπου του σωματικού τους βάρους, ενώ αντίστοιχα σε ενήλικες θήλεις φυσιολογικού βάρους αντιπροσωπεύει το 20-25% περίπου του βάρους σώματος. Ο λιπώδης ιστός αποτελεί τη μεγαλύτερη αποθήκη ενέργειας (με τη μορφή τριγλυκεριδίων) του σώματος. Τα άλλα όργανα που αποθηκεύουν ενέργεια (με τη μορφή γλυκογόνου) είναι το ήπαρ και οι σκελετικοί μύες. Καθώς η λήψη τροφής είναι μια περιοδική δραστηριότητα και το απόθεμα γλυκογόνου περιορισμένο, ένα μεγάλο ποσό αποθηκευμένων θερμίδων πρέπει να κινητοποιείται μεταξύ των γευμάτων. Τα τριγλυκερίδια, διαθέτοντας μικρότερη πυκνότητα σε σχέση με το γλυκογόνο και υψηλότερη θερμιδική αξία (9,3 kcal/g για τα τριγλυκερίδια έναντι 4,1 kcal/g για τους υδατάνθρακες), καθιστούν το λιπώδη πολύ αποτελεσματικό ιστό για την αποθήκευση ενέργειας. Βρίσκεται συνεχώς σε κατάσταση αναδιοργάνωσης και είναι ευαίσθητος τόσο σε νευρικά όσο και σε ορμονικά ερεθίσματα. Επιπλέον, οι υποδόριες στιβάδες του λιπώδους ιστού συμμετέχουν στο σχηματισμό της επιφάνειας του σώματος, ενώ εναποθέσεις με τη μορφή μαξιλαριών (pads) χρησιμεύουν ως αποσβεστήρες κραδασμών, κυρίως στα πέλματα και στις παλάμες. Το λίπος, ακόμη, ως κακός αγωγός της θερμότητας, συμβάλλει στη θερμική μόνωση του σώματος, ενώ συμπληρώνει τον κενό χώρο μεταξύ άλλων ιστών και βοηθά στη συγκράτηση πολλών οργάνων στη θέση τους. Τέλος, σχετικά πρόσφατο προϊόν παρατήρησης και έρευνας αποτελεί το γεγονός ότι ο λιπώδης ιστός εκκρίνει διάφορα είδη μορίων που με την είσοδό τους στην κυκλοφορία επηρεάζουν τις λειτουργίες απομακρυσμένων οργάνων, δηλαδή αποτελεί έναν μεγάλο ενδοκρινή αδένα (Junqueira LC and Carneiro J 2005, Trayhurn P 2005, Ronti T et al 2006). 2.2 Ιστολογική διάκριση Τα δύο γνωστά είδη λιπώδους ιστού έχουν διαφορετική εντόπιση, δομή, χρώμα και ιστολογικά χαρακτηριστικά. Ο λευκός λιπώδης ιστός αποτελείται από κύτταρα τα οποία σε πλήρη ανάπτυξη περιέχουν μία μεγάλη κεντρική λιπιδική σταγόνα στο κυτταρόπλασμά τους. Ο καστανός λιπώδης ιστός αποτελείται από κύτταρα που περιέχουν πολυάριθμα μικρά [35]

45 σταγονίδια λίπους και άφθονα καστανόχρωμα μιτοχόνδρια. Αμφότερα τα είδη του λιπώδους ιστού δέχονται πλούσια αιμάτωση Λευκός λιπώδης ιστός Το χρώμα του στην πραγματικότητα ποικίλει από λευκό έως υποκίτρινο, εξαρτώμενο κυρίως από τη δίαιτα, καθώς επηρεάζεται από την παρουσία καροτενοειδών διαλυμένων στις λιπιδικές σταγόνες των κυττάρων. Σχεδόν ολοκληρωτικά ο λιπώδης ιστός των ενηλίκων ανήκει σε αυτό το είδος και εντοπίζεται σε όλο το ανθρώπινο σώμα, εκτός από τα βλέφαρα, το πέος, το όσχεο και το έξω ους (πλην του λοβού). Η ηλικία και το φύλο καθορίζουν την κατανομή και την πυκνότητα των εναποθέσεων λιπώδους ιστού. Στο νεογνό, ο λευκός λιπώδης ιστός εμφανίζει ομοιόμορφο πάχος σε όλο το σώμα. Καθώς το βρέφος ωριμάζει, ο λιπώδης ιστός τείνει να εξαφανίζεται από ορισμένα σημεία του σώματος και να αυξάνει σε άλλα. Η κατανομή του εν μέρει ρυθμίζεται από ορμόνες του φύλου και του φλοιού των επινεφριδίων, που ελέγχουν τη συσσώρευση λίπους και είναι κυρίως υπεύθυνες για τη διάπλαση του άρρενος και του θήλεος σωματότυπου Περιγραφή Τα λευκά λιποκύτταρα είναι σφαιρικά όταν απομονωθούν, αλλά διατηρούν πολύεδρο σχήμα στο λιπώδη ιστό, όπου βρίσκονται σε στενή επαφή μεταξύ τους. Κάθε κύτταρο έχει διάμετρο μm. Λόγω της απώλειας της λιπιδικής σταγόνας από τη χρήση αλκοόλης και ξυλόλης στις συνήθεις ιστολογικές τεχνικές, τα κύτταρα εμφανίζονται σε τυπική μικροσκοπική παρατήρηση ως λεπτοί δακτύλιοι κυτταροπλάσματος που περιβάλλουν το κενοτόπιο που δημιουργείται στη θέση της διαλυμένης λιπιδικής σταγόνας (κύτταρα δίκην σφραγιστήρος δακτυλίου). Κατά συνέπεια, τα κύτταρα αυτά εμφανίζουν έκκεντρους, πεπλατυσμένους πυρήνες (Εικόνα 13), ενώ ο δακτύλιος του κυτταροπλάσματος που απομένει μετά την αφαίρεση των αποθηκευμένων τριγλυκεριδίων (ουδέτερων λιπιδίων) μπορεί να διαρραγεί και να καταρρεύσει, αλλοιώνοντας την αρχιτεκτονική του ιστού. Το παχύτερο τμήμα του κυτταροπλάσματος περιβάλλει τον πυρήνα των λιποκυττάρων και περιλαμβάνει το σύμπλεγμα Golgi, μιτοχόνδρια, ελάχιστα αναπτυγμένες δεξαμενές αδρού ενδοπλασματικού δικτύου και ελεύθερα πολυριβοσώματα. Ο δακτύλιος κυτταροπλάσματος που περιβάλλει τη λιπιδική σταγόνα περιέχει δεξαμενές του αδρού ενδοπλασματικού δικτύου και πολυάριθμα πινοκυτταρικά κυστίδια. Μελέτες με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο αποκαλύπτουν ότι κάθε λιποκύτταρο συνήθως περιέχει μικροσκοπικά λιποσταγονίδια, [36]

46 επιπρόσθετα της μεγάλης λιπιδικής σταγόνας που είναι ορατή με το φωτονικό μικροσκόπιο. Εικόνα 13. Σχηματική απεικόνιση (αριστερά) και φωτογραφία από φωτονικό μικροσκόπιο λευκού λιπώδους ιστού (OpenStax College, Anatomy and Physiology). Τα λιποσταγονίδια δεν περιβάλλονται από μεμβράνη, αλλά εμφανίζουν πολλαπλά ενδιάμεσα ινίδια βιμεντίνης στην περιφέρειά τους. Τέλος, κάθε λιποκύτταρο περιβάλλεται από βασικό υμένα. Ο λευκός λιπώδης ιστός υποδιαιρείται σε ατελή λόβια με διαφραγματια συνδετικού ιστού που περιέχουν πλούσια αγγείωση και δίκτυο νευρικών ινών. Δικτυωτές ίνες συνυφαίνονται, σχηματίζοντας ένα λεπτό δίκτυο που παρέχει στήριξη στα μεμονωμένα λιποκύτταρα, ενώ παράλληλα τα συγκρατεί σε επαφή. Παρόλο που τα αιμοφόρα αγγεία δεν είναι πάντα ορατά σε ιστικές τομές, ο λιπώδης ιστός διαθέτει πλουσιότατη αιμάτωση. Εάν ληφθεί υπόψη το ποσό του κυτταροπλάσματος των λιποκυττάρων, ο λόγος του όγκου αίματος προς τον όγκο κυτταροπλάσματος είναι υψηλότερος στο λιπώδη ιστό σε σχέση με τους γραμμωτούς μύες Αποθήκευση και κινητοποίηση των λιπιδίων Ο λευκός λιπώδης ιστός αποτελεί τη μεγαλύτερη αποθήκη ενέργειας για τον οργανισμό. Τα λιπίδια που βρίσκονται αποθηκευμένα στο λιπώδη ιστό είναι κυρίως τριγλυκερίδια, δηλαδή εστέρες λιπαρών οξέων και γλυκερόλης. Τα λιπαρά οξέα που βρίσκονται αποθηκευμένα στα λιποκύτταρα προέρχονται από τα προσλαμβανόμενα με τη δίαιτα λιπίδια που φτάνουν στο λιπώδη ιστό με τη μορφή χυλομικρών, από τριγλυκερίδια που συντίθενται στο ήπαρ και μεταφέρονται στο λιπώδη ιστό με τη μορφή λιποπρωτεϊνών πολύ χαμηλής πυκνότητας (very low-density lipoproteins - VLDL), καθώς και από τη σύνθεση ελεύθερων λιπαρών οξέων και γλυκερόλης από γλυκόζη και στη συνέχεια σύνθεση τριγλυκεριδίων από τα λιποκύτταρα. Τα χυλομικρά είναι σωματίδια διαμέτρου έως 3μm, τα οποία σχηματίζονται στα κύτταρα του εντερικού επιθηλίου και μεταφέρονται στο πλάσμα και τη λέμφο του μεσεντερίου. Αποτελούνται από έναν κεντρικό πυρήνα, με σύνθεση κυρίως από τριγλυκερίδια και μικρή ποσότητα εστέρων χοληστερόλης, περιβαλλόμενο από μια [37]

47 σταθεροποιητική μονοστιβάδα αποτελούμενη από απολιποπρωτεΐνες, χοληστερόλη και φωσφολιπίδια. Οι VLDL έχουν αναλογικά περισσότερα λιπίδια στην επιφανειακή στιβάδα τους, καθώς είναι μικρότερες (παρέχοντας υψηλότερο λόγο επιφάνειας προς όγκο), διαθέτουν διαφορετικές απολιποπρωτεΐνες στην επιφάνεια και περιέχουν υψηλότερη αναλογία εστέρων χοληστερόλης προς τριγλυκερίδια σε σχέση με τα χυλομικρά. Τα χυλομικρά και οι VLDL υδρολύονται στην ενδοαυλική επιφάνεια των τριχοειδών του λιπώδους ιστού από τη λιποπρωτεϊνική λιπάση, ένα ένζυμο που συντίθεται από τα λιποκύτταρα και μεταφέρεται στην κυτταρική μεμβράνη του ενδοθηλίου των τριχοειδών. Τα ελεύθερα λιπαρά οξέα εισέρχονται στα λιποκύτταρα με μηχανισμούς που δεν έχουν απόλυτα αποσαφηνιστεί και φαίνεται να περιλαμβάνουν τόσο ένα σύστημα ενεργητικής μεταφοράς, όσο και ελεύθερη διάχυση αυτών. Τα πολυάριθμα πινοκυτταρικά κυστίδια που εντοπίζονται στην επιφάνεια των λιποκυττάρων δε φαίνεται να έχουν κάποια συμμετοχή στη διαδικασία. Τα λιπαρά οξέα διατρέχουν τις παρακάτω στοιβάδες (με τη σειρά) περνώντας από το ενδοθήλιο στο λιποκύτταρο: (1) τριχοειδικό ενδοθήλιο, (2) βασικός υμένας των τριχοειδών, (3) θεμέλια ουσία συνδετικού ιστού, (4) βασικός υμένας λιποκυττάρου και (5) κυτταρική μεμβράνη λιποκυττάρου. Η κίνηση των λιπαρών οξέων διαμέσου του κυτταροπλάσματος προς τη λιπιδική σταγόνα επιτυγχάνεται και με τη βοήθεια ειδικών πρωτεϊνών μεταφορέων. Εντός του λιποκυττάρου, τα λιπαρά οξέα συνδέονται με φωσφορική γλυκερόλη, ένα ενδιάμεσο προϊόν του μεταβολισμού της γλυκόζης, για να σχηματίσουν μόρια τριγλυκεριδίων, τα οποία τελικώς εναποτίθενται στα λιποσταγονίδια. Τα μιτοχόνδρια και το λείο ενδοπλασματικό δίκτυο αποτελούν οργανίδια που συμμετέχουν ενεργά στη διαδικασία πρόσληψης και αποθήκευσης των λιπιδίων. Τα λιποκύτταρα μπορούν και συνθέτουν λιπαρά οξέα από τη γλυκόζη, μια διαδικασία που επιταχύνεται από την ινσουλίνη, η οποία επίσης διεγείρει την πρόσληψη γλυκόζης εντός των λιποκυττάρων και αυξάνει τη σύνθεση της λιποπρωτεϊνικής λιπάσης. Τα αποθηκευμένα λιπίδια κινητοποιούνται από χυμικούς και νευρογενείς μηχανισμούς, που έχουν ως αποτέλεσμα την απελευθέρωση λιπαρών οξέων και γλυκερόλης στο αίμα. Η λιπάση των τριγλυκεριδίων, ένζυμο γνωστό και ως ορμονοευαίσθητη λιπάση, ενεργοποιείται από την αδενυλική κυκλάση όταν ο ιστός διεγείρεται από τη νορεπινεφρίνη. Η νορεπινεφρίνη (noradrenaline) απελευθερώνεται στις απολήξεις των μεταγαγγλιακών συμπαθητικών νεύρων που βρίσκονται στο λιπώδη ιστό. Το ενεργοποιημένο ένζυμο διασπά μόρια τριγλυκεριδίων, κυρίως αυτά που εντοπίζονται στην επιφάνεια των λιποσταγόνων. τα σχετικά αδιάλυτα λιπαρά οξέα μεταφέρονται συνδεμένα με τη λευκωματίνη του ορού σε άλλους ιστούς του σώματος, ενώ η πιο διαλυτή γλυκερόλη μεταφέρεται ελεύθερη και [38]

48 προσλαμβάνεται από το ήπαρ. Η αυξητική ορμόνη (GH), τα γλυκοκορτικοειδή, η προλακτίνη, η φλοιοτρόπος ορμόνη (ACTH), η ινσουλίνη και οι θυρεοειδικές ορμόνες επίσης διαδραματίζουν το ρόλο τους σε διάφορα στάδια του μεταβολισμού του λιπώδους ιστού Εκκριτική λειτουργία λιπώδους ιστού Ο λιπώδης ιστός επιτελεί μία επιπλέον σημαντική λειτουργία που μελετάται τις τελευταίες δύο δεκαετίες, δρώντας ως ενδοκρινές όργανο. Συνθέτει διάφορα μόρια που μεταφέρονται με το αίμα ή παραμένουν προσκολλημένα στο ενδοθήλιο των τριχοειδών γύρω από τα λιποκύτταρα (π.χ. η λιποπρωτεϊνική λιπάση). Η πλέον μελετημένη ουσία που παράγεται από τα λιποκύτταρα είναι η λεπτίνη, μια πρωτεΐνη αποτελούμενη από 164 αμινοξέα, που ανακαλύφθηκε το Πολλά κύτταρα στον εγκέφαλο και άλλους ιστούς διαθέτουν υποδοχείς για τη λεπτίνη. Το μόρια αυτό συμμετέχει στη ρύθμιση της ποσότητας του λιπώδους ιστού στο σώμα, καθώς και στην πρόσληψη τροφής. Η κύρια δράση της εκδηλώνεται μέσω του υποθαλάμου και συνίσταται στην ελάττωση της πρόσληψης τροφής και στην αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας. Η εκκριτική λειτουργία του λιπώδους ιστού θα αναλυθεί εκτενέστερα σε επόμενα κεφάλαια της μελέτης Νεύρωση λιπώδους ιστού Το συμπαθητικό σκέλος του αυτόνομου νευρικού συστήματος παρέχει πλούσια νεύρωση τόσο στο λευκό όσο και στο φαιό λιπώδη ιστό. Στο λευκό λιπώδη ιστό, οι νευρικές απολήξεις εντοπίζονται μόνο στα τοιχώματα των αιμοφόρων αγγείων, δηλαδή τα λιποκύτταρα δεν δέχονται άμεση νεύρωση. Η απελευθέρωση του νευροδιαβιβαστή νορεπινεφρίνη ενεργοποιεί την ορμονοευαίσθητη λιπάση, όπως περιγράφηκε. Η νεύρωση αυτή παίζει σημαντικό ρόλο για την κινητοποίηση του λίπους. Ως απάντηση στις ενεργειακές ανάγκες του οργανισμού, τα λιπίδια δεν κινητοποιούνται ομοιόμορφα σε όλα τα μέρη του σώματος. Οι υποδόριες, μεσεντέριες και οπισθοπεριτοναϊκές εναποθέσεις είναι οι πρώτες που κινητοποιούνται, ενώ ο λιπώδης ιστός των παλαμών των πελμάτων και των οπισθοκογχικών αποθηκών («μαξιλαριών» - pads) ανθίστανται, ακόμα και σε μεγάλες περιόδους στέρησης τροφής. Μετά από μακρόχρονη περίοδο νηστείας, ο λευκός λιπώδης ιστός χάνει σχεδόν όλο το λίπος του και περιέχει πολύεδρα ή ατρακτοειδή κύτταρα με ελάχιστα λιποσταγονίδια Ιστογένεση του λευκού λιπώδους ιστού Τα λιποκύτταρα αναπτύσσονται από τις προερχόμενες από το μεσέγχυμα λιποβλάστες. Τα κύτταρα αυτά έχουν την εμφάνιση των ινοβλαστών, αλλά είναι ικανά να συσσωρεύουν λίπος στο κυτταρόπλασμά τους. Οι συσσωρεύσεις λίπους αρχικά είναι απομονωμένες μεταξύ τους, αλλά σύντομα συντήκονται και σχηματίζουν τη μονήρη μεγάλη λιποσταγόνα που [39]

49 χαρακτηρίζει τα κύτταρα του λευκού λιπώδους ιστού (Εικόνα 14). Ο άνθρωπος είναι από τα λίγα θηλαστικά που γεννιούνται με αποθήκες λίπους, οι οποίες αρχίζουν να δημιουργούνται στην 30 η εβδομάδα της κύησης. Μετά τη γέννηση, η ανάπτυξη νέων λιποκυττάρων είναι συχνή γύρω από μικρά αιμοφόρα αγγεία, όπου απαντούν αδιαφοροποίητα μεσεγχυματικά κύτταρα. Γενικά θεωρείται πως για μία ορισμένη περίοδο μετά τη γέννηση, διατροφικές και άλλες επιδράσεις είναι δυνατό να οδηγήσουν σε αύξηση του αριθμού των λιποκυττάρων, όμως από εκεί και έπειτα δεν αυξάνει περαιτέρω ο αριθμός τους, δύνανται μόνο να συσσωρεύσουν περισσότερα λιπίδια υπό συνθήκες αυξημένης πρόσληψης θερμίδων (υπερφαγία). Συνεπώς, η πρώιμη αύξηση του αριθμού των λιποκυττάρων ενδέχεται να αποτελεί προδιαθεσικό παράγοντα για την εκδήλωση υπερπλαστικής παχυσαρκίας στη μετέπειτα ζωή. Εικόνα 14. Σχηματική απεικόνιση της ανάπτυξης των λιποκυττάρων. Αδιαφοροποίητα μεσεγχυματικά κύτταρα μετατρέπονται σε λιποβλάστες που συσσωρεύουν λίπος και σχηματίζουν τα ώριμα λιποκύτταρα (καστανά πολύχωρα αριστερά και λευκά μονόχωρα δεξιά. Όταν μεγάλη ποσότητα λίπους κινητοποιείται από τον οργανισμό, τα ώριμα μονόχωρα λιποκύτταρα του λευκού λιπώδους ιστού επιστρέφουν στο στάδιο της λιποβλάστης. Το μέγεθος του ώριμου λιποκυττάρου σε σχέση με τους άλλους τύπους κυττάρων είναι στην πραγματικότητα μεγαλύτερο από αυτό που απεικονίζεται στο σχήμα (Junqueira LC, Carneiro J: Basic Histology Text and Atlas, 11th edition. McGraw-Hill, 2005). [40]

50 2.2.2 Καστανός λιπώδης ιστός Ο καστανός λιπώδης ιστός καλείται έτσι λόγω του καστανού-φαιού χρώματός του, που οφείλεται τόσο στο μεγάλο αριθμό τριχοειδών αιμοφόρων αγγείων του ιστού όσο και στα πολυάριθμα μιτοχόνδρια (που περιέχουν έγχρωμα κυτοχρώματα) των κυττάρων. Σε σύγκριση με το λευκό λιπώδη ιστό, που κατανέμεται σε ολόκληρο το σώμα, ο καστανός λιπώδης ιστός εμφανίζει πολύ περιορισμένη κατανομή (καθώς βρίσκεται σε μεγαλύτερη αφθονία σε ζώα που πέφτουν σε χειμερία νάρκη, καλούνταν αδένας χειμερίας νάρκης - hibernating gland). Σε αρουραίους και αρκετά ακόμη θηλαστικά, ο καστανός λιπώδης ιστός εντοπίζεται κυρίως γύρω από την ωμική ζώνη. Στο ανθρώπινο έμβρυο και νεογνό, ο ιστός αυτός απαντά σε διάφορες περιοχές και παραμένει περιορισμένος σε αυτές τις περιοχές μετά τη γέννηση (Εικόνα 15). Στον άνθρωπο, ο καστανός λιπώδης ιστός φαίνεται να διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στους πρώτους μήνες της ζωής, οπότε και παράγει θερμότητα, προστατεύοντας το νεογνό σε συνθήκες ψύχους, ενώ ελαττώνεται σημαντικά στην ενήλικη ζωή. Εικόνα 15. Σχηματική απεικόνιση των κυριότερων εντοπίσεων φαιού λιπώδους ιστού στο νεογνό. Τα καστανά λιποκύτταρα είναι πολυγωνικά στο σχήμα και μικρότερα από τα λευκά λιποκύτταρα. Το κυτταρόπλασμά τους περιέχει μεγάλο αριθμό λιπιδικών σταγόνων, διαφόρων μεγεθών (Εικόνες 14, 16), έναν κεντρικό, σφαιρικό πυρήνα και πολυάριθμα μιτοχόνδρια με άφθονες μακριές ακρολοφίες. Ιστολογικά, ο καστανός λιπώδης ιστός ομοιάζει με ενδοκρινή αδένα ως προς τη διάταξη των κυττάρων, που είναι παρόμοια με αυτή επιθηλιακών κυττάρων που σχηματίζουν «σφικτές» μάζες σε επαφή με τριχοειδή αγγεία. Ο ιστός υποδιαιρείται με διαφραγμάτια συνδετικού ιστού σε λόβια, που μάλιστα είναι καλύτερα αφορισμένα σε σχέση με τα αντίστοιχα του λευκού λιπώδους ιστού. Τα κύτταρα του καστανού λιπώδους ιστού δέχονται άμεση συμπαθητική νεύρωση (τυχαίες incidental συνάψεις). [41]

51 Εικόνα 16. Φωτογραφία καστανού λιπώδους ιστού από φωτονικό μικροσκόπιο (PathologyOutlines.com) Λειτουργία των καστανών λιποκυττάρων Σε ζώα που βρίσκονται στο τέλος της χειμερίας νάρκης τους, αλλά και σε νεογέννητα θηλαστικά (συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπου) που εκτίθενται σε ψυχρό περιβάλλον, νευρικές ώσεις απελευθερώνουν νορεπινεφρίνη στο καστανό λιπώδη ιστό. Ο νευροδιαβιβαστής ενεργοποιεί την ορμονοευαίσθητη λιπάση που βρίσκεται στα λιποκύτταρα, προάγοντας την υδρόλυση των τριγλυκεριδίων σε λιπαρά οξέα και γλυκερόλη. Τα απελευθερούμενα λιπαρά οξέα μεταβολίζονται, με συνέπεια την αύξηση της κατανάλωσης οξυγόνου και την παραγωγή θερμότητας, αυξάνοντας τη θερμοκρασία του ιστού και θερμαίνοντας το αίμα που διέρχεται μέσω αυτού. Η παραγωγή θερμότητας αυξάνεται, γιατί τα μιτοχόνδρια των κυττάρων του καστανού λιπώδους ιστού διαθέτουν μια διαμεμβρανική πρωτεΐνη, τη θερμογενίνη στην εσωτερική τους μεμβράνη. Η θερμογενίνη επιτρέπει την αντίστροφη ροή των πρωτονίων που προηγουμένως μεταφέρθηκαν στο διαμεμβρανικό χώρο, χωρίς να μεσολαβήσει διέλευση από το σύστημα της συνθετάσης της τριφωσφορικής αδενοσίνης (ATP-synthetase) στις σφαιρικές μονάδες των μιτοχονδρίων. Συνεπώς, η ενέργεια που παράγεται από τη ροή πρωτονίων δε χρησιμεύει στη σύνθεση ATP, αλλά διαχέεται ως θερμότητα. Το θερμό αίμα, κυκλοφορώντας στο σώμα, αυξάνει τη θερμοκρασία του και μεταφέρει τα λιπαρά οξέα που δε μεταβολίστηκαν στο λιπώδη ιστό, επιτρέποντας τη χρήση τους από άλλα όργανα Ιστογένεση του καστανού λιπώδους ιστού Ο καστανός λιπώδης ιστός αναπτύσσεται ξεχωριστά από το λευκό λιπώδη ιστό. Τα μεσεγχυματικά κύτταρα που απαρτίζουν τον ιστό ομοιάζουν με επιθηλιακά (υποδεικνύοντας ομοιότητες με ενδοκρινή αδένα) πριν τη συσσώρευση λίπους. Είναι προφανές πως παύει ο σχηματισμός καστανού λιπώδους ιστού μετά τη γέννηση και το ένα είδος λιπώδους ιστού δε μετατρέπεται στο άλλο (Junqueira LC and Carneiro J 2005, Ross MH and Pawlina W 2006). [42]

52 2.3. Ο λιπώδης ιστός ως ενδοκρινές όργανο Εισαγωγή Με την ανακάλυψη της λεπτίνης, μιας ουσίας με ποικιλία δράσεων που παράγεται από το λιπώδη ιστό, αποδείχθηκε ότι ο λιπώδης ιστός εκπέμπει σήματα και ρυθμίζει την πρόσληψη τροφής και την ενεργειακή ισορροπία. Έκτοτε διαπιστώθηκε ότι τα λιποκύτταρα με την παραγωγή πολυάριθμων ουσιών στο μικροπεριβάλλον τους ρυθμίζουν σημαντικές φυσιολογικές λειτουργίες. Οι παραγόμενες ουσίες δρουν με αυτοκρινή, παρακρινή και ενδοκρινή τρόπο, λόγω της πυκνής αιμάτωσης του λιπώδους ιστού και ασκούν δράση σε ποικίλα βιολογικά συστήματα, όπως στην ενεργειακή ομοιόσταση (μεταβολισμός λιπιδίων, ευαισθησία στην ινσουλίνη, ρύθμιση της όρεξης, θερμογένεση), στο ανοσοποιητικό σύστημα, στην αναπαραγωγική λειτουργία, στην αιμόσταση, στην αρτηριακή πίεση και στην αγγειογένεση. Ο λιπώδης ιστός, πλέον, λόγω της σημαντικής εκκριτικής λειτουργίας και του ορμονικού ελέγχου πολλών λειτουργιών, θεωρείται ως ένας μεγάλος ενδοκρινής αδένας (Hauner H 2004, Ronti T et al 2006, Sethi JK μάλιστα συχνά αναφέρεται και ως «λιπώδες όργανο» (Εικόνα 17) and Vidal-Puig AJ 2007, Cinti S 2005). Στην εκκριτική λειτουργία του λιπώδους ιστού συμμετέχουν τα λιποκύτταρα, αλλά και κύτταρα του στρώματος του λιπώδους ιστού, που περιλαμβάνουν περικύτταρα και ενδοθηλιακά κύτταρα, μονοκύτταρα, μακροφάγα και πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα (περιλαμβανομένων των προλιποκυττάρων). Πολλά από τα κύτταρα του στρώματος και κυρίως τα μακροφάγα, τα προλιποκύτταρα και τα ενδοθηλιακά κύτταρα συμβάλλουν στην (Hauner H 2004, Sethi JK and Vidalπαραγωγή ορισμένων από τα εκκριτικά προϊόντα του λιπώδους ιστού Puig AJ 2007). Εικόνα 17. Η εκκριτική λειτουργία του λιπώδους ιστού στη ρύθμιση πολλαπλών φυσιολογικών λειτουργιών. [43]

53 Τα πλέον ενδιαφέροντα εκκρινόμενα προϊόντα του λιπώδους ιστού από φυσιολογική άποψη είναι οι λιποκίνες. Με τον όρο αυτό περιγράφονται όλα τα πρωτεϊνικής φύσης μόρια που συντίθενται και εκκρίνονται από τα λιποκύτταρα (Trayhurn P and Wood IS 2004). Είναι αξιοσημείωτη η δομική και λειτουργική ετερογένεια, ακόμα και μεταξύ των λιποκινών. Έτσι, οι λιποκίνες περιλαμβάνουν κλασικές κυτοκίνες (όπως ο TNF-α και η IL-6), χημειοκίνες (όπως η MCP-1), πρωτεΐνες της εναλλακτικής οδού του συμπληρώματος (όπως η adipsin), πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην αγγειακή αιμόσταση (όπως ο PAI-1), τη ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης (όπως το αγγειοτενσινογόνο), την ομοιόσταση της γλυκόζης (όπως η RBP και η αντιπονεκτίνη), τη ρύθμιση της πρόσληψης τροφής (όπως η λεπτίνη), την αγγειογένεση (Ronti T et (όπως ο VEGF), αλλά και νεότερα μόρια (όπως η βισφατίνη και η απελίνη) (Εικόνα 26) al 2006, Trayhurn P et al 2006, Trayhurn P 2005) Φλεγμονώδεις κυτοκίνες Η ιντερλευκίνη 6 (IL-6) είναι κυτοκίνη που εκτός από τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, εκφράζεται στο λιπώδη ιστό και σε υποθαλαμικούς πυρήνες και παράγεται (Fain JN κυρίως από το σπλαχνικό λιπώδη ιστό συγκριτικά με τον υποδόριο της κοιλιακής χώρας et al 2004). Ορισμένες μελέτες αποδεικνύουν ότι η IL-6 συσχετίζεται ισχυρά με την παχυσαρκία και είναι προγνωστικός παράγοντας της ανάπτυξης στεφανιαίας νόσου και διαβήτη τύπου 2, πιθανόν λόγω της διέγερσης της ηπατικής έκφρασης CRP, ινωδογόνου και πρωτεϊνών οξείας φάσης. Επίσης, η IL-6 αναστέλλει τη δράση της ινσουλίνης in vitro και in vivo σε μυικό ιστό, ήπαρ και λιποκύτταρα και συνεισφέρει σημαντικά στη χρόνια φλεγμονώδη κατάσταση και ηπατική ινσουλινοαντίσταση στην παχυσαρκία (Klover PJ et al 2005, Kim HJ et al 2004). Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν στοιχεία πως η IL-6 ασκώντας κεντρική δράση ελαττώνει την όρεξη και αυξάνει την απώλεια βάρους. Γενικά, η IL-6 είναι πιθανό να εμπλέκεται στη συστηματική φλεγμονή που σχετίζεται με την παχυσαρκία και επομένως στρατηγικές που στοχεύουν σε ελάττωση των κυκλοφορούντων επιπέδων του παράγοντα αυτού ενδέχεται να προλαμβάνουν την ανάπτυξη ινσουλινοαντίστασης και αγγειοπαθειών που επάγονται από τη φλεγμονή (Berg AH and Scherer PE 2005). Ο TNF-α αποτελεί κυτοκίνη με ποικίλες ανοσολογικές δράσεις. Στον ανθρώπινο λιπώδη ιστό, ο TNF-α συντίθεται και εκκρίνεται από λιποκύτταρα και κύτταρα του στρώματος. Τα επίπεδα του mrna του TNF-α συσχετίζονται με το δείκτη μάζας σώματος (BMI), το επί τοις εκατό ποσοστό λίπους σώματος και την υπερινσουλιναιμία. Ο TNF-α στη συστηματική κυκλοφορία εκκρίνεται κυρίως από μακροφάγα που συγκεντρώνονται στο λιπώδη ιστό παχύσαρκων, ενώ τα λιποκύτταρα παράγουν κυρίως μια μη εκκρινόμενη, συνδεόμενη στην κυτταρική μεμβράνη μορφή του (Weisberg SP et al 2003, Xu H et al 2002). [44]

54 O TNF-α διεγείρει τη λιπόλυση, και συσχετίζεται με ινσουλινοαντίσταση, υπερινσουλιναιμία και αρτηριακή υπέρταση (Porter MH et al 2002). Ο ρόλος του στην ενεργοποίηση του NF-κΒ των ενδοθηλιακών και των λείων μυικών κυττάρων είναι σαφής και έχει ως αποτέλεσμα την έκφραση αγγειακών μορίων προσκόλλησης και κυτοκινών, που καταλήγουν σε συσσώρευση φλεγμονωδών και αφρωδών κυττάρων. Επίσης, ο TNF-α επηρεάζει την έκφραση και άλλων λιποκινών και συγκεκριμένα αυξάνει την έκφραση λεπτίνης και IL-6, ενώ ελαττώνει την έκφραση και έκκριση της αντιπονεκτίνης. Η αυξημένη έκφρασή του στην παχυσαρκία, σε συνδυασμό με την επακόλουθη ελαττωμένη έκφραση της αντιπονεκτίνης θεωρείται ότι κατέχει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη του μεταβολικού συνδρόμου (Sonnenberg GE et al 2004) Αυξητικοί παράγοντες Ο αγγειακός ενδοθηλιακός αυξητικός παράγοντας VEGF (vascular endothelial growth factor) είναι ένας αγγειογενετικός παράγοντας που επάγει τη μετανάστευση και τον πολλαπλασιασμό των ενδοθηλιακών κυττάρων και επιπλέον αυξάνει τη διαπερατότητα των αγγείων. Τα κυκλοφορούντα επίπεδα του VEGF αυξάνουν κατά την παχυσαρκία, ειδικά όταν η τελευταία σχετίζεται με συσσώρευση σπλαχνικού λίπους. Ο VEGF παράγεται σε μεγαλύτερο ποσοστό από το σπλαχνικό λιπώδη ιστό σε σχέση με τον υποδόριο, ενώ η έκφρασή του στα λιποκύτταρα επάγεται από την ινσουλίνη. Πάντως, η ικανότητα της ινσουλίνης να διεγείρει την έκφραση του VEGF στα λιποκύτταρα ευθύνεται εν μέρει για τη βλαπτική επίδραση των υψηλών επιπέδων της ινσουλίνης που παρατηρούνται στην παχυσαρκία. Εκτός από τον VEGF έχουν αναφερθεί και άλλοι αυξητικοί παράγοντες που παράγονται και εκκρίνονται από το λιπώδη ιστό. Αυτοί περιλαμβάνουν, μεταξύ άλλων, τους HGF (hepatocyte growth factor), TGFβ (transforming growth factor-β) και NGF (nerve growth factor). Τα επίπεδα HGF στην κυκλοφορία αυξάνουν κατά την παχυσαρκία. Ο λιπώδης ιστός παράγει σημαντικές ποσότητες του παράγοντα αυτού, συγκρίσιμες με αυτές τις λεπτίνης, αν και το μεγαλύτερο ποσοστό (περίπου 96%) προέρχεται από μη λιπώδη κύτταρα. Επίσης, και η παραγωγή TGFβ1 συσχετίζεται θετικά με το δείκτη μάζας σώματος, αλλά και σε αυτή την περίπτωση, το ποσοστό συμμετοχής των λιποκυττάρων έναντι των υπολοίπων κυττάρων του λιπώδους ιστού στη σύνθεση και έκκριση του TGFβ περιορίζεται στο 5% της συνολικής ποσότητας του παράγοντα (Fain JN 2006). [45]

55 Παράγοντες του συστήματος πήξης ινωδόλυσης Ο PAI1, ρυθμιστική πρωτεΐνη του καταρράκτη της πήξης αποτελεί παράγοντα κινδύνου για θρόμβωση (Fay WP 2004). Συγκεκριμένα, πρόκειται για αναστολέας πρωτεάσης σερίνης, που δρα εμποδίζοντας την παραγωγή της πλασμίνης και επομένως την ινωδόλυση. Η ελαττωμένη ινωδόλυση, σε συνδυασμό με την επαγόμενη από την παχυσαρκία αύξηση των παραγόντων πήξης και ενεργοποίηση των αιμοπεταλίων, οδηγούν στην ανάπτυξη μίας κατάστασης αυξημένης πηκτικότητας, που προδιαθέτει για αθηρογένεση και αυξημένο καρδιαγγειακό κίνδυνο (De Taeye B et al 2005). Έχει αναφερθεί πως ο PAI1 επηρεάζει τη συσσώρευση σπλαχνικού λίπους και πως συμβάλλει άμεσα σε επιπλοκές της παχυσαρκίας, συμπεριλαμβανομένων του σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 και της θρόμβωσης των στεφανιαίων αγγείων (De Taeye B et al 2005). Επομένως, τα επίπεδα του PAI1 θεωρούνται σημαντικός σύνδεσμος μεταξύ παχυσαρκίας, διαβήτη τύπου 2 και καρδιαγγειακών συμβαμάτων (Hoekstra T et al 2004). Με βάση τον κεντρικό ρόλο του PAI1 στο μεταβολικό σύνδρομο, η ανάπτυξη ανταγωνιστών αυτού πιθανόν έχει θεραπευτική αξία στον περιορισμό της καρδιαγγειακής νόσου που σχετίζεται με το μεταβολικό σύνδρομο ή ακόμα αποτελεί αποτελεσματική θεραπεία κατά της παχυσαρκίας (De Taeye B et al 2005, Hoekstra T et al 2004) Πρωτεΐνες που συμμετέχουν στη ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης Το αγγειοτενσινογόνο, όπως και όλα τα συστατικά του συστήματος ρενίνηςαγγειοτενσίνης (RAS), συμπεριλαμβανομένων της ρενίνης, του μετετρεπτικού ενζύμου της αγγειοτενσίνης, της αγγειοτενσίνης II και των ΑΤ-1 και ΑΤ-2 υποδοχέων της, παράγονται και εκκρίνονται από το λιπώδη ιστό, κυρίως από τις σπλαχνικές αποθήκες (Pantanetti P et al 2004). Η έκφραση και η ενεργότητα του συστήματος RAS στο λιπώδη ιστό, όπως και τα επίπεδα (Boustany CM αγγειοτενσίνης πλάσματος συσχετίζονται θετικά με τη μάζα του σωματικού λίπους et al 2004). Το σύστημα RAS, μέσω της επίδρασής του στο ισοζύγιο ύδατος και ηλεκτρολυτών, αλλά και στον αγγειακό τόνο θεωρείται από τα πιο σημαντικά φυσιολογικά μονοπάτια που επηρεάζουν το καρδιαγγειακό σύστημα (Abdollahi MR et al 2005). Αυξημένα επίπεδα αγγειοτενσινογόνου και αγγειοτενσίνης II παρατηρούνται στην παχυσαρκία και συνδέονται με αγγειακή φλεγμονή, αγγειογένεση, υπέρταση και αθηρωματικές βλάβες. Επίσης, η αγγειοτενσίνη II επηρεάζει την adipogenesis, προάγοντας τόσο τη λιπογένεση, όσο και τη διαφοροποίηση των προλιποκυττάρων, γεγονός που καθιστά πιθανή τη συμμετοχή του RAS στη ρύθμιση του σωματικού βάρους και στην ανάπτυξη παχυσαρκίας. Ακόμη, η δράση του RAS έχει συσχετιστεί με την εμφάνιση μυοκαρδιακής δυσλειτουργίας. Η τελευταία εξηγείται μέσω της πιθανής συμμετοχής του συστήματος στην ανάπτυξη μυοκαρδιοπάθειας σχετιζόμενης με την παχυσαρκία και το σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2. Μελέτες αναστολής [46]

56 της δράσης της αγγειοτενσίνης μετά από στεφανιαία αγγειοπλαστική αναφέρουν σημαντική ελάττωση δεικτών συστηματικής φλεγμονής, όπως οι IL-6, CRP και TNF-α ως απάντηση στην ειδική αναστολή του άξονα ρενίνης-αγγειτενσίνης. Άλλωστε, οι αναστολείς του συστήματος RAS βελτιώνουν τη λειτουργία του ενδοθηλίου και κατέχουν σημαντική θέση στη θεραπεία που στοχεύει σε ελάττωση του καρδιαγγειακού κινδύνου, ενδεχομένως δε η προσέγγιση (Engeli S et al 2003, Schieffer B et αυτή να είναι αποτελεσματική και στην πρόληψη του διαβήτη τύπου 2 al 2004) Σημαντικές λιποκίνες Λεπτίνη Η λεπτίνη συντίθεται και εκκρίνεται από λιποκύτταρα ως απάντηση σε μεταβολές των αποθηκών λίπους του σώματος. Κωδικοποιείται από το γονίδιο ob (από το obesity mice), ενώ η ετυμολογία της προέρχεται από την ελληνική λέξη «λεπτός» (Ronti T et al 2006). Παρόλο που η βασική πηγή έκκρισης λεπτίνης είναι τα λιποκύτταρα, πρόσφατες μελέτες αναφέρουν πως ποικίλοι ιστοί εκφράζουν την πρωτεΐνη. Σε αυτούς περιλαμβάνονται ο πλακούντας, οι ωοθήκες, οι σκελετικοί μύες, ο στόμαχος, η υπόφυση και το ήπαρ. Η λεπτίνη δρα ως σήμα κορεσμού, ρυθμίζοντας την όρεξη και το σωματικό βάρος. Επιδρά σε κεντρικά κυκλώματα στον υποθάλαμο, καταστέλλοντας την πρόσληψη τροφής και διεγείροντας την κατανάλωση ενέργειας. Επομένως, η λεπτίνη διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στον έλεγχο των αποθηκών λίπους, μέσω της συντονισμένης ρύθμισης της πρόσληψης τροφής, του μεταβολισμού, του (Koerner A et al 2005, αυτόνομου νευρικού συστήματος και της ενεργειακής ισορροπίας του σώματος Cammisotto PG and Bendayan M 2007). Ο υποδοχέας της λεπτίνης (OB-R) είναι μια μεμβρανική πρωτεΐνη που ανήκει στην gp 130 οικογένεια υποδοχέων κυτταροκινών τάξης I. Στον άνθρωπο, απαντά σε 4 ισομορφές, με διαφορετικές καρβοξυτελικές περιοχές, που διακρίνονται από τον αριθμό των χαρακτηριστικών καρβοξυτελικών αμινοξέων τους και είναι οι OB-R5, -15, -67 και Όλες οι ισομορφές έχουν τις ίδιες εξωκυττάριες περιοχές σύνδεσης του προσδέματος, αλλά διαφέρουν στο ενδοκυττάριο καρβοξυτελικό άκρο. Σε όλα τα είδη, οι ισομορφές του υποδοχέα λεπτίνης μπορούν να διαιρεθούν σε 3 τάξεις: μακρές, βραχείες και διαλυτές ισομορφές (Koerner A 2005, Fruhbeck G 2006). Η μακρά ισομορφή (OB-Rb στα ποντίκια) έχει εντοπιστεί στον υποθάλαμο, σε μονοκύτταρα, λεμφοκύτταρα, β-κύτταρα του παγκρέατος, επιθηλιακά κύτταρα του εντέρου, ενδοθηλιακά, λεία μυικά και άλλα κύτταρα. Οι βραχείες μορφές (π.χ. οι OB-Ra και OB-Rc) εκφράζονται στα κύτταρα του χοριοειδούς πλέγματος και της μικροκυκλοφορίας, όπου πιθανόν συμμετέχουν στη μεταφορά της λεπτίνης διαμέσου του [47]

57 αιματοεγκεφαλικού φραγμού (Koerner A et al 2005, Ailhaud G 2006). Τα κύρια ενδοκυττάρια μονοπάτια που ενεργοποιούνται μετά τη σύνδεση της λεπτίνης στους υποδοχείς της είναι το JAK/STAT μονοπάτι, το σηματοδοτικό μονοπάτι των MAP κινασών, της PI3K και της AMPK. Ο ρόλος της λεπτίνης είναι πλειοτροπικός. Οι δράσεις της αφορούν σε ποικίλους βιολογικούς μηχανισμούς, όπως στην αναπαραγωγή (έναρξη της ήβης στον άνθρωπο), στην ανοσολογική και φλεγμονώδη απόκριση, στην αιμοποίηση, στην αγγειογένεση, στο σχηματισμό οστού και στην επούλωση τραυμάτων. Σημαντικότερη, όμως, θεωρείται η δράση της ως μηχανισμού ανατροφοδότησης που δίνει το σήμα σε καίρια ρυθμιστικά κέντρα του εγκεφάλου για την αναστολή της πρόσληψης τροφής και τη ρύθμιση του σωματικού βάρους και της ενεργειακής ομοιόστασης (Klok MD et al 2007). Η λεπτίνη, δρώντας στους υποδοχείς της στον υποθάλαμο, διεγείρει την παραγωγή ανορεξιγόνων πεπτιδίων, όπως η προοπιομελανοκορτίνη (POMC) και τα ρυθμιζόμενα από την κοκαΐνη και αμφεταμίνη μετάγραφα (CART), ενώ αναστέλλει την παραγωγή ορεξιγόνων πεπτιδίων, όπως το νευροπεπτίδιο Y και η Agouti-related protein. Η λεπτίνη ελαττώνει τα ενδοκυττάρια επίπεδα των τριακυλογλυκερολών σε σκελετικούς μύες, ήπαρ και β-κύτταρα του παγκρέατος και επομένως βελτιώνει την ευαισθησία στην ινσουλίνη. Η τελευταία δράση, τουλάχιστον όσον αφορά στο ήπαρ, επιτυγχάνεται μέσω ενεργοποίησης της PI3K. Στους μύες, η ευαισθησία στην ινσουλίνη επιτυγχάνεται μέσω αναστολής του malonyl-coa, η οποία αυξάνει τη μεταφορά των λιπαρών οξέων στα μιτοχόνδρια για να υποστούν β-οξείδωση (τα ελεύθερα λιπαρά οξέα παρεμποδίζουν το σηματοδοτικό μονοπάτι της ινσουλίνης, μέσω φωσφορυλίωσης των IRS σε υπολείμματα σερίνης/θρεονίνης, και όχι τυροσίνης). Αυτές οι μεταβολές εν μέρει μεσολαβούνται από κεντρική συμπαθητική ενεργοποίηση αδρενεργικών υποδοχέων. Επίσης η ινσουλίνη πιθανώς επάγει την έκκριση λεπτίνης, ενώ η λεπτίνη αναστέλλει την απελευθέρωση ινσουλίνης (adipo-insular axis) (Ronti T et al 2006, Rosen ED and Spiegelman BM 2006). Η λεπτίνη συμμετέχει και στη ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης. Αφενός, η κεντρική δράση της λεπτίνης διεγείρει το συμπαθητικό νευρικό σύστημα και αυξάνει την αρτηριακή πίεση. Αφετέρου, η λεπτίνη διεγείρει την παραγωγή NO, που προκαλώντας αγγειοδιαστολή αντισταθμίζει τη δράση του ΣΝΣ, με αποτέλεσμα ασήμαντη μεταβολή της ΑΠ μετά από χορήγηση της λιποκίνης. Επιπλέον, στη μυελώδη μοίρα του νεφρού η λεπτίνη σε υψηλές δόσεις αναστέλλει την επαναπρόσληψη Na +, συνιστώντας ένα πιθανό μηχανισμό ρύθμισης του ισοζυγίου του Na +, αλλά και της αρτηριακής πίεσης. Πιθανοί μεσολαβητές της νατριουρητικής δράσης είναι το NO και η PI3K. Βέβαια, χρόνια αυξημένα επίπεδα λεπτίνης [48]

58 φαίνεται να συμβάλλουν στην εκδήλωση αρτηριακής υπέρτασης. Σε χρόνια υπερλεπτιναιμία επικρατεί η αγγειοσυσπαστική δράση του ΣΝΣ έναντι της αγγειοδιασταλτικής του NO και της νατριουρητικής δράσης της λεπτίνης. Επίσης, πρέπει να σημειωθεί πως τα αυξημένα επίπεδα λεπτίνης επηρεάζουν αρνητικά τη λειτουργία του ενδοθηλίου και αυξάνουν το οξειδωτικό stress. Η παραγωγή ελευθέρων ριζών οξυγόνου και ενδοθηλίνης-1 οδηγούν σε περαιτέρω αύξηση της αρτηριακής πίεσης. Τέλος, ανεξάρτητα από τη μεταβολή της πίεσης, τα υψηλά επίπεδα λεπτίνης έχουν συσχετιστεί με αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης επιπλοκών της αρτηριακής υπέρτασης, όπως η υπερτροφία και δυσλειτουργία της αριστερής κοιλίας, η νεφροπάθεια και η αμφιβληστροειδοπάθεια (Beltowski J 2006). Έχει παρατηρηθεί ότι τα μυοκαρδιακά κύτταρα εκφράζουν υποδοχείς λεπτίνης. Αυξημένα επίπεδα της λιποκίνης έχουν βρεθεί σε ισχαιμική καρδιακή νόσο και καρδιακή ανεπάρκεια και σχετίζονται με πιθανή αρνητική ινότροπη δράση. Η λεπτίνη ασκεί άμεση υπερτροφική δράση στα μυοκαρδιακά κύτταρα (in vitro και in vivo), ενώ ενδέχεται να ενισχύει την υπερτροφική δράση της αγγειοτενσίνης II και της ενδοθηλίνης-1 (Εικόνα 39) (Karmazyn M et al 2007, Yang R and Barouch LA 2007) Αντιπονεκτίνη Η αντιπονεκτίνη είναι λιποκίνη που εμφανίζει δομική ομολογία με μια οικογένεια πρωτεϊνών η οποία χαρακτηρίζεται από μια αμινοτελική περιοχή ομοιάζουσα με το κολλαγόνο και μια σφαιρική καρβοξυτελική περιοχή ομοιάζουσα με τον παράγοντα C1q του συμπληρώματος. Απαντά τόσο σε μορφή πλήρους μήκους, όσο και ως κλάσμα πρωτεολυτικής διάσπασης, που αποτελείται από τη σφαιρική καρβοξυτελική περιοχή και είναι γνωστό ως σφαιρική (globular) αντιπονεκτίνη. Η λιποκίνη στη μορφή πλήρους μήκους απαντά ως τριμερές [χαμηλού μοριακού βάρους (LMW) αντιπονεκτίνη], ως εξαμερές αποτελούμενο από δύο τριμερή συνδεμένα με δισουλφιδικό δεσμό [μεσαίου μοριακού βάρους (MMW) αντιπονεκτίνη] και ως υψηλού μοριακού βάρους (HMW) 12- έως 18-μερές. Παρόλο που η σύνθεσή της γίνεται κυρίως από τα λιποκύτταρα, η αντιπονεκτίνη έχει βρεθεί να εκφράζεται επίσης σε σκελετικά μυικά κύτταρα, μυοκαρδιακά και ενδοθηλιακά κύτταρα. Η συγκέντρωσή της στον ορό του ανθρώπου είναι αρκετά υψηλή (5-10 mg/ml) συγκρινόμενη με αυτή της λεπτίνης, η οποία κυκλοφορεί σε επίπεδα της τάξης ng/ml. Τα επίπεδά της αντιπονεκτίνης είναι σημαντικά ελαττωμένα σε άτομα με σπλαχνική παχυσαρκία, καθώς και σε καταστάσεις ινσουλινοαντίστασης όπως η μη αλκοολική λιπώδης διήθηση του ήπατος, η αθηροσκλήρωση και ο σακχαρώδης διαβήτης τύπου 2. Στις [49]

59 συγκεκριμένες περιπτώσεις, τα επίπεδα της λιποκίνης είναι αντιστρόφως ανάλογα της ινσουλινοαντίστασης (Scherer PE et al 1995, Piñeiro R et al 2005, Waki H et al 2005, Arita Y et al 1999). Εκτενέστερη αναφορά στη σηματοδότηση και στο φυσιολογικό ρόλο της αντιπονεκτίνης θα γίνει σε επόμενο κεφάλαιο Βισφατίνη Κατά την αναζήτηση γονιδίων που εκφράζονται εκλεκτικά στο λιπώδη ιστό το 2005, αποκαλύφθηκε πως ο παράγοντας PBEF (pre-b cell colony-enhancing factor), αυξητικός παράγοντας των πρώιμων B-λεμφοκυττάρων ο οποίος ήταν γνωστό ότι συντίθεται στο μυελό των οστών, το ήπαρ και το σκελετικό μυ εκφράζεται σε υψηλά επίπεδα στον ανθρώπινο σπλαχνικό λιπώδη ιστό. Έτσι ο PBEF πλέον αναφέρεται και ως visfatin (από το visceral fat). Το mrna της βισφατίνης αυξάνει σημαντικά κατά την in vitro διαφοροποίηση των προλιποκυττάρων σε ώριμα λιποκύτταρα και η συγκεκριμένη αύξηση ακολουθείται από έκκριση βισφατίνης στο θρεπτικό υλικό. Επιπλέον, τα επίπεδα της λιποκίνης στο πλάσμα συσχετίζονται θετικά με τη μάζα του σπλαχνικού λίπους. Σε πειραματικό ζωικό μοντέλο παχυσαρκίας, ινσουλινοαντίστασης και σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 (KKAy ποντίκια), τα επίπεδα βισφατίνης στο πλάσμα αυξάνουν κατά την ανάπτυξη παχυσαρκίας. Η αύξηση της βισφατίνης στο πλάσμα συνοδεύεται από αύξηση του mrna της λιποκίνης στο σπλαχνικό λιπώδη ιστό, αλλά όχι και στο ήπαρ ή στον υποδόριο λιπώδη ιστό. Επίσης, τα επίπεδα βισφατίνης πλάσματος είναι δύο φορές υψηλότερα σε παχύσαρκα λόγω διατροφής ποντίκια, σε σχέση με τα λεπτά πειραματόζωα. Αντίθετα με την ινσουλίνη, τα επίπεδα της λιποκίνης δε μεταβάλλονται άμεσα μετά από γεύμα. Η ενδοφλέβια χορήγηση βισφατίνης ελαττώνει τη γλυκόζη του πλάσματος, χωρίς να επηρεάζει τη συγκέντρωση της ινσουλίνης, γεγονός που υποδεικνύει άμεση υπογλυκαιμική δράση της βισφατίνης, χωρίς διέγερση της έκκρισης ινσουλίνης (Fukuhara A et al 2005). Η βισφατίνη μιμείται in vitro ορισμένες δράσεις της ινσουλίνης, όπως τη διέγερση της πρόσληψης γλυκόζης από λιποκύτταρα και μυικά κύτταρα και την αναστολή της απελευθέρωσης γλυκόζης από ηπατικά κύτταρα, οδηγώντας σε υπογλυκαιμικό αποτέλεσμα. Επιπλέον, διεγείρει τη διαφοροποίηση των προλιποκυττάρων σε ώριμα λιποκύτταρα, επάγει τη συσσώρευση τριγλυκεριδίων, επιταχύνει τη σύνθεση τριγλυκεριδίων από τη γλυκόζη και επάγει την έκφραση γονιδίων που κωδικοποιούν ειδικούς δείκτες του λιπώδους ιστού, όπως ο PPARγ, η συνθάση των λιπαρών οξέων και η αντιπονεκτίνη (Fukuhara A et al 2005). Υπάρχουν δεδομένα που υποδεικνύουν πως η βισφατίνη εμπλέκεται στη ρύθμιση της ομοιόστασης της γλυκόζης. Παρόλο που η συγγένεια της βισφατίνης για τον υποδοχέα είναι παρόμοια με αυτή της ινσουλίνης, τα επίπεδα βισφατίνης πλάσματος αντιστοιχούν στο 10% περίπου των [50]

60 επιπέδων ινσουλίνης σε κατάσταση νηστείας και 3% αυτών μετά από λήψη τροφής. Επομένως, η συνεισφορά της ενδογενούς βισφατίνης στη διατήρηση ευγλυκαιμίας είναι σχετικά μικρή. Η αυξημένη σύνθεση βισφατίνης που σχετίζεται με την παχυσαρκία ενδέχεται να είναι μία αντισταθμιστική αντίδραση με σκοπό τη διατήρηση ευγλυκαιμίας. Η αυξημένη σύνθεση της λιποκίνης δεν παρατηρείται σε όλα τα ζωικά μοντέλα παχυσαρκίας, καθώς σε πολυγονιδιακό μοντέλο μεταβολικού συνδρόμου (WOKW rats) δεν παρατηρήθηκαν διαφορές στην έκφραση του γονιδίου της μεταξύ σπλαχνικού και υποδορίου λίπους των παχύσαρκων και των λεπτών ζώων (Fukuhara A et al 2005, Klöting N and Klöting I 2005). Στον άνθρωπο, τα επίπεδα βισφατίνης πλάσματος συσχετίζονται σημαντικά με την εκατοστιαία περιεκτικότητα του σώματος σε λίπος, το δείκτη μάζας σώματος, και τα επίπεδα mrna βισφατίνης στο σπλαχνικό λιπώδη ιστό, αλλά όχι με τη μάζα του σπλαχνικού λίπους ή το λόγο περιφέρειας μέσης προς ισχία. Καμία συσχέτιση δεν παρατηρήθηκε μεταξύ των επιπέδων βισφατίνης πλάσματος με τα επίπεδα ινσουλίνης νηστείας, τα επίπεδα γλυκόζης νηστείας και την ινσουλινοευαισθησία σε μη διαβητικά άτομα. Τα επίπεδα βισφατίνης πλάσματος φαίνεται πως είναι αυξημένα σε ασθενείς με σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 σε σχέση με νορμογλυκαιμικούς μάρτυρες. Πάντως, δεν είναι σαφές αν τα υψηλότερα επίπεδα βισφατίνης σχετίζονται με το σακχαρώδη διαβήτη ή με τη μεγαλύτερη ποσότητα σπλαχνικού λίπους στους διαβητικούς ασθενείς (Hammarstedt A et al 2006, Berndt J et al 2005, Chen MP et al 2006) Βασπίνη Το 2005 αναγνωρίστηκε ως λιποκίνη μία πρωτεΐνη αναστολέας πρωτεάσης σερίνης, που ονομάστηκε vaspin (visceral adipose tissue serine protease inhibitor). Απομονώθηκε το cdna της από το σπλαχνικό λευκό λιπώδη ιστό επιμύων OLETF, που αποτελεί πειραματικό μοντέλο παχυσαρκίας και ΣΔ τύπου 2. Η ανθρώπινη βασπίνη αποτελείται από 395 αμινοξέα και εμφανίζει περίπου 40% ομολογία με την α1-αντιθρυψίνη. Πρέπει να σημειωθεί ότι δε διαπιστώθηκε έκφρασή της βασπίνης εκτός του λιπώδους ιστού σε ανθρώπους και μύες. Συγκεκριμένα, δεν παρατηρήθηκε ανοσοϊστοχημική χρώση των ενδοθηλιακών και λείων μυικών κυττάρων του στρώματος του λιπώδους ιστού για τη βασπίνη στους OLETF μύες, ενώ παρατηρήθηκε έντονη χρώση στα ώριμα λιποκύτταρα (Hida K et al 2005, Wada J 2008). Το 2006 έγινε η πρώτη μελέτη έκφρασης της βασπίνης σε ανθρώπινο σπλαχνικό και υποδόριο λιπώδη ιστό. Ανιχνεύθηκε mrna της βασπίνης στο 23% του σπλαχνικού και 15% του υποδόριου λιπώδους ιστού, ενώ δεν ανιχνεύθηκε mrna βασπίνης σε άτομα με BMI<25. Η έκφραση του mrna της βασπίνης αυξανόταν με την αύξηση του BMI και παρατηρήθηκε συχνότερα σε άτομα με [51]

61 σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2. Συγκεκριμένα, η έκφραση βασπίνης στο σπλαχνικό λίπος βρέθηκε να σχετίζεται θετικά με το BMI, το % λίπος σώματος και τη γλυκόζη πλάσματος 2 ώρες μετά από per os δοκιμασία ανοχής γλυκόζης (Klöting N et al 2006). Επίσης, τα επίπεδα βασπίνης βρέθηκαν να σχετίζονται θετικά με την ηλικία και την HDL-C και αρνητικά με το λόγο μέσης προς ισχία (WHR). Τέλος, σύμφωνα με μελέτες τα επίπεδα βασπίνης ανευρίσκονται υψηλότερα στο γυναικείο φύλο (Seeger J et al 2008, Youn BS et al 2008). Η έκφραση της βασπίνης φτάνει στο μέγιστο όταν το βάρος σώματος και τα επίπεδα ινσουλίνης των πειραματοζώων είναι υψηλά. Η έκφραση της πρωτεΐνης ελαττώνεται με την επιδείνωση του σακχαρώδη διαβήτη και την συνυπάρχουσα απώλεια βάρους, ενώ η χορήγηση ινσουλίνης ή θειαζολιδινοδιονών (TZDs) επαναφέρει στο φυσιολογικό τα επίπεδα της βασπίνης. Γενικά, η έκφραση της βασπίνης επάγεται σε καταστάσεις ελαττωμένης ινσουλινοευαισθησίας και διαταραγμένης ανοχής στη γλυκόζη, πιθανόν αντισταθμιστικά για την αύξηση της ινσουλινοευαισθησίας. Έχει παρατηρηθεί ότι η πειραματική χορήγηση βασπίνης σε παχύσαρκους μύες βελτιώνει την ινσουλινοευαισθησία και αναστρέφει τις μεταβολές στην έκφραση λιποκινών σχετιζόμενων με την ινσουλινοαντίσταση (ελάττωση λεπτίνης, αύξηση αντιπονεκτίνης) (Hida K et al 2005, Wada J 2008, Klöting N et al 2006). Τα επίπεδα βασπίνης έχουν ανευρεθεί χαμηλότερα σε διαβητικές γυναίκες με καλό γλυκαιμικό έλεγχο σε σχέση με διαβητικές χωρίς καλό γλυκαιμικό έλεγχο. Παραταύτα, οι μικροαγγειακές επιπλοκές του σακχαρώδους διαβήτη (νευροπάθεια, νεφροπάθεια και αμφιβληστροειδοπάθεια) σε αυτό τον πληθυσμό σχετίστηκαν με χαμηλά επίπεδα βασπίνης. Συνεπώς, για να χρησιμοποιηθεί η βασπίνη ως δείκτης στο σακχαρώδη διαβήτη, πρέπει αφενός να γίνεται εκτίμηση των ασθενών για επιπλοκές και αφετέρου να λαμβάνονται (Gulcelik NE et al υπόψη τυχόν θεραπευτικά σχήματα που επηρεάζουν τα επίπεδα της βασπίνης 2009). Σύμφωνα με άλλη μελέτη, τα επίπεδα βασπίνης σε παχύσαρκους εφήβους βρέθηκαν σημαντικά υψηλότερα σε σχέση με υγιείς της ίδιας ηλικίας. Τα επίπεδα βασπίνης, μάλιστα, συσχετίστηκαν θετικά με δείκτες όπως το BMI-SDS (body mass index - standard deviation score), τα τριγλυκερίδια, η ινσουλίνη νηστείας και ο HOMA-IR (Homeostasis Model Assessment Insulin Resistance) και αρνητικά με τα επίπεδα αντιπονεκτίνης και τον FGIR (fasting glucose-to-insulin ratio) (Suleymanoglu S et al 2009). Ακόμη, έχει παρατηρηθεί ότι μετά από Roux-en-Y γαστρική παράκαμψη οι μεταβολές στη συγκέντρωση της βασπίνης ορού συσχετίζονται σημαντικά με την ελάττωση της κυκλοφορούσας λεπτίνης, ινσουλίνης και C-πεπτιδίου, αλλά και με τη βελτίωση της [52]

62 ινσουλινοευαισθησίας. Ωστόσο, περαιτέρω μελέτες απαιτούνται ώστε να αποσαφηνιστεί αν η βασπίνη αποτελεί απλά δείκτη των μεταβολών στην ινσουλινοευαισθησία που σχετίζονται με το σωματικό βάρος ή εμπλέκεται στη ρύθμιση της ομοιόστασης της γλυκόζης στον άνθρωπο (Handisurya A et al 2010). Τέλος, σύμφωνα με μελέτη σε μη διαβητικούς, δεν έχει παρατηρηθεί συσχέτιση των επιπέδων βασπίνης ορού με δείκτες ινσουλινοευαισθησίας, όπως ο HOMA-IR. Το γεγονός αυτό θέτει σε αμφισβήτηση τον εικαζόμενο ρόλο της βασπίνης στη ρύθμιση της ινσουλινοευαισθησίας σε μη διαβητικούς (Loeffelholz C et al 2010) Ρεζιστίνη Η ρεζιστίνη (γνωστή και ως FIZZ3) είναι μια πρωτεΐνη 114 αμινοξέων. Κατά την ανακάλυψή της αποδείχθηκε ότι προκαλεί ινσουλινοαντίσταση σε ποντίκια. Ανήκει σε μια οικογένεια πρωτεϊνών πλόυσιων σε κυστεΐνη, γνωστών και ως resistin-like molecules (RELMs), που εμπλέκονται στη ρύθμιση φλεγμονωδών διεργασιών. Κυκλοφορεί σε δύο μορφές, συχνότερα ως εξαμερές μεγάλου μοριακού βάρους και λιγότερο συχνά στην περισσότερο δραστική, χαμηλού μοριακού βάρους, μορφή. Το mrna που κωδικοποιεί τη ρεζιστίνη εντοπίζεται σε πολλούς ιστούς, όπως ο λιπώδης ιστός, ο υποθάλαμος, τα επινεφρίδια, ο σπλήνας, οι σκελετικοί μύες, το πάγκρεας και ο πεπτικός σωλήνας. Η σύνθεσή της στα ποντίκια περιορίζεται στο λιπώδη ιστό, ενώ στον άνθρωπο λιποκύτταρα, μυικά κύτταρα, παγκρεατικά κύτταρα και μονοπύρηνα κύτταρα, όπως τα μακροφάγα, σχετίζονται με σύνθεση της πρωτεΐνης. Επίσης, έχει παρατηρηθεί ότι τα επίπεδα έκφρασης του γονιδίου της ρεζιστίνης είναι υψηλότερα σε μονοκύτταρα του περιφερικού αίματος (PBMCs peripheral blood mononuclear cells) σε σχέση με τα λιποκύτταρα. Βέβαια δεν έχει αποσαφηνιστεί πλήρως ποιός τύπος κυττάρων είναι κυρίως υπεύθυνος για την παραγωγή και τα υψηλά επίπεδα της κυλοφορούσας πρωτεΐνης στον άνθρωπο. Η ανθρώπινη ρεζιστίνη εμφανίζει 55% ταυτοσημία ως προς την αντίστοιχη του ποντικού, γεγονός που φανερώνει ότι (Steppan CM et al 2001, Holcomb IN δεν έχει συντηρηθεί ιδιαίτερα κατά την εξελικτική πορεία των ειδών et al 2000, Kusminski CM et al 2005). Η φυσιολογική λειτουργία της ρεζιστίνης στον άνθρωπο δεν έχει διευκρινιστεί πλήρως. Αρχικά αναγνωρίστηκε στα ποντίκια ως παράγοντας συσχέτισης της παχυσαρκίας με το σακχαρώδη διαβήτη, καθώς κυκλοφορούσε σε υψηλά επίπεδα σε ζωικά μοντέλα παχυσαρκίας και ινσουλινοαντίστασης, ενώ ελαττωνόταν από τις TZDs. Πρόσφατες μελέτες σε πειραματόζωα καταδεικνύουν ως πιθανότερο στόχο της δράσης της ρεζιστίνης το ήπαρ, όπου προκαλεί ηπατική αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης, με δευτερεύουσα τη δράση στην περιφέρεια, στους σκελετικούς μύες και στο λιπώδη ιστό. Είναι [53]

63 γνωστό ότι η δράση της στον άνθρωπο αφορά κυρίως στην ανοσία, τη φλεγμονή και την ινσουλινοαντίσταση (McTernan PG et al 2006). Η ρεζιστίνη επάγει την έκφραση των TNFα και IL-6 σε ανθρώπινα μονοκύτταρα του περιφερικού αίματος, ενώ προκαλεί αρθρίτιδα ενιόμενη σε αρθρώσεις πειραματοζώων. Οι φλεγμονώδεις ιδιότητες της ρεζιστίνης μεσολαβούνται από τον NF-κΒ, ενώ αναστολέας του συγκεκριμένου παράγοντα εμποδίζει τις φλεγμονώδεις διεργασίες που προκαλεί η λιποκίνη. Επίσης, έχει αποδειχθεί πως η ρεζιστίνη συσσωρεύεται στις φλεγμαίνουσες αρθρώσεις ασθενών με ρευματοειδή αρθρίτιδα και τα επίπεδά της συσχετίζονται με δείκτες φλεγμονής. Στον άνθρωπο, όπως προαναφέρθηκε, επάγει τη σύνθεση φλεγμονωδών κυτταροκινών, όπως ο TNFα, η IL-1, η IL-6 και η IL-12 σε πολλούς τύπους κυττάρων, μέσω ενός μονοπατιού εξαρτώμενου από τον NF-κΒ. Επιπλέον, η φλεγμονώδης δράση της ρεζιστίνης επιβεβαιώνεται από την προκαλούμενη επαγωγή της έκφρασης των μορίων προσκόλλησης VCAM1 και ICAM1 και της χημειοκίνης CCL2 από τα ενδοθηλιακά κύτταρα, τα οποία επίσης διεγείρει να απελευθερώσουν ενδοθηλίνη-1 (Bokarewa M et al 2005, Verma S et al 2003). Σε ζωικά μοντέλα η ρεζιστίνη εμπλέκεται στην παθογένεια της ινσουλινοαντίστασης και του σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 που σχετίζονται με την παχυσαρκία. Στον άνθρωπο αντίστοιχος ρόλος διερευνάται, αλλά δεν έχει επιβεβαιωθεί πλήρως. Η υπερπαραγωγή ρεζιστίνης από το λιπώδη ιστό ευθύνεται για τα αυξημένα επίπεδα της λιποκίνης στον ορό, αλλά δεν έχει διευκρινιστεί ποια είναι η κύρια κυτταρική προέλευση της ρεζιστίνης, καθώς παράγεται τόσο από λιποκύτταρα, όσο και από προλιποκύτταρα και μακροφάγα. Οι περισσότερες μελέτες αναφέρουν τα μακροφάγα ως κύρια πηγή της κυκλοφορούσας ρεζιστίνης στον άνθρωπο. Στην παχυσαρκία, άλλωστε, παρατηρείται αυξημένη διήθηση μακροφάγων στο λιπώδη ιστό. Επίσης, έχει βρεθεί ότι μακροφάγα που διηθούν αθηροσκληρωτικά ανευρύσματα εκκρίνουν ρεζιστίνη (Jung HS et al 2006). Πρόσφατες μελέτες παρέχουν επιπλέον πληροφορίες σχετικά με τις μεταβολικές δράσεις της ρεζιστίνης. Συγκεκριμένα, η ρεζιστίνη ελαττώνει την πρόσληψη και μεταβολισμό των λιπαρών οξέων στους σκελετικούς μύες, στοχέυοντας ειδικά στην κινάση AMPK (AMPactivated protein kinase). Επομένως, είναι πιθανό η λιποκίνη να επάγει την ινσουλινοαντίσταση είτε δρώντας άμεσα στα ηπατοκύτταρα είτε τροποποιώντας την ικανότητα των σκελετικών μυών για συνεισφορά στην ομοιόσταση των λιπαρών οξέων. Επιπλέον έχει παρατηρηθεί ότι όταν υπερεκφράζεται η ρεζιστίνη με τη βοήθεια ιικού φορέα σε πειραματόζωα επάγει δυσλιπιδαιμία και ινσουλινοαντίσταση, αυξάνοντας την έκκριση λιποπρωτεϊνών και παραβλάπτοντας την υπογλυκαιμική δράση της ινσουλίνης. Τέλος, σε 3T3-L1 λιποκύτταρα η ρεζιστίνη φαίνεται πως επηρεάζει τη σηματοδότηση της ινσουλίνης, [54]

64 κυρίως αναστέλλοντας παράγοντες του μονοπατιού της ορμόνης, μέσω μηχανισμών επαγωγής του SOCS3 (Palanivel R and Sweeney G 2005, Steppan CM et al 2005, Sato N et al 2005) Retinol-binding protein-4 (RBP-4) Η RBP-4 (retinol-binding protein-4) έχει επίσης περιγραφεί ως νέα λιποκίνη. Πρόκειται για μια πρωτεΐνη που αυξάνει στο λιπώδη ιστό πειραματοζώων όπου έχει απαλειφθεί ο GLUT4 μεταφορέας της γλυκόζης, ενώ τα επίπεδά της είναι αυξημένα τόσο σε πειραματόζωα, όσο και σε ανθρώπους με παχυσαρκία ή διαβήτη τύπου 2. Επιπλέον η υπερέκφραση της RBP4 προκαλεί ινσουλινοαντίσταση, ενώ η απαλοιφή του γονιδίου της βελτιώνει την ευαισθησία στην ινσουλίνη και τα επίπεδα γλυκόζης σε παχύσαρκα πειραματόζωα με δίαιτα πλούσια σε λιπαρά (Yang Q et al 2005). Στον άνθρωπο, ο ρόλος της RBP4 ως μεσολαβητή στην ινσουλινοαντίσταση και το σακχαρώδη διαβήτη αποδεικνύεται και από τη θετική συσχέτιση μεταξύ των επιπέδων της πρωτεΐνης και του μεγέθους της ινσουλινοαντίστασης σε άτομα με παχυσαρκία, ελαττωμένη ανοχή στη γλυκόζη ή σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2, αλλά και σε μη παχύσαρκα, μη διαβητικά άτομα που έχουν βεβαρημένο οικογενειακό ιστορικό τύπου 2 διαβήτη (Graham TE et al 2006). Καθώς τα επίπεδα της RBP4 αυξάνουν πριν την έναρξη του διαβήτη, η πρωτεΐνη δύναται να χρησιμοποιηθεί ως δείκτης στην πρώιμη διάγνωση της ινσουλινοαντίστασης, επιτρέποντας έγκαιρη θεραπευτική παρέμβαση. Η χορήγηση του συνθετικού ρετινοειδούς fenretinide οδηγεί σε επαναφορά στο φυσιολογικό των επιπέδων της RBP4 στον ορό παχύσαρκων λόγω διατροφής πειραματοζώων. Ως αποτέλεσμα, βελτιώνεται η ινσουλινοευαισθησία, γεγονός που υποδεικνύει τον πιθανό θεραπευτικό ρόλο της ελάττωσης των επιπέδων της RBP4 ως αντιδιαβητική θεραπεία. Τέλος, τα επίπεδα της RBP4 στο αίμα συσχετίζονται θετικά με δείκτες καρδιαγγειακού κινδύνου, όπως ο δείκτης μάζας σώματος (BMI), ο λόγος περιφέρειας μέσης-ισχίων, τα επίπεδα τριγλυκεριδίων ορού, η συστολική αρτηριακή πίεση και αντίστροφα με τα επίπεδα HDL (Graham TE et al 2006) Ομεντίνη Η ομεντίνη είναι μία πρωτεΐνη που εκφράζεται και εκκρίνεται από το σπλαχνικό, αλλά όχι από τον υποδόριο λιπώδη ιστό και προάγει την ινσουλινοευαισθησία στα ανθρώπινα λιποκύτταρα. Απαντά σε δύο ισομορφές. Τα επίπεδα ομεντίνης πλάσματος συσχετίζονται αντίστροφα με το BMI, την περιφέρεια μέσης, τα επίπεδα λεπτίνης και την ινσουλινοαντίσταση. Ελαττωμένα επίπεδα ομεντίνης συσχετίζονται με αυξανόμενη τάση για παχυσαρκία και αντίσταση στην ινσουλίνη. Επομένως, η λιποκίνη πιθανόν να έχει [55]

65 προγνωστική αξία για τις μεταβολικές συνέπειες και τις σχετιζόμενες με την παχυσαρκία επιπλοκές (de Souza Batista CM et al 2007) Περιαγγειακός λιπώδης ιστός Εισαγωγή Ο περιαγγειακός λιπώδης ιστός (perivascular adipose tissue - PAT) περιβάλλει όλες τις ελαστικού και τις περισσότερες μυικού τύπου αρτηρίες, απαντά όμως και σε πλέγματα μικρότερων αγγείων, όπως στο μεσεντέριο. Ανάλογα με την εντόπισή του, αποκτά και ειδικές ονομασίες, όπως επικαρδιακός λιπώδης ιστός, περιαορτικός λιπώδης ιστός, λιπώδης ιστός του μεσεντερίου, αγγειακό στρώμα λιπώδους ιστού και ενδομυικός λιπώδης ιστός. Ο PAT αποτελεί μια διαφοροποιημένη μορφή του έξω χιτώνα των αγγείων, ο οποίος αποτελείται από ινοβλάστες, βλαστικά κύτταρα (stem cells) ομοιάζοντα με ινοβλάστες, λιποκύτταρα, μακροφάγα και Τ-λεμφοκύτταρα. Στις μεγαλύτερες αρτηρίες, όπως η αορτή και η δεξιά και αριστερή στεφανιαία αρτηρία, ο έξω χιτώνας συνδέεται με το ενδοθήλιο και τον αυλό του αγγείου μέσω των αγγείων του αγγείου (vasa vasorum). Αξίζει να αναφερθεί πως η επέκταση των αγγείων του αγγείου προηγείται της ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας σε στεφανιαίες αρτηρίες υπερχοληστερολαιμικών χοίρων, γεγονός που υποδεικνύει ότι η αυξημένη επικοινωνία μεταξύ έξω χιτώνα και ενδοθηλίου προηγείται της ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας (Eringa EC et al 2007). Ο έξω χιτώνας του αγγείου θεωρείται ως ο κατεξοχήν ιστός που σταθεροποιεί το αγγειακό τοίχωμα. Εκτός από αυτή τη λειτουργία, πρόσφατα δεδομένα αποδεικνύουν ότι ο έξω χιτώνας και ιδιαίτερα ο περιαγγειακός λιπώδης ιστός (PAT) ρυθμίζει τον αγγειακό τόνο, την εξαρτώμενη από το ενδοθήλιο αγγειοδιαστολή, το πάχος του αγγειακού τοιχώματος, την (Eringa EC et al 2007, Gollasch M and Dubrovska G 2004, Rey FE and Pagano PJ αγγειογένεση και τη φλεγμονή (Εικόνα 18) 2002, Meng QH et al 2006). Για το λόγο αυτό έχει επισημανθεί η ιδιαίτερη αυτή εντόπιση του λιπώδους ιστού και έχει μάλιστα περιγραφεί και ως «λιπώδης χιτώνας (tunica adiposa)» των αγγείων (Chaldakov GN 2012). [56]

66 Εικόνα 18. Σχηματική απεικόνιση της αλληλεπίδρασης του περιαγγειακού λιπώδους ιστού με το αγγειακό ενδοθήλιο, τα αγγειακά λεία μυικά κύτταρα και τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος και ενδεικτικοί μεσολαβητές (Meijer RI et al: Perivascular adipose tissue and its role in type 2 diabetes and cardiovascular disease. Curr Diab Rep. 2011;11(3):211-7) Ρύθμιση αγγειακού τόνου Είναι γνωστό πως ο τόνος των αγγειακών λείων μυών ρυθμίζεται και από τον περιαγγειακό λιπώδη ιστό, γεγονός που έχει επιβεβαιωθεί και σε ανθρώπινες αρτηρίες. Έχει αποδειχθεί η απελευθέρωση ενός «παράγοντα χάλασης που προέρχεται από το λιπώδη ιστό» (adipose tissue-derived relaxing factor) από τον περιαγγειακό λιπώδη ιστό της αορτής και των μεσεντερίων αρτηριών. Ο παράγοντας αυτός έχει βρεθεί πως υπερπολώνει τους αγγειακούς λείους μύες και αναστέλλει την αδρενεργική, καθώς και την επαγόμενη από εκπόλωση αγγειοσύσπαση. Σε σειρά πειραμάτων έχει αποδειχθεί πως η επώαση του καλλιεργητικού μέσου με PAT είχε αγγειοδιασταλτικό αποτέλεσμα στις αρτηρίες χωρίς την παρουσία PAT, γεγονός που υποδεικνύει την παραγωγή ενός παράγοντα χάλασης που προέρχεται από λιποκύτταρα (adipocyte derived relaxing factor - ADRF). Η απελευθέρωσή του εξαρτάται από το εξωκυττάριο ασβέστιο και η δράση του μεσολαβείται από ενδοκυττάριες κινάσες τυροσίνης και διαύλους K+, αλλά όχι από το NO, το P450 ή τις προσταγλανδίνες. Η ακριβής φύση του υπερπολωτικού παράγοντα που προέρχεται από τον έξω χιτώνα παραμένει άγνωστη (Soltis EE and Cassis LA 1991, Dubrovska G et al 2004, Gálvez B et al 2006, Gao YJ et al 2005). Εκτός από τον ADRF, γνωστά αγγειοδιασταλτικά προϊόντα του λιπώδους ιστού ενδεχομένως συμμετέχουν στη ρύθμιση του αγγειακού τόνου. Ο επικαρδιακός λιπώδης ιστός, ο λιπώδης ιστός του μεσεντερίου και γενικώς ο PAT εκφράζουν λεπτίνη και [57]

67 αντιπονεκτίνη, ορμόνες που η δράση τους στο αγγειακό τοίχωμα έχει αναφερθεί και (Gálvez B et al 2006, ενδεχομένως συμμετέχουν στο ρόλο του PAT στη ρύθμιση του αγγειακού τόνου Baker AR et al 2006, Yamamoto K et al 2005). Εκτός από αγγειοδιασταλτικά προϊόντα, ο PAT εκκρίνει και αγγειοσυσπαστικά πεπτίδια. Το περιαορτικό λίπος έχει βρεθεί ότι εκκρίνει ενδοθηλίνη-1 (ET- 1) όταν διεγερθεί με αγγειοτενσίνη II (AngII). Δεν είναι σαφές αν ο περιαορτικός PAT απελευθερώνει ET-1 απουσία AngII, καθώς το περιαορτικό λίπος ελαττώνει παρά αυξάνει τον αγγειακό τόνο σε μεμονωμένα πειραματικά παρασκευάσματα. Επιπλέον, ο PAT των αρτηριών μεταφοράς συνθέτει αγγειοτενσινογόνο, ενώ έχει διαπιστωθεί και η παρουσία μετατρεπτικού ενζύμου της αγγειοτενσίνης [ΜΕΑ - angiotensin-converting enzyme (ACE)] σε περιαορτικό PAT, γεγονός που επιβεβαιώνει την παρουσία λειτουργικού συστήματος ρενίνης-αγγειοτενσίνης σε αυτό τον ιστό. Η παρατήρηση αυτή ενισχύεται από το γεγονός ότι οι αναστολείς του ΜΕΑ αναστέλλουν το ΜΕΑ στον PAT με παρόμοια ισχυρό αποτέλεσμα όπως και στα επίπεδα της κυκλοφορούσας AngII. Οι παραπάνω παρατηρήσεις αποτελούν ένδειξη ότι ο περιαγγειακός λιπώδης ιστός είναι ικανός να παράγει πεπτίδια με ισχυρή αγγειοσυσπαστική δράση, όπως η AngII και η ET-1, αλλά δεν είναι γνωστό αν αυτό ισχύει σε όλες τις εντοπίσεις του PAT (An SJ et al 2006, Dubrovska G et al 2004, Eringa EC et al 2007). Πρόσφατα έχει αποδειχθεί με λειτουργικές μελέτες ότι η αντιπονεκτίνη ευθύνεται εν μέρει για την αντι-αγγειοσυσπαστική δράση του περιαγγειακού λιπώδους ιστού, ενισχύοντας τη δράση της ενδοθηλιακής συνθάσης του NO (enos) και παρατείνοντας τη βιοδιαθεσιμότητα του NO. Βέβαια, στην παχυσαρκία, η υπερτροφία των λιποκυττάρων οδηγεί σε υποξία, φλεγμονή και οξειδωτικό stress, με αποτέλεσμα την απώλεια της ευεργετικής αγγειοδιασταλτικής δράσης του PAT (Greenstein AS et al 2009) Ρύθμιση τοπικής φλεγμονής Ο PAT έχει βρεθεί ότι παράγει φλεγμονώδεις κυτοκίνες, όπως ο TNF-α, η IL-1β και η IL- 6 (Mazurek T et al 2003, Weisberg SP et al 2003). Ο τύπος των κυττάρων που ευθύνεται για την παραγωγή κυτοκινών από τον PAT δεν είναι μόνο τα μακροφάγα, καθώς αυτά αποτελούν περίπου το 5% του κυτταρικού πληθυσμού του (Henrichot E et al 2005). Τα ίδια τα λιποκύτταρα παράγουν κυτοκίνες και χημειοκίνες. Εξάλλου, η συνεργική παραγωγή κυτοκινών από λιποκύτταρα και μακροφάγα έχει αποδειχθεί σε πειράματα συγκαλλιέργειας (Henrichot E et al 2005, Suganami T et al 2005). Ένας σημαντικός μηχανισμός ρύθμισης της φλεγμονής από τον PAT είναι η ρύθμιση της διήθησης από μακροφάγα. Ο PAT αορτής μυών, μεσεντερίου επιμύων και στεφανιαίων (Henrichot E et al 2005, Tsuchiya K et al 2006, Di αγγείων ανθρώπου έχει βρεθεί ότι παράγει MCP-1 και IL-8 Gregorio GB et al 2005, Mazurek T et al 2003). Επιπλέον, ο περιαγγειακός λιπώδης ιστός μυών που τρέφονται [58]

68 με δίαιτα υψηλή σε λιπαρά παράγει ουσίες που επάγουν τη χημειοταξία μονοκυττάρων και Τ-λεμφοκυττάρων διαμέσου στιβάδας ενδοθηλιακών κυττάρων. Η χημειοτακτική δράση του PAT ενδεχομένως ενισχύεται από το τοπικό περιβάλλον, καθώς η προσέλκυση των (Henrichot E et al 2005, Moos MP et al λευκοκυττάρων από τον PAT επάγεται από δίαιτα υψηλή σε λίπος 2005). Τα παραπάνω στοιχεία καθιστούν τον PAT σημαντικό ρυθμιστή της τοπικής φλεγμονής. Οι μηχανισμοί που ρυθμίζουν τη σύνθεση κυτοκινών και χημειοκινών από τον PAT, καθώς και η σχέση της φλεγμονής που μεσολαβείται από τον περιαγγειακό λιπώδη ιστό με την καρδιαγγειακή νόσο αποτελούν αντικείμενα σύγχρονης επιστημονικής έρευνας στον τομέα των καρδιαγγειακών παθήσεων Συσχέτιση με αθηροσκλήρωση Ο PAT που περιβάλλει αρτηρίες αντίστασης ενδεχομένως εμπλέκεται στη ρύθμιση της αγγειακής αντίστασης και της αρτηριακής πίεσης, χωρίς όμως ο ρόλος αυτός να είναι πλήρως διαλευκασμένος (Eringa EC et al 2007). Ο PAT που περιβάλλει αρτηρίες μεταφοράς πιθανόν να εμπλέκεται στην εξέλιξη της αθηροσκλήρωσης σε αυτά τα αγγεία. Στη στεφανιαία κυκλοφορία, η αύξηση του PAT σχετίζεται με ελάττωση στις εφεδρείες καρδιακής ροής και εμφάνιση τοπικής φλεγμονής (Date H et al 2006, Mazurek T et al 2003, Baker AR et al 2006). Η φλεγμονώδης αυτή δράση του PAT μπορεί να επιταχύνει την αθηροσκλήρωση στις στεφανιαίες αρτηρίες, όπως έχει βρεθεί να συμβαίνει και με τον περιαορτικό λιπώδη ιστό (Moos MP et al 2005). Ο περιαορτικός λιπώδης ιστός διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη φλεγμονή του αγγειακού τοιχώματος και την αθηροσκλήρωση σε μύες. Το οξειδωτικό stress και η ενδοθηλιακή δυσλειτουργία που επάγεται από τον PAT μπορεί επίσης να συμβάλει στην επιτάχυνση της αθηροσκλήρωσης που παρατηρείται στην παχυσαρκία (Moos MP et al 2005, Hu Y et al 2004, Liu KH et al 2006). Καθώς οι προτεινόμενες παθοφυσιολογικές δράσεις του περιαγγειακού λιπώδους ιστού είναι διφορούμενες, τίθεται το ερώτημα αν οι ιδιότητες του PAT είναι ειδικές για την αντίστοιχη εντόπισή του ή αν η γονιδιακή έκφραση μιας συγκεκριμένης αποθήκης PAT (π.χ. λιπώδης ιστός του μεσεντερίου) μπορεί να γενικευτεί και να προβλέψει την αντίστοιχη έκφραση σε μια άλλη αποθήκη PAT (π.χ. επικαρδιακός λιπώδης ιστός) (Verhagen SN and Visseren FL 2011). Επιπλέον, ενώ οι χυμικοί παράγοντες στους οποίους εκτίθεται ο PAT σε διαφορετικές θέσεις μπορεί να είναι παρόμοιοι, ο τοπικός μεταβολισμός και οι μηχανικοί παράγοντες μπορεί να διαφέρουν σημαντικά. Έτσι, παρόλο που η έκφραση φλεγμονωδών γονιδίων έχει αποδειχθεί σε ενδομυικό, μεσεντέριο, περιαορτικό και επικαρδιακό PAT, δεν υπάρχουν πολλές μελέτες που να συγκρίνουν τη γονιδιακή έκφραση σε διαφορετικές αποθήκες PAT, γεγονός που δεν [59]

69 επιτρέπει την ασφαλή εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με ομοιότητες και διαφορές μεταξύ διαφορετικών αποθηκών περιαγγειακού λιπώδους ιστού. Η παρατήρηση ότι τμήματα στεφανιαίων αρτηριών που πορεύονται ενδομυοκαρδιακά (μυοκαρδιακές γέφυρες) και συνεπώς δεν έρχονται σε επαφή με τον περιαγγειακό (περιστεφανιαίο) λιπώδη ιστό δεν εμφανίζουν αθηροσκληρωτικές βλάβες (Ishikawa Y et al 2006, Ishikawa Y et al 2009, Verhagen SN and Visseren FL 2011), σίγουρα προβληματίζει σχετικά με τον πιθανό ρόλο του περιαγγειακού λιπώδους ιστού στην εξέλιξη των αθηρωματικών αλλοιώσεων (Εικόνα 19). Εικόνα 19. Ο περιαγγειακός λιπώδης ιστός και η πιθανή εμπλοκή του στην αθηρογένεση. (A) Ιστολογική εικόνα στεφανιαίας αρτηρίας και του περιαγγειακού λιπώδους ιστού. Η στενή επαφή με το αρτηριακό τοίχωμα επιτρέπει τη διάχυση λιποκινών και κυτοκινών από τον περιαγγειακό λιπώδη ιστό στο αγγειακό τοίχωμα. (B) Σχηματική απεικόνιση του αρτηριακού τοιχώματος και του περιαγγειακού λιπώδους ιστού. Η παραγωγή λιποκινών και κυτοκινών από τα λιποκύτταρα του περιαγγειακού λιπώδους ιστού και από μακροφάγα ακολουθείται από διάχυση στους περιβάλλοντες ιστούς και δομές. (1) Η παρακρινής δράση των λιποκινών και των κυτοκινών στο ενδοθήλιο μπορεί να προκαλέσει ενδοθηλιακή δυσλειτουργία, υπερπηκτικότητα, αυξημένη χημειοταξία και προσκόλληση μονοκυττάρων στο ενδοθήλιο. (2) Παρακρινείς δράσεις μπορεί να εκδηλωθούν και απευθείας στους παρακείμενους ιστούς, με αποτέλεσμα την εισροή ιστικών μακροφάγων στο αρτηριακό τοίχωμα «από έξω προς τα μέσα» και τον πολλαπλασιασμό των λείων μυικών κυττάρων (Verhagen SN, Visseren FL: Perivascular adipose tissue as a cause of atherosclerosis. Atherosclerosis. 2011;214(1):3-10) Επικαρδιακός λιπώδης ιστός Ο επικαρδιακός λιπώδης ιστός εντοπίζεται στην κολποκοιλιακή και τις μεσοκοιλιακές αύλακες, κατά μήκος των κύριων κλάδων των στεφανιαίων αρτηριών και σε μικρότερο βαθμό γύρω από τους κόλπους, το ελεύθερο τοίχωμα της δεξιάς κοιλίας και την κορυφή της αριστερής κοιλίας. Το περικαρδιακό λίπος (περικαρδιακός λιπώδης ιστός) ορίζεται ως το επικαρδιακό λίπος σε όλες τις προαναφερθείσες θέσεις με την προσθήκη του παρακαρδιακού λίπους. Το παρακαρδιακό λίπος βρίσκεται στην εξωτερική επιφάνεια του τοιχωματικού περικαρδίου, εντός του μεσοθωρακίου και είναι γνωστό και ως μεσοθωρακικό λίπος (Sacks HS and Fain JN 2007). [60]

70 Ο επικαρδιακός λιπώδης ιστός διαθέτει ιδιαίτερα χαρακτηριστικά, που περιλαμβάνουν μικρότερο μέγεθος λιποκυττάρων, διαφορετική σύνθεση σε λιπαρά οξέα, υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες και μικρότερη περιεκτικότητα σε γλυκόζη σε σχέση με άλλα είδη σπλαχνικού λιπώδους ιστού. Η σύνθεση λιπαρών οξέων, ο ρυθμός ενσωμάτωσης των λιπαρών οξέων στον επικαρδιακό λιπώδη ιστό και ο ρυθμός διάσπασης των λιπαρών οξέων είναι σημαντικά υψηλότερα στο επικαρδιακό λίπος σε σχέση με άλλες αποθήκες λίπους. Επιπλέον, η δραστικότητα τόσο της λιποπρωτεϊνικής λιπάσης όσο και της ακετυλο-coa αποκαρβοξυλάσης είναι σημαντικά μειωμένη στον επικαρδιακό λιπώδη ιστό. Για το λόγο αυτό το επικαρδιακό λίπος θεωρείται πως χρησιμεύει στην προσωρινή αποθήκευση λιπαρών οξέων, για την προστασία του μυοκαρδίου από υψηλά επίπεδα κυκλοφορούντων λιπαρών οξέων, αλλά και ως τοπική πηγή ενέργειας για το μυοκάρδιο σε καταστάσεις υψηλών ενεργειακών απαιτήσεων. Οι ιδιότητες αυτές συμφωνούν με την εικαζόμενη παρακρινή (Marchington JM and αλληλεπίδραση μεταξύ των καρδιακών αποθηκών λίπους και του μυοκαρδίου Pond CM 1990). Το επικαρδιακό λίπος αποτελεί μεταβολικά ενεργό όργανο και είναι πηγή ποικίλων βιοδραστικών μορίων, όπως η αντιπονεκτίνη, ο TNFα, η IL-1, η IL-6, ο nerve growth factor (NGF), η resistin και τα ελεύθερα λιπαρά οξέα, μόρια που είναι σε θέση να επηρεάσουν ουσιαστικά την καρδιαγγειακή μορφολογία και λειτουργία. Λόγω της στενής ανατομικής σχέσης με την καρδιά και της απουσίας περιτονίας ως ορίου, ο επικαρδιακός λιπώδης ιστός μπορεί να αλληλεπιδράσει τοπικά και να τροποποιήσει τη λειτουργία των στεφανιαίων αρτηριών και του μυοκαρδίου μέσω παρακρινούς δράσης, αλλά και άμεσης έκκρισης (Iacobellis G et al 2005, Mazurek T et al 2003, Baker AR et al 2006, φλεγμονωδών και αντιφλεγμονωδών λιποκινών Chaldakov GN et al 2004, Kremen J et al 2006). Έχουν διατυπωθεί υποθετικοί μηχανισμοί με τους οποίους οι λιποκίνες παραγόμενες στον επικαρδιακό λιπώδη ιστό θα μπορούσαν να διαδραματίσουν ρόλο στην αθηρογένεση στις στεφανιαίες αρτηρίες (Εικόνα 20). Από τις λιποκίνες που έχουν ανιχνευθεί στον ανθρώπινο επικαρδιακό λιπώδη ιστό, η αντιπονεκτίνη και η λεπτίνη εκφράζονται κυρίως στα λιποκύτταρα. Οι υπόλοιπες λιποκίνες παράγονται σε διαφορετικές ποσότητες τόσο από λιποκύτταρα, όσο και από προλιποκύτταρα του στρώματος, μακροφάγα, λεμφοκύτταρα, ινοβλάστες και ενδοθηλιακά κύτταρα. Κατά την κλασική θεωρία της παρακρινούς σηματοδότησης, οι λιποκίνες που παράγονται από λιποκύτταρα και κύτταρα του στρώματος του επικαρδιακού λιπώδους ιστού που υπέρκειται του λιπιδικού πυρήνα της αθηρωματικής πλάκας διαχέονται στο διάμεσο υγρό μέσω του έξω, του μέσου και του έσω χιτώνα και αλληλεπιδρούν αντίστοιχα με τα αγγεία του αγγείου (vasa vasorum), τα αγγειακά λεία μυικά κύτταρα (ΑΛΜΚ), το ενδοθήλιο [61]

71 και τα κυτταρικά συστατικά της πλάκας. Η παρακρινής σηματοδότηση μπορεί επίσης να συμβεί μεταξύ λιποκινών και ελεύθερων λιπαρών οξέων που διαχέονται από το επικαρδιακό λίπος στο υποκείμενο μυοκάρδιο. Κατά την «αγγειοκρινή σηματοδότηση» ( vasocrine signaling ) οι λιποκίνες που εκκρίνονται από τα επικαρδιακά λιποκύτταρα και κύτταρα του στρώματος του λιπώδους ιστού που βρίσκονται πλησίον των αγγείων του αγγείου (vasa vasorum) στον έξω χιτώνα διαπερνούν το τοίχωμα και εισέρχονται στον αυλό των αγγείων του αγγείου. Στη συνέχεια, ακολουθώντας την αιματική ροή, αλληλεπιδρούν με κύτταρα στο μέσο και τον έσω χιτώνα γύρω από τις πλάκες. Στο μοντέλο αυτό, μακροφάγα και λεμφοκύτταρα μπορούν επίσης να μεταναστεύσουν μέσω των αγγείων του αγγείου στο μέσο και έσω χιτώνα του αγγείου. Εικόνα 20. Σχηματική απεικόνιση της πιθανής παρακρινούς και αγγειοκρινούς έκκρισης λιποκινών από τον επικαρδιακό λιπώδη ιστό και της υπερφόρτισης με ελεύθερα λιπαρά οξέα και των συνεπειών αυτής σε περίπτωση παχυσαρκίας. Τα συνεχή βέλη αντιπροσωπεύουν την παρακρινή έκκριση λιποκινών στο αρτηριακό τοίχωμα και στο μυοκάρδιο. Τα διακεκομμένα βέλη αντιπροσωπεύουν την αγγειοκρινή απελευθέρωση λιποκινών στο αρτηριακό τοίχωμα και στον αυλό του αγγείου (Cherian S et al: Cellular cross-talk between epicardial adipose tissue and myocardium in relation to the pathogenesis of cardiovascular disease. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2012;303(8):E937-49). Έχει ανευρεθεί διήθηση μακροφάγων στο επικαρδιακό λίπος σε ασθενείς με στεφανιαία νόσο, υποδεικνύοντας μια κατάσταση χρόνιας φλεγμονής στη συγκεκριμένη αποθήκη καρδιακού λίπους (Mazurek T et al 2003). Επίσης, το περικάρδιο που έρχεται σε επαφή με τις στεφανιαίες αρτηρίες εμφανίζει φλεγμονώδη αντίδραση σε προχωρημένες αθηροσκληρωτικές βλάβες (Iacobellis G et al 2006). Πολλοί μηχανισμοί θα μπορούσαν να εξηγήσουν την παραγωγή φλεγμονωδών κυτταροκινών από τον επικαρδιακό λιπώδη ιστό. Η τοπική [62]

72 ισχαιμία θα μπορούσε να ενεργοποιήσει ευαίσθητα σε οξειδωτικές συνθήκες σήματα του σπλαχνικού λιπώδους ιστού στις παρακείμενες - στο αγγείο - αποθήκες λίπους. Η παρουσία φλεγμονωδών κυττάρων στον επικαρδιακό λιπώδη ιστό θα μπορούσε επίσης να αντανακλά την αντίδραση σε ρήξη της πλάκας και να οδηγήσει σε ενίσχυση της αγγειακής φλεγμονής και της αστάθειας της αθηρωματικής πλάκας, μέσω μηχανισμών απόπτωσης και νεοαγγείωσης. Επίσης έχει παρατηρηθεί η έκφραση αντιπονεκτίνης στον επικαρδιακό λιπώδη ιστό ανθρώπου, η οποία είναι σημαντικά υψηλότερη στο επικαρδιακό λίπος ατόμων με φυσιολογικές στεφανιαίες αρτηρίες σε σχέση με ασθενείς με σοβαρού βαθμού στεφανιαία νόσο (Iacobellis G et al 2005). Συνεπώς, το επικαρδιακό λίπος θα μπορούσε να έχει και ευνοϊκή επίδραση στις παρακείμενες στεφανιαίες αρτηρίες, μέσω της αυξημένης παραγωγής αντιπονεκτίνης. Η σχέση του επικαρδιακού λίπους με τη στεφανιαία νόσο είναι ακόμα διφορούμενη. Το πάχος του επικαρδιακού λίπους έχει συσχετιστεί θετικά με τη βαρύτητα της στεφανιαίας νόσου σε γνωστούς στεφανιαίους ασθενείς (Jeong JW et al 2007). Οι διαφορές στην έκκριση αντιπονεκτίνης από τον επικαρδιακό λιπώδη ιστό θα μπορούσαν να συμπεριληφθούν στους πιθανούς μηχανισμούς που εξηγούν τη δράση της αντιπονεκτίνης στο καρδιαγγειακό σύστημα. Το αυξημένο πάχος του επικαρδιακού λίπους έχει επίσης συσχετιστεί με αυξημένα (Malavazos AE et al επίπεδα MCP-1 και συμπλέγματος διαλυτού υποδοχέα IL-6 με IL-6 (sil-6r/il-6) 2007). Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν και μελέτες όπου δε βρέθηκε συσχέτιση μεταξύ του πάχους του επικαρδιακού λιπώδους ιστού και της βαρύτητας της στεφανιαίας νόσου (Chaowalit N et al 2006). Το επικαρδιακό λίπος σχετίζεται κλινικά με ορισμένους δείκτες αθηροσκλήρωσης και μείζονες ανθρωπομετρικές και μεταβολικές παραμέτρους πρόγνωσης αυξημένου καρδιαγγειακού κινδύνου (Iacobellis G et al 2007a, Iacobellis G et al 2007b, Iacobellis G et al 2007c). Ο επικαρδιακός λιπώδης ιστός βρέθηκε να συσχετίζεται με το δείκτη πάχους έσω-μέσου χιτώνα στις καρωτίδες [carotid intima-media thickness (IMT)], που αποτελεί δείκτη υποκλινικής αθηροσκλήρωσης (Iacobellis G et al 2007b). Μεγαλύτερο πάχος επικαρδιακού λίπους σχετίζεται (Iacobellis G et al 2004, γραμμικά με υψηλότερη μάζα της αριστερής κοιλίας και καρωτιδικού IMT Iacobellis G et al 2003). Καθώς το επικαρδιακό λίπος αντανακλά τη συσσώρευση λίπους (adiposity) στην καρδιά και στα σπλάγχνα γενικότερα, τα παραπάνω ευρήματα ενισχύουν την σημασία της σπλαχνικής παχυσαρκίας στην ανάπτυξη καρδιαγγειακής νόσου. [63]

73 [64]

74 3. Αθηροσκλήρωση 3.1. Εισαγωγή Η αθηροσκλήρωση είναι μια παθολογική διαδικασία η οποία λαμβάνει χώρα στις μεγάλες αρτηρίες και αποτελεί την υποκείμενη αιτία καρδιαγγειακών συμβαμάτων, εγκεφαλικών επεισοδίων και περιφερικής αρτηριακής νόσου. Περιλαμβάνει ένα συνδυασμό αλλαγών στον έσω χιτώνα των αρτηριών, που συνίσταται σε εστιακή συσσώρευση λιπιδίων, άλλων συστατικών του αίματος και ινώδους ιστού, συνοδευόμενων από αλλαγές στο μέσο χιτώνα του τοιχώματος του αγγείου. Τα χαρακτηριστικά αυτά είναι αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης μεταξύ των δομικών στοιχείων του αρτηριακού τοιχώματος και επηρεάζονται από την αιμοδυναμική κατάσταση. Η καρδιαγγειακή νόσος αποτελεί το κλινικό αποτέλεσμα των αθηροσκληρωτικών βλαβών στα αιμοφόρα αγγεία. Οι συχνότερες κλινικές εκδηλώσεις της είναι η στεφανιαία νόσος, τα ισχαιμικά αγγειακά εγκεφαλικά επεισόδια και η περιφερική αρτηριακή νόσος (Libby P 2002, Lucas AD and Greaves DR 2001) Επιδημιολογικά στοιχεία Η καρδιαγγειακή νόσος αποτελεί την πρώτη αιτία νοσηρότητας και θνητότητας στις ΗΠΑ και μία από τις πρώτες σε όλες τις αναπτυγμένες χώρες. Μόνο στις ΗΠΑ υπολογίζεται ότι η ετήσια επίπτωση οξέος εμφράγματος του μυοκαρδίου (ΟΕΜ) είναι , με το 40% των ασθενών να καταλήγουν. Αντίστοιχα, στην Ευρώπη η επίπτωση του ΟΕΜ υπολογίζεται σε 1:250-1:500 στο γενικό πληθυσμό, ενώ τα οξέα στεφανιαία σύνδρομα, συνολικά, έχουν συχνότερη επίπτωση 1:80-1:170. Το 2010 οι θάνατοι από καρδιαγγειακή νόσο - συμπεριλαμβανομένων των ΑΕΕ - στις ΗΠΑ ανήλθαν σε επί συνόλου , δηλαδή ποσοστό 32% των θανάτων οφείλονταν σε καρδιαγγειακή νόσο, με ποσοστό 68% να σχετίζεται με αθηροσκληρωτικές βλάβες (Εικόνα 21) (Camm AJ 2009, NIH, NHLBI 2012). Εικόνα 21. Η αθηροσκληρωτική καρδιαγγειακή νόσος ευθυνόταν σχεδόν για το 1/3 των θανάτων στις ΗΠΑ το 2010 (National Institutes of Health, National Heart, Lung and Blood Institute. Fact book, fiscal year U.S. Department of Health and Human Services, 2013). [65]

75 3.3. Παράγοντες κινδύνου αθηροσκλήρωσης Μία σειρά από τροποποιήσιμους παράγοντες κινδύνου (όπως η υπερλιπιδαιμία, η αρτηριακή υπέρταση, ο σακχαρώδης διαβήτης, και το μεταβολικό σύνδρομο) και μη τροποποιήσιμους παράγοντες κινδύνου (όπως η ηλικία και το φύλο) που σχετίζονται με την ανάπτυξη της αθηροσκλήρωσης και τον κίνδυνο εμφάνισης θρομβωτικών επιπλοκών, όπως το οξύ στεφανιαίο σύνδρομο (Camm AJ et al 2009). Έτσι, οι σημαντικότεροι παράγοντες κινδύνου αθηροσκληρωτικής αγγειακής νόσου είναι: Α. Η ηλικία και το φύλο. Στους άνδρες, ο κίνδυνος αυξάνει σε κάθε δεκαετία της ζωής, ενώ στις προεμμηνοπαυσιακές γυναίκες ο κίνδυνος αντιστοιχεί σε αυτών των ανδρών που είναι δέκα έτη νεότεροι. Μετεμμηνοπαυσιακά ο κίνδυνος αυξάνει και στις γυναίκες, αλλά παραμένει συγκριτικά χαμηλότερος από αυτόν των ανδρών αντίστοιχης ηλικίας. Β. Το οικογενειακό ιστορικό. Το θετικό οικογενειακό ιστορικό στεφανιαίας νόσου αποτελεί ανεξάρτητο προγνωστικό παράγοντα κινδύνου. Γ. Το μεταβολικό σύνδρομο. Ορίζεται (κατά NCEP-ATPIII) από την παρουσία τουλάχιστον 3 από τις εξής 5 συνιστώσες: κεντρική παχυσαρκία (περίμετρος μέσης >102cm-άνδρες, >88cmγυναίκες, αυξημένες τιμές τριγλυκεριδίων (>150mg/dL), χαμηλές τιμές HDL (<40mg/dLάνδρες, <50mg/dL-γυναίκες), αυξημένη αρτηριακή πίεση (ΣΑΠ>130mmHg και/ή ΔΑΠ>85mmHg ή διαγνωσμένη υπέρταση υπό θεραπεία), διαταραγμένη γλυκαιμία νηστείας (γλυκόζη πλάσματος νηστείας >100mg/dL, με τα αναθεωρημένα κριτήρια, ή διαγνωσμένος σακχαρώδης διαβήτης τύπου 2). Ο κοινός παρονομαστής όλων αυτών των διαταραχών είναι η παχυσαρκία και η παρουσία του συνδρόμου αυξάνει στο διπλάσιο τον κίνδυνο εμφράγματος μυοκαρδίου. Δ. Ο σακχαρώδης διαβήτης. Οι διαβητικοί ασθενείς διατρέχουν 2 έως 6 φορές υψηλότερο κίνδυνο θανάτου από καρδιαγγειακές παθήσεις σε σχέση με τους μη διαβητικούς. Ο κίνδυνος ελαττώνεται με τον καλύτερο γλυκαιμικό έλεγχο και αυστηρότερους στόχους όσον αφορά στους υπόλοιπους παράγοντες κινδύνου. Ε. Η αρτηριακή υπέρταση. Αποτελεί βασικό παράγοντα κινδύνου για όλα τα κλινικά σύνδρομα που οφείλονται σε αθηροσκληρωτικές βλάβες και δη για τη στεφανιαία νόσο και για τα αγγειακά εγκεφαλικά επεισόδια. ΣΤ. Οι διαταραχές των λιπιδίων. Η προστατευτική δράση της HDL χοληστερόλης και ο ρόλος της αυξημένης ολικής, LDL και VLDL χοληστερόλης στην αθηρογένεση έχουν τεκμηριωθεί με πληθώρα μελετών. [66]

76 Ζ. Άλλοι τροποποιήσιμοι και δυνητικά τροποποιήσιμοι παράγοντες. Η συστηματική φλεγμονή και τα αυξημένα επίπεδα παραγόντων όπως η ομοκυστεΐνη, η CRP, το ινωδογόνο, ο PAI-1, καθώς και η αυξημένη αντιδραστικότητα των αιμοπεταλίων σχετίζονται με αυξημένο καρδιαγγειακό κίνδυνο. «Περιβαλλοντικοί» παράγοντες, όπως η δίαιτα πλούσια σε λιπαρά και πτωχή σε αντιοξειδωτικά, το κάπνισμα, η περιορισμένη φυσική δραστηριότητα και η παχυσαρκία επίσης είναι αποδεδειγμένοι τροποποιήσιμοι παράγοντες που αυξάνουν τον καρδιαγγειακό κίνδυνο (Bonnow RO et al 2012, Camm AJ et al 2009) Εξέλιξη αθηροσκληρωτικών βλαβών Η Αμερικανική Καρδιολογική Εταιρεία (AHA) ταξινομεί τις αθηροσκληρωτικές βλάβες σε 6 κατηγορίες, ξεκινώντας από τα μεμονωμένα αφρώδη κύτταρα (λιπώδεις κηλίδες - fatty dots) και από τα στάδια της λιπώδους γράμμωσης, του αθηρώματος και του ινοαθηρώματος έως τις πιο πολύπλοκες βλάβες (Εικόνα 22). Εικόνα 22. Η κατάταξη των αθηρωματικών βλαβών κατά American Heart Association (Stary HC et al: A definition of advanced types of atherosclerotic lesions and a histological classification of atherosclerosis. A report from the Committee on Vascular Lesions of the Council on Arteriosclerosis, American Heart Association. Circulation, 1995; 92: ). Οι πρωιμότερες αθηρωματικές βλάβες παρουσιάζονται ως λιπώδεις γραμμώσεις και είναι αναστρέψιμες βλάβες. Αποτελούνται από μακροφάγα και Τ-λεμφοκύτταρα γεμάτα με λιπίδια, μαζί με μικρό αριθμό λείων μυικών κυττάρων. Η πιο προχωρημένη αθηρωματική [67]

77 βλάβη είναι η ινώδης πλάκα, η οποία αν επιπλακεί με θρόμβωση, αιμορραγία ή αποτιτάνωση ονομάζεται επιπεπλεγμένη βλάβη. Η ινώδης πλάκα αποτελείται από μεγάλο αριθμό λείων μυικών κυττάρων, μακροφάγα και Τ-λεμφοκύτταρα. Επίσης, εντός αυτής ανευρίσκονται κολλαγόνες και ελαστικές ίνες, αφρώδη κύτταρα και κρύσταλλοι χοληστερόλης, ενώ πιθανόν να παρατηρηθούν νεκρωτικές εστίες και περιοχές αποτιτάνωσης. Οι ινώδεις πλάκες καλύπτονται από ινώδη κάψα, που αποτελείται από αποπεπλατυσμένα ΛΜΚ, τμήματα βασικής μεμβράνης, πρωτεογλυκάνη και μεγάλο αριθμό κολλαγόνων ινιδίων. Η ρήξη της ινώδους πλάκας οδηγεί σε σοβαρά κλινικά συμβάματα, καθώς ακολουθείται από ενεργοποίηση του πηκτικού μηχανισμού, σχηματισμό θρόμβου και απόφραξη του αγγείου (Εικόνα 23) (Kumar V et al 2005). Εικόνα 23. Ανάπτυξη της ευάλωτης αθηρωματικής πλάκας. Επιμήκης διατομή της (στεφανιαίας) αρτηρίας (άνω) όπου απεικονίζονται με χρονολογική σειρά τα στάδια της αθηρογένεσης στον άνθρωπο, από τη φυσιολογική αρτηρία (1) έως το αθήρωμα που προκαλεί κλινικές εκδηλώσεις, λόγω θρόμβωσης ή στένωσης του αυλού (5, 6, 7). Εγκάρσιες διατομές της αρτηρίας (κάτω) στα διάφορα στάδια εξέλιξης του αθηρώματος 1) Φυσιολογική αρτηρία, 2) Αρχική βλάβη, 3) Εξέλιξη στο ινολιπώδες στάδιο, 4) Ινοαθήρωμα με λεπτή κάψα, 5) Ραγείσα ινώδης κάψα εκδήλωση οξέος στεφανιαίου συνδρόμου σε μη αποφρακτική βλάβη, 6) Επουλωθείσα βλάβη μετά από ρήξη στένωση/επασβέστωση κλινικές εκδηλώσεις σταθερής στηθάγχης, 7) Θρόμβωση λόγω επιφανειακής διάβρωσης του ενδοθηλίου της βλάβης οξύ στεφανιαίο σύνδρομο σε αποφρακτική βλάβη [Camm AJ, Lüscher TF, Serruys PW (eds.): The European Society of Cardiology Textbook of Cardiovascular Medicine (second edition). Oxford Medicine, 2009, Adapted from Libby P. Current concepts of the pathogenesis of the acute coronary syndromes. Circulation 2001; 104: ]. 3.5 Παθογένεια της νόσου Υποθέσεις αθηρογένεσης Κατά καιρούς διατυπώθηκαν διάφορες υποθέσεις για την εξέλιξη της αθηρωματικής πλάκας, οι κυριότερες από τις οποίες είναι: α. Η «υπόθεση της φλεγμονώδους διήθησης», που διατυπώθηκε από το Virchow το έτος 1856 [68]

78 β. Η «υπόθεση της τοιχωματικής θρόμβωσης», που διατυπώθηκε από τους Rokitansky και Duguid το 1946 γ. Η «υπόθεση της απάντησης στη βλάβη του ενδοθηλίου», που διατυπώθηκε από τους Ross και Glomset το 1973 δ. Η «μονοκλωνική υπόθεση», που διατυπώθηκε από τους Benditt το 1973 ε. Η «οξειδωτική υπόθεση», που διατυπώθηκε από τον Witztum το Σύγχρονη άποψη: Απάντηση στη βλάβη του ενδοθηλίου Από τις παραπάνω υποθέσεις αυτή που επικράτησε είναι η θεωρία της απάντησης στη βλάβη του ενδοθηλίου των Ross και Glomset, που διατυπώθηκε αρχικά το 1973, αλλά υφίσταται βελτιώσεις και προσθήκες συνεχώς μέχρι σήμερα (Kádár A and Glasz T 2001) Δυσλειτουργία του ενδοθηλίου Διάφοροι βλαπτικοί παράγοντες που δρουν επί μακρόν (σακχαρώδης διαβήτης, δυσλιπιδαιμία, νικοτίνη, υπέρταση, γενετικοί παράγοντες και συνδυασμοί αυτών) προκαλούν δυσλειτουργία του ενδοθηλίου. Εξαιρετικά σημαντικός είναι ο ρόλος της υπερχοληστερολαιμίας, καθώς δημιουργεί τις κατάλληλες συνθήκες για εστιακή κατακράτηση της LDL στη θεμέλια ουσία του έσω χιτώνα (υπενδοθηλιακά). Υπό φυσιολογικές συνθήκες, η LDL διηθείται διαμέσου του φυσιολογικού ενδοθηλιακού φραγμού και άνω του 85% της εισερχόμενης στο αρτηριακό τοίχωμα LDL απομακρύνεται. Η πρόσληψη της LDL από τα ενδοθηλιακά κύτταρα γίνεται μέσω ειδικών υποδοχέων, ενώ ο πιο γνωστός μηχανισμός της ευεργετικής επίδρασης της HDL αφορά στη μεταφορά της LDL εκτός του αρτηριακού τοιχώματος. Επίσης, σημαντική είναι η αιμοδυναμική επίδραση στη λειτουργία του ενδοθηλίου. Η στροβιλώδης ροή του αίματος, όπου αυτή παρατηρείται, ευνοεί την ανάπτυξη αθηροσκλήρωσης, ενώ η ομαλή ροή προστατεύει από την εμφάνιση αθηροσκληρωτικών αλλοιώσεων. Σε επίπεδο ενδοθηλίου, όπως και οι υπόλοιποι παράγοντες που προαναφέρθηκαν, έτσι και η αιμοδυναμική κατάσταση είναι δυνατό να μεταβάλλει την γονιδιακή έκφραση των ενδοθηλιακών κυττάρων, επάγοντας την έκφραση γονιδίων που ευνοούν την αθηροσκλήρωση Οξείδωση της LDL Η LDL που κατακρατήθηκε υπενδοθηλιακά υφίσταται σταδιακή οξείδωση. Υπενδοθηλιακά δεν μπορούν να δράσουν οι αντιοξειδωτικές ουσίες που κυκλοφορούν σε [69]

79 αφθονία στο πλάσμα. Αντίθετα, υπάρχουν οξειδωτικές ουσίες (οι κυτταρικές οξυγενάσες) που εκκρίνονται από κύτταρα του αρτηριακού τοιχώματος. Οι ουσίες αυτές προκαλούν οξείδωση του λιπιδικού τμήματος της LDL. Πρέπει να σημειωθεί ότι η ακετυλυδρολάση και η παραοξονάση, που είναι ενζυμικά συστήματα σχετιζόμενα με την HDL, αναστέλλουν την οξείδωση της LDL. Στη διαδικασία οξείδωσης της LDL σημαντικό ρόλο φαίνεται ότι διαδραματίζουν οι ελεύθερες ρίζες οξυγόνου, οι οποίες σε ορισμένες καταστάσεις (υπέρταση, δυσλιπιδαιμία) βρίσκονται σε αφθονία, λόγω αυξημένης παραγωγής τους και (Durrington PN et al παράλληλα ανεπάρκειας της δραστηριότητας της υπεροξειδικής δισμουτάσης 2001, Gimbrone MA Jr et al 2000) Μετανάστευση μονοκυττάρων υπενδοθηλιακά Η οξειδωμένη LDL είναι ουσία τοξική για τα κυτταρικά συστήματα του αγγείου και έτσι τίθενται σε λειτουργία αμυντικοί μηχανισμοί. Συγκεκριμένα, οξειδωμένα λιπιδικά συστατικά της LDL διεγείρουν τα ενδοθηλιακά κύτταρα σε παραγωγή ουσιών που προκαλούν προσκόλληση κυκλοφορούντων στο πλάσμα μονοκυττάρων στο υγιές ενδοθήλιο, με διαδικασία που προσομοιάζει προς αυτή της φλεγμονής. Οι ουσίες αυτές είναι: η L-selectin ligand, η P-selectin, η E-selectin, που προκαλούν κυλιόμενη προσκόλληση, η VCAM-1, που προκαλεί ακινητοποίηση, η ICAM-1, που προκαλεί αποπλάτυνση των μονοκυττάρων και η PECAM-1 που προκαλεί μετανάστευση των μονοκυττάρων υπενδοθηλιακά. Υπό την επίδραση των παραπάνω ουσιών, τα μονοκύτταρα του αίματος προσελκύονται προς τα ενδοθηλιακά κύτταρα, κυλίονται επί του ενδοθηλίου και ακινητοποιούνται. Στη συνέχεια εκβάλλουν ψευδοπόδια και μέσω των μεσοκυτταρίων διαστημάτων βαθμιαία μεταναστεύουν υπενδοθηλιακά. Τα μονοκύτταρα έχουν μεγάλη οξειδωτική ικανότητα. Έτσι οξειδώνουν περαιτέρω την ήδη μερικά οξειδωμένη LDL, η οξείδωση της οποίας πλέον περιλαμβάνει τόσο το λιπιδικό όσο και το πρωτεϊνικό μέρος της Σχηματισμός αφρωδών κυττάρων Όταν οξειδωθεί πλήρως η LDL, αναγνωρίζεται από ειδικούς υποδοχείς της επιφάνειας των μακροφάγων, που ονομάζονται εκκαθαριστικοί (scavenger) ή ακετυλ-ldl υποδοχείς. Ακολουθεί έντονη φαγοκυττάρωση της οξειδωμένης LDL, που οδηγεί στη μετατροπή των μακροφάγων σε αφρώδη κύτταρα. Λόγω της τοξικής δράσης της οξειδωμένης LDL, πολλά αφρώδη κύτταρα νεκρώνονται, σχηματίζοντας βαθμιαία το νεκρωτικό πυρήνα της αθηρωματικής βλάβης και ελευθερώνοντας σταγονίδια λίπους. Η υπενδοθηλιακή συγκέντρωση αφρωδών κυττάρων αποτελεί το πρώτο μακροσκοπικό έυρημα της αθηροσκλήρωσης, που είναι οι λιπώδεις γραμμώσεις (Libby P et al 2002, Ross R 1999). [70]

80 Πολλαπλασιασμός και μετανάστευση ΛΜΚ Υπό την επίδραση αυξητικών και χημειοτακτικών παραγόντων, τα λεία μυικά κύτταρα του μέσου χιτώνα μεταναστεύουν και πολλαπλασιάζονται στην περιοχή της βλάβης. Εκεί υφίστανται στροφή προς έναν περισσότερο συνθετικό φαινότυπο και παράγουν συστατικά της εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας. Η εναπόθεση αυτών των στοιχείων συμβάλλει στο σχηματισμό ώριμου ινολιπώδους αθηρώματος και στην προοδευτική αύξηση σε μέγεθος της αθηροσκληρωτικής βλάβης. Η πρόσληψη λιπιδίων από τα λεία μυικά κύτταρα μπορεί να οδηγήσει στη μετατροπή τους σε αφρώδη κύτταρα. Τέλος, η παρουσία κυττάρων φλεγμονής και η παραγωγή κυτταροκινών από αυτά μπορεί να προκαλέσει την απόπτωση των λείων μυικών κυττάρων. Εικόνα 24. Σχηματική απεικόνιση των γεγονότων που λαμβάνουν χώρα και των κυττάρων που συμμετέχουν, κατά στάδιο εξέλιξης των αθηρωματικών βλαβών κατά AHA (Orbay H, Hong H, Zhang Y, Cai W. Positron Emission Tomography Imaging of Atherosclerosis. Theranostics 2013; 3(11): ) Βλάβη του ενδοθηλίου και συμμετοχή των αιμοπεταλίων Η συνέχιση της παραγωγής οξειδωμένης LDL στην υπενδοθηλιακή στιβάδα οδηγεί σε κορεσμό ή και νέκρωση των φαγοκυττάρων. Έτσι επιβαρύνεται η υπενδοθηλιακή στιβάδα με ποσότητα οξειδωμένης LDL, που προέρχεται είτε από αδυναμία φαγοκυττάρωσής της από τα κορεσμένα φαγοκύτταρα, είτε από νέκρωση κορεσμένων αφρωδών κυττάρων είτε από συνδυασμό των δύο προηγούμενων καταστάσεων. Με τον τρόπο αυτό, η ελεύθερη πλέον οξειδωμένη LDL μπορεί να δράσει κυτταροτοξικά στα κύτταρα του ενδοθηλίου και έτσι να τεθεί σε λειτουργία η σειρά των γεγονότων που χαρακτηρίζουν την αντίδραση στην ενδοθηλιακή βλάβη. Η βλάβη του ενδοθηλίου οδηγεί σε προσκόλληση και συσσώρευση αιμοπεταλίων, που ενεργοποιούνται σε παραγωγή παραγόντων δραστικών επί των ΛΜΚ του μέσου χιτώνα (πολλαπλασιασμός και μετανάστευση). Η διαδικασία αυτή συνεπάγεται [71]

81 (Hansson GK et al 2006, Glass CK and Witztum JL 2001, Clarke M επιδείνωση των αθηρωματικών βλαβών (Εικόνα 24) and Bennett M 2006). [72]

82 4. Υπό μελέτη λιποκίνες 4.1. Αντιπονεκτίνη Γενικά Η αντιπονεκτίνη, όπως αναφέρθηκε, είναι λιποκίνη που απαντά τόσο σε μορφή πλήρους μήκους, όσο και ως κλάσμα πρωτεολυτικής διάσπασης, που αποτελείται από τη σφαιρική καρβοξυτελική περιοχή και είναι γνωστό ως σφαιρική (globular) αντιπονεκτίνη. Η λιποκίνη στη μορφή πλήρους μήκους απαντά ως τριμερές [χαμηλού μοριακού βάρους (LMW) αντιπονεκτίνη], ως εξαμερές αποτελούμενο από δύο τριμερή συνδεμένα με δισουλφιδικό δεσμό [μεσαίου μοριακού βάρους (MMW) αντιπονεκτίνη] και ως υψηλού μοριακού βάρους (HMW) 12- έως 18-μερές. Παρόλο που η σύνθεσή της γίνεται κυρίως από τα λιποκύτταρα, η αντιπονεκτίνη έχει βρεθεί να εκφράζεται επίσης σε σκελετικά μυικά κύτταρα, μυοκαρδιακά και ενδοθηλιακά κύτταρα (Εικόνα 25). Εικόνα 25. Σχηματική απεικόνιση των μορφών με τις οποίες κυκλοφορεί η αντιπονεκτίνη [Zhu W et al: Vascular effects of adiponectin: molecular mechanisms and potential therapeutic intervention. Clin Sci (Lond). 2008;114(5):361-74]. Η συγκέντρωσή της στον ορό του ανθρώπου είναι αρκετά υψηλή (5-10 mg/ml) συγκρινόμενη με αυτή της λεπτίνης, η οποία κυκλοφορεί σε επίπεδα της τάξης ng/ml. Τα επίπεδά της αντιπονεκτίνης είναι σημαντικά ελαττωμένα σε άτομα με σπλαχνική παχυσαρκία, καθώς και σε καταστάσεις ινσουλινοαντίστασης όπως η μη αλκοολική λιπώδης διήθηση του ήπατος, η αθηροσκλήρωση και ο σακχαρώδης διαβήτης τύπου 2. Στις συγκεκριμένες περιπτώσεις, τα επίπεδα της λιποκίνης είναι αντιστρόφως ανάλογα της ινσουλινοαντίστασης (Scherer PE et al 1995, Piñeiro R et al 2005, Waki H et al 2005, Arita Y et al 1999) Υποδοχείς Σηματοδότηση Έχουν αναγνωριστεί δύο υποδοχείς της αντιπονεκτίνης, ο AdipoR1 και ο AdipoR2. Ο πρώτος εκφράζεται σε πολλούς ιστούς, ενώ ο AdipoR2 κυρίως στο ήπαρ. Η σφαιρική [73]

83 αντιπονεκτίνη ενεργοποιεί κυρίως τον AdipoR1, ενώ η ενεργοποίηση του AdipoR2 σχετίζεται με την πλήρους μήκους μορφή της αντιπονεκτίνης. Επιπλέον, η Τ-καντχερίνη (T-cadherin) που εκφράζεται σε πολλά είδη κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων των ενδοθηλιακών και των λείων μυικών κυττάρων εμφανίζει και λειτουργία υποδοχέα για τις μεσαίου και μεγάλου μοριακού βάρους μορφές αντιπονεκτίνης, αλλά όχι για τη σφαιρική ή την τριμερή (χαμηλού μοριακού βάρους) μορφή της (Yamauchi T et al 2003, Hug C et al 2004, Takeuchi T et al 2007). Η αντιπονεκτίνη, μέσω των υποδοχέων της, ενεργοποιεί τον PPARα, την AMPK και την p38 MAPK, προκειμένου να εκδηλώσει τις δράσεις της (Εικόνα 26). Η AMPK αποτελεί ένα συντηρημένο εξελικτικά μόριο για την αντίληψη της ενεργειακής κατάστασης του κυττάρου, με σημαντικό ρόλο στον έλεγχο της ενεργειακής ισορροπίας. Συμμετέχει στη ρύθμιση της πρόσληψης τροφής, του σωματικού βάρους και της ομοιόστασης της γλυκόζης και των λιπιδίων. Η AMPK αυξάνει την ευαισθησία του κυττάρου τόσο στην ινσουλίνη, όσο και στις TZDs. Η πλήρους μήκους αντιπονεκτίνη διεγείρει τη φωσφορυλίωση και ενεργοποίηση της AMPK στα ηπατικά κύτταρα, ενώ η σφαιρική αντιπονεκτίνη εκδηλώνει αυτή τη δράση επιπλέον και στο σκελετικό μυ. Πειράματα αποδεικνύουν πως η ενεργοποίηση της AMPK είναι υπεύθυνη για τη χρησιμοποίηση της γλυκόζης από αυτά τα κύτταρα. Επίσης, η (Yamauchi T et σηματοδότηση μέσω AMPK προστατεύει τα μυοκαρδιακά κύτταρα από απόπτωση al 2002, Kahn BB et al 2005). Εικόνα 26. Σηματοδοτικά μονοπάτια που ενεργοποιούνται από την αντιπονεκτίνη και οι αντίστοιχες δράσεις της (Hui X et al: Adiponectin and cardiovascular health: an update. Br J Pharmacol 2012;165(3):574-90). [74]

84 Η Τ-καντχερίνη είναι γλυκοπρωτεΐνη της επιφάνειας του κυττάρου, διαφέρει από τις άλλες καντχερίνες (μόρια προσκόλλησης) στο ότι δε διαθέτει διαμεμβρανική και κυτταροπλασματική περιοχή, αλλά αντίθετα αγκυρώνεται στην εξωτερική επιφάνεια της κυτταρικής μεμβράνης μέσω μιας ομάδας γλυκοσυλ-φωσφατιδυλο-ινοσιτόλης (GPI anchor). Δεδομένης της ικανότητας σύνδεσης με την αντιπονεκτίνη (εξαμερή και υψηλού μοριακού βάρους), αλλά και της απουσίας ενδοκυττάριας περιοχής, που θεωρείται αναγκαία για την έναρξη σηματοδότησης, η Τ-καντχερίνη εικάζεται ότι αποτελεί συνυποδοχέα της αντιπονεκτίνης που διευκολύνει τη σηματοδότηση μέσω των AdipoR1/AdipoR2 ή (Takeuchi T 2007, ενδεχομένως και κάποιου άγνωστου ακόμα υποδοχέα αντιπονεκτίνης (Εικόνα 27) Hui X et al 2012). Εικόνα 27. Σχηματική απεικόνιση των υποδοχέων αντιπονεκτίνης, με χαρακτηριστική τη διαφορά στο μέγεθος της εξωκυττάριας περιοχής της Τ-καντχερίνης σε σχέση με τους δύο γνωστούς υποδοχείς αντιπονεκτίνης και την εικαζόμενη ύπαρξη και επιπλέον, μη αναγνωρισμένου ακόμα, υποδοχέα (Takeuchi T et al: Adiponectin receptors, with special focus on the role of the third receptor, T-cadherin, in vascular disease. Med Mol Morphol 2007;40(3):115-20) Φυσιολογικός ρόλος Ρόλος στη φλεγμονή Με την πραγμάτωση ήδη των πρώτων μελετών αποδείχθηκε πως η αντιπονεκτίνη ασκεί αντιφλεγμονώδη δράση στα ενδοθηλιακά κύτταρα, αναστέλλοντας την έκφραση μορίων προσκόλλησης που επάγεται από τον TNFα. Επιπλέον, πειραματόζωα με ανεπαρκή παραγωγή αντιπονεκτίνης παρουσίαζαν υψηλότερα επίπεδα έκφρασης TNFα στο λιπώδη ιστό και υψηλότερα επίπεδα κυκλοφορούντος TNFα συγκριτικά με εκείνα που δεν είχαν ανεπάρκεια της λιποκίνης. Η αντιπονεκτίνη έχει βρεθεί ότι αναστέλλει την ενεργοποίηση του NF-κΒ (Εικόνα 28) στα ενδοθηλιακά κύτταρα. Επίσης, παρεμποδίζει τη λειτουργία των [75]

85 μακροφάγων, καθώς ελαττώνει τη φαγοκυτταρική τους ικανότητα και την παραγωγή TNFα μετά από διέγερση με ενδοτοξίνη (LPS). Επιπλέον, η αντιπονεκτίνη αναστέλλει τη Β- (Tilg H and Moschen AR 2006, Lago F et al λεμφοποίηση και ελαττώνει την αντίδραση των Τ-λεμφοκυττάρων 2007). Εικόνα 28. Μεταβολικές και ανοσολογικές δράσεις της αντιπονεκτίνης (Tilg H, Moschen AR: Adipocytokines: mediators linking adipose tissue, inflammation and immunity. Nat Rev Immunol 2006;6(10):772-83). Βέβαια, υπάρχουν δεδομένα που υποδεικνύουν και φλεγμονώδη ρόλο για κάποιες μορφές αντιπονεκτίνης. Έτσι, η HMW αντιπονεκτίνη έχει βρεθεί πως ενισχύει την παραγωγή IL-8 (CXCL-8) σε μακροφάγα. Από την άλλη πλευρά, η LMW και η HMW αντιπονεκτίνη εμφανίζουν παρόμοιες μεταξύ τους δράσεις σε μονοκύτταρα, όπως η επαγωγή της απόπτωσης, η ενεργοποίηση της AMPK και η καταστολή της έκφρασης των scavenger receptors στα μακροφάγα. Βέβαια, η HMW μορφή μπορεί να αυξήσει την έκκριση IL-6 από μονοκύτταρα. Αντίθετα, η LMW αντιπονεκτίνη ελαττώνει την παραγωγή IL-6 ως απάντηση σε διέγερση με LPS και επάγει τη σύνθεση IL-10, εκδηλώνει επομένως αντιφλεγμονώδη δράση (Yokota T et al 2000, Ouchi N et al 1999, Wolf AM et al 2004, Yamaguchi N et al 2005, Neumeier M et al 2006). Η αντιπονεκτίνη διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην καταστολή της δραστηριότητας των μακροφάγων όχι μόνο στο λιπώδη ιστό, αλλά και σε άλλους ιστούς, όπως στο ήπαρ. Η [76]

86 ελαττωμένη σύνθεση της λιποκίνης, που παρατηρείται στην παχυσαρκία, ενδέχεται να απορρυθμίζει τον έλεγχο και την αναστολή της έκφρασης φλεγμονωδών κυτταροκινών και επομένως να οδηγεί στην αυξημένη σύνθεση φλεγμονωδών μεσολαβητών. Η κατανόηση του μηχανισμού ελάττωσης της παραγωγής αντιπονεκτίνης στην παχυσαρκία και της επακόλουθης επίδρασης στην παραγωγή φλεγμονωδών κυτταροκινών θα εμπλουτίσει (Neumeier M et al 2006, σημαντικά τις γνώσεις μας σχετικά με το ρόλο της συγκεκριμένης λιποκίνης Lara-Castro C et al 2007) Ρόλος στην ινσουλινοευαισθησία Η χορήγηση αντιπονεκτίνης σε παχύσαρκα ζώα ελαττώνει την υπεργλυκαιμία και τα επίπεδα των ελεύθερων λιπαρών οξέων στο πλάσμα και βελτιώνει την ινσουλινοευαισθησία. Επιπλέον, πειραματόζωα με ανεπάρκεια αντιπονεκτίνης αναπτύσσουν ινσουλινοαντίσταση όταν η διατροφή είναι υψηλή σε λιπαρά και σακχαρόζη. Η αντιπονεκτίνη διεγείρει τη β- οξείδωση στα ηπατικά κύτταρα και ελαττώνει την έκφραση του SREBP-1c, ο οποίος αποτελεί βασικό μεταγραφικό παράγοντα ελέγχου της έκφρασης γονιδίων που κωδικοποιούν μεσολαβητές της σύνθεσης λιπιδίων. Επιπλέον, προκαλεί αναστολή της έκφρασης ηπατικών ενζύμων της γλυκονεογένεσης (phosphoenolpyruvate carboxykinase, glucose-6- phosphatase) και ελάττωση της ηπατικής παραγωγής γλυκόζης. Το προϊόν πρωτεολυτικής διάσπασης της αντιπονεκτίνης που μοιάζει με τη σφαιρική (globular) μορφή προκαλεί αύξηση της οξείδωσης των λιπαρών οξέων στους σκελετικούς μύες, ελάττωση της γλυκόζης πλάσματος και απώλεια βάρους σε πειραματόζωα. Η ινσουλινοευαισθητοποιός δράση σε ήπαρ και σκελετικούς μύες μεσολαβείται από την AMPK. Τα παραπάνω πειραματικά δεδομένα υποδεικνύουν την καθοριστική θέση της αντιπονεκτίνης στη ρύθμιση της (Shklyaev S et al 2003, Berg AH et al 2002, Kadowaki Τ et al 2006, Yamaouchi T et al 2002, Antuna-Puente B et ινσουλινοευαισθησίας al 2008) Ρόλος στο μυοκάρδιο Η αντιπονεκτίνη σηματοδοτώντας υπέρ της επιβίωσης των μυοκαρδιακών κυττάρων προστατεύει το μυοκάρδιο από πιθανή βλάβη. Δρα προστατευτικά στο μυοκάρδιο σε συνθήκες ελαττωμένης αιματικής ροής. Η δράση αυτή επιτελείται μέσω της ενεργοποίησης της AMPK και δημιουργίας ενεργειακών αποθεμάτων, καθώς και μέσω επαγωγής της έκφρασης της κυκλοοξυγενάσης 2 (COX-2) και αύξησης της σύνθεσης των προσταγλανδινών στα μυοκαρδιακά κύτταρα. Ισχαιμία και επαναιμάτωση σε πειραματόζωα με ανεπάρκεια αντιπονεκτίνης οδήγησε σε μεγάλης έκτασης έμφρακτο, υψηλό ρυθμό απόπτωσης των μυοκαρδιακών κυττάρων και αυξημένη έκφραση TNFα, σε σχέση με τα φυσιολογικά για τη [77]

87 λιποκίνη πειραματόζωα. Εξωγενής χορήγηση της αντιπονεκτίνης οδήγησε σε περιορισμό των παραπάνω φαινομένων και στις δύο κατηγορίες πειραματοζώων. Ακόμη, η αντιπονεκτίνη ενδέχεται να συμμετέχει στην παθοφυσιολογία της αθηροσκλήρωσης. Πειραματικά δεδομένα αποδεικνύουν πως προφυλάσσει από το σχηματισμό νεόπλαστου έσω χιτώνα (neointima) μετά από τραυματισμό των αγγείων (Εικόνα 29). Εικόνα 29. Η προστατευτική δράση της αντιπονεκτίνης στο αγγειακό ενδοθήλιο (Matsuda M et al: Role of adiponectin in preventing vascular stenosis. The missing link of adipo-vascular axis. J Biol Chem. 2002;277(40): ). Επίσης, η αντιπονεκτίνη περιορίζει την αθηρογένεση στην περίπτωση ανεπαρκούς σύνθεσης ApoE απολιποπρωτεΐνης. Οι πειραματικές αυτές παρατηρήσεις συνάδουν με την κλινική παρατήρηση πως χαμηλά επίπεδα αντιπονεκτίνης συσχετίζονται με ανάπτυξη αθηροσκλήρωσης. Αντιθέτως, υψηλά επίπεδα αντιπονεκτίνης πλάσματος σχετίζονται με μειωμένο κίνδυνο εμφράγματος μυοκαρδίου σε άντρες, με ελαττωμένο κίνδυνο στεφανιαίας νόσου σε διαβητικούς ασθενείς, καθώς και με ελαττωμένο κίνδυνο οξέος στεφανιαίου συνδρόμου (Shibata R et al 2005, Okamoto Y et al 2002, Kawano T et al 2005, Schulze MB et al 2005) Ρόλος στο Κεντρικό Νευρικό Σύστημα Παρότι οι υποδοχείς της αντιπονεκτίνης έχουν ευρεία κατανομή στον εγκέφαλο, η κεντρική της δράση τέθηκε σε αμφισβήτηση γιατί η αντιπονεκτίνη δε διέρχεται τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό στα ποντίκια. Παραταύτα, υπάρχουν στοιχεία που συνηγορούν υπέρ κεντρικών δράσεων της αντιπονεκτίνης στο μεταβολισμό της γλυκόζης και στο ενεργειακό ισοζύγιο. Η τριμερής ή χαμηλού μοριακού βάρους αντιπονεκτίνη ανευρίσκεται στο ανθρώπινο ΕΝΥ, όπως και στο ΕΝΥ των τρωκτικών. Επιπλέον, η συγκέντρωση της αντιπονεκτίνης στο ΕΝΥ αυξάνει μετά από ενδοφλέβια έγχυση αντιπονεκτίνης, γεγονός που υποδεικνύει πιθανή μεταφορά διαμέσου του ΑΕΦ. Ακόμη, η ενδοκοιλιακή (στις κοιλίες του [78]

88 εγκεφάλου) χορήγηση αντιπονεκτίνης αυξάνει ισχυρά την κατανάλωση ενέργειας και την οξείδωση λιπαρών οξέων και ελαττώνει το σωματικό βάρος. Επιπλέον, εμφανίζει παρόμοια δράση στον εγκέφαλο με τη λεπτίνη, καθώς διεγείρει την κατανάλωση ενέργειας, ελαττώνει τη γλυκόζη και τα λιπίδια και αυξάνει την έκφραση της CRH (Ahima RS and Lazar MA 2008). Η δράση της αντιπονεκτίνης κατά της παχυσαρκίας ενισχύεται από την ικανότητά της να ελαττώνει το σωματικό βάρος και το λίπος μέσω της οξείδωσης λιπαρών οξέων, όταν χορηγηθεί συστηματικά, αν και υπάρχουν και μελέτες που υποστηρίζουν την αντίθετη δράση της λιποκίνης στον ενεργειακό μεταβολισμό. Έχει αναφερθεί πως η περιφερική έγχυση αντιπονεκτίνης αυξάνει την δραστηριότητα της AMPK στον τοξοειδή πυρήνα μέσω του AdipoR1, με συνέπεια τη διέγερση πρόσληψης τροφής, ελάττωση κατανάλωσης ενέργειας και αύξηση βάρους. Αντίστροφα, η υποθαλαμική ενεργοποίηση της AMPK ήταν περιορισμένη σε ποντίκια με ανεπάρκεια αντιπονεκτίνης και συσχετίστηκε με ελαττωμένη πρόσληψη τροφής, αυξημένη κατανάλωση ενέργειας και λεπτό φαινότυπο. Επιπλέον, η συγκέντρωση αντιπονεκτίνης στο ΕΝΥ αυξάνει μετά από νηστεία και ελαττώνεται μετά από επαναχορήγηση τροφής. Συνολικά, τα παραπάνω στοιχεία υποδεικνύουν πως η αντιπονεκτίνη κεντρικά λειτουργεί πιθανότατα ως σήμα πείνας (Ahima RS and Lazar MA 2008) Πιθανός ρόλος στη ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης Τα χαμηλά επίπεδα αντιπονεκτίνης ορού αποτελούν πιθανό ανεξάρτητο παράγοντα κινδύνου για την ανάπτυξη υπέρτασης, σύμφωνα με πρόσφατη προοπτική μελέτη. Τα επίπεδα αντιπονεκτίνης πλάσματος έχουν βρεθεί ελαττωμένα σε ασθενείς με υπέρταση. Η εξαρτώμενη από το ενδοθήλιο αγγειοδραστικότητα (endothelium-dependent vasoreactivity) είναι επηρεασμένη σε ασθενείς με χαμηλά επίπεδα αντιπονεκτίνης, γεγονός που μπορεί να θεωρηθεί αιτία υπέρτασης στην παχυσαρκία. Σύμφωνα με άλλη μελέτη, τα επίπεδα αντιπονεκτίνης πλάσματος σχετίζονται αντίστροφα με τη βαρύτητα της στεφανιαίας νόσου και την ινσουλινοαντίσταση, αλλά δε συσχετίζονται ισχυρά με τις τιμές της αρτηριακής πίεσης των μη διαβητικών ασθενών (Calabro P and Yeh ET 2007, Chow WS et al 2007, Cesari M et al 2006) Απελίνη Γενικά Η απελίνη (apelin) οφείλει το όνομά της στο ακρωνύμιο APJ-endogenous-ligand, δηλαδή στην ιδιότητά της να διεγείρει τον «ορφανό» ως το 1998 υποδοχέα με 7 διαμεμβρανικές περιοχές APJ, ο οποίος εμφανίζει μεγάλη ομολογία με τον AT1 υποδοχέα της αγγειοτενσίνης II. Η λιποκίνη αρχικά απομονώθηκε ως πεπτίδιο μήκους 36 αμινοξέων, περιεχόμενο σε [79]

89 γαστρικό ομογενοποίημα, αλλά απαντά και με τη μορφή μικρότερων ενεργών πεπτιδίων, μετά από πρωτεολυτική διάσπαση. Η απελίνη εκφράζεται στο κεντρικό νευρικό σύστημα και σε περιφερικούς ιστούς, όπως η καρδιά, οι πνεύμονες και οι μαζικοί αδένες. Μάλιστα, η εκτεταμένη έκφρασή της στους περιφερικούς ιστούς σχετίζεται με τη σύνθεση της απελίνης από τα ενδοθηλιακά κύτταρα των αγγείων (Kleinz MJ and Davenport AP 2004, Tatemoto K et al 1998, Lee DK et al 2000). Τα λιποκύτταρα και το αγγειακό-στρωματικό κλάσμα του λιπώδους ιστού έχουν επίσης αναγνωριστεί ως πηγές σύνθεσης απελίνης. Σε πειραματόζωα δεν εμφανίζεται διαφορά στην έκφρασή της μεταξύ υποδόριου και σπλαχνικού λιπώδους ιστού, ενώ η λιποκίνη εκφράζεται περισσότερο στο λευκό από το φαιό λιπώδη ιστό. Επιπλέον, η σύνθεσή της αυξάνεται κατά τη διαφοροποίηση των προλιποκυττάρων, ενώ εκκρίνεται σε σημαντικά ποσά από τα ώριμα λιποκύτταρα. Επίσης,η έκφραση απελίνης και τα επίπεδά της στο πλάσμα είναι αυξημένα σε μοντέλα παχυσαρκίας με υπερινσουλιναιμία και υπεργλυκαιμία. Το γεγονός αυτό υποδεικνύει την επίδραση της ινσουλίνης στα επίπεδα απελίνης, αλλά και τη σπουδαιότητα του λιπώδους ιστού ως πηγή της απελίνης πλάσματος (Boucher J et al 2005). Οι συγκεντρώσεις απελίνης στο πλάσμα μέτρια παχύσαρκων (BMI: kg/m 2 ) σε σχέση με μη παχύσαρκους μάρτυρες (BMI: kg/m 2 ) είναι περίπου διπλάσιες, ενώ σε περίπτωση νοσηρής παχυσαρκίας (BMI: 48±1 kg/m 2 ), τα επίπεδα απελίνης πλάσματος σχεδόν πενταπλασιάζονται. Επομένως, η απελίνη αποτελεί λιποκίνη που παράγεται σε σημαντικές ποσότητες από το λιπώδη ιστό Υποδοχείς σηματοδότηση Ο υποδοχέας της απελίνης είναι ο APJ, μια πρωτεΐνη, υποδοχέας συνδεόμενος με G- πρωτεΐνες (GPCR), που αποτελείται από 380 αμινοξέα, με στενή σχέση προς τον ΑΤ-1 υποδοχέα της αγγειοτενσίνης II, καθώς μοιράζονται 115 αμινοξέα (30%), ενώ εμφανίζουν ομολογία σε 86 αμινοξέα (54%) της διαμεμβρανικής περιοχής τους (O Dowd BF et al 1993). Παρά την ομολογία του APJ με τον ΑΤ-1, η αγγειοτενσίνη II δε συνδέεται στον APJ. Το πρόσδεμα του υποδοχέα είναι η απελίνη, ένα πεπτίδιο 36 αμινοξέων που απομονώθηκε από ομογενοποίημα βοείου στομάχου και ενεργοποιεί κύτταρα ωοθηκών κινέζικου χοιριδίου [chinese hamster ovary (CHO) cells] που εκφράζουν τεχνητά τον υποδοχέα της απελίνης (Tatemoto K et al 1998). Το πεπτίδιο αναστέλλει την επαγόμενη από τη forskolin παραγωγή camp σε κύτταρα που εκφράζουν τον APJ (Habata et al 1999), υποδεικνύοντας ότι ο υποδοχέας της απελίνης δρα μέσω ανασταλτικών G-πρωτεϊνών (Gi). Η ενεργοποίηση του APJ επίσης μεσολαβεί την Ras-ανεξάρτητη ενεργοποίηση των εξωκυττάρια ρυθμιζόμενων κινασών [extracellular-regulated kinases (ERKs)] μέσω της πρωτεϊνικής κινάσης C (PKC). Η σύνδεση της απελίνης στον APJ δεν επηρεάζει μόνο ενδοκυττάρια μονοπάτια μεταγωγής σήματος, αλλά [80]

90 προκαλεί και ενδοκυττάρωση του υποδοχέα, τόσο υπό την επίδραση της απελίνης-13, όσο και της απελίνης-36 (Reaux A et al 2001, Zhou N et al 2003). Όπως συμβαίνει και με άλλους υποδοχείς συνδεόμενους με G-πρωτεΐνες, η υπερβολική ενεργοποίηση του APJ από το αντίστοιχο ενδογενές πρόσδεμα οδηγεί σε μειωμένη ανταπόκριση του κυττάρου στο πρόσδεμα ως εξωγενές ερέθισμα. Πάντως, η ανακύκλωση του υποδοχέα στην κυτταρική επιφάνεια μετά από την ενδοκυττάρωσή του διαρκεί λιγότερο από 60 λεπτά μετά την επίδραση απελίνης-13, ενώ η ενδοκυττάρωση υπό την επίδραση απελίνης-36 διαρκεί πολύ περισσότερο (Zhou N et al 2003). Ένα ακόμη χαρακτηριστικό του APJ είναι ότι αποτελεί συνυποδοχέα για τον ιό της ανοσοανεπάρκειας του ανθρώπου και άλλων πρωτευόντων (Choe H et al 1998, Edinger AL et al 1998). Σήμερα είναι γνωστό ότι η απελίνη μπορεί να ενεργοποιήσει ποικίλα σηματοδοτικά μονοπάτια, με αντίστοιχα πολλές δράσεις (Εικόνα 30) (Yu XH 2014). Εικόνα 30. Σχηματική απεικόνιση των σηματοδοτικών μονοπατιών που ενεργοποεί η απελίνη μέσω του APJ (Yu XH et al: Apelin and its receptor APJ in cardiovascular diseases. Clin Chim Acta 2014;428C:1-8) Φυσιολογικός ρόλος Ρόλος στη ρύθμιση της καρδιαγγειακής λειτουργίας Η απελίνη εμφανίζει ισχυρή αγγειοδιασταλτική δράση, ισχυρότερη από τους ανταγωνιστές ασβεστίου, τη νιτρογλυκερίνη και την υδραλαζίνη. Επομένως, η λιποκίνη έχει υποτασικό αποτέλεσμα, κυρίως προκαλώντας φλεβοδιαστολή και ελαττώνοντας το προφορτίο και λιγότερο προκαλώντας διαστολή των αρτηριδίων και ελάττωση των περιφερικών αντιστάσεων. Το υποτασικό αποτέλεσμα της απελίνης οφείλεται σε φωσφορυλίωση της enos (ενδοθηλιακή συνθάση του NO) από την PKB/Akt και αύξηση της [81]

91 παραγωγής NO από το ενδοθήλιο. Αντίθετα, άμεση επίδραση της λιποκίνης στα λεία μυικά (Ishida J et al 2004, Cheng X et al 2003, Tatemoto κύτταρα του αγγειακού τοιχώματος προκαλεί αγγειοσύσπαση K et al 2001). Σημαντικές παρατηρήσεις έχουν οδηγήσει στην πεποίθηση πως η απελίνη κατέχει ρυθμιστικό ρόλο στη διαδικασία της αγγειογένεσης. Η υψηλή έκφρασή της απελίνης στο ενδοθήλιο των εμβρυικών αγγείων και η αύξηση της έκφρασης του APJ μόνο κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης των αγγείων συνηγορούν υπέρ ενός ρόλου της λιποκίνης στην αγγειογένεση (Εικόνα 31). Τέλος, έχει βρεθεί πως η απελίνη-13 επάγει τον πολλαπλασιασμό των ενδοθηλιακών κυττάρων της ομφαλικής φλέβας μέσω σηματοδοτικής οδού που περιλαμβάνει την PI3K, την PKB/Akt, την PKC και τις ERK κινάσες (Masri B et al 2004). Εικόνα 31. Φυσιολογικές καρδιαγγειακές δράσεις του απελινεργικού συστήματος (Yu XH et al: Apelin and its receptor APJ in cardiovascular diseases. Clin Chim Acta 2014;428C:1-8). Η απελίνη κατατάσσεται μεταξύ των ουσιών με την ισχυρότερη θετική ινότροπη δράση. Αντίθετα με την αγγειακή της δράση, η αύξηση της συσταλτότητας του μυοκαρδίου δε μεσολαβείται από το NO. Πιθανόν το μονοπάτι της συγκεκριμένης δράσης περιλαμβάνει τις PKC (protein kinase C) και PLC (phospholipase C). Παρά την αύξηση της συσταλτότητας του μυοκαρδίου, η απελίνη δεν έχει σημαντική επίδραση στην καρδιακή παροχή, ίσως λόγω της ελάττωσης του προφορτίου που προκαλεί με τη φλεβοδιαστολή. Πάντως, η θετική ινότροπη δράση διατηρείται σε χρόνια χορήγηση της απελίνης, ενώ η αγγειοδιασταλτική της δράση φθίνει με την πάροδο του χρόνου. Επιπλέον, η απελίνη και ο APJ ελαττώνονται στο μυοκάρδιο όταν αυξάνεται το μηχανικό φορτίο, ενώ φαίνεται πως το σύστημα απελίνης-apj είναι σημαντικό για την αντιρρόπηση της καρδιακής ανεπάρκειας. Οι δύο πρωτεΐνες υπερεκφράζονται στο ανεπαρκούν μυοκάρδιο στα αρχικά στάδια καρδιακής ανεπάρκειας (I- [82]

92 II κατά NYHA), ενώ η έκφρασή τους ελαττώνεται σε επίπεδα παρόμοια με του φυσιολογικού μυοκαρδίου σε προχωρημένα στάδια (III-IV κατά NYHA), υποδεικνύοντας πιθανό ρόλο του (Ashley EA et al 2005, συστήματος στη βελτίωση της συσταλτότητας του ανεπαρκούντος μυοκαρδίου Földes G et al 2003) Ρόλος στη ρύθμιση του ενεργειακού ισοζυγίου Πιθανός ρόλος της απελίνης είναι η ρύθμιση της πρόσληψης τροφής. Παρότι τα αποτελέσματα των ερευνών είναι αντικρουόμενα, πιθανολογείται μια κεντρική ανορεκτική δράση της απελίνης. Επομένως, θεωρείται πως η λιποκίνη αυτή αποτελεί ένα επιπλέον σήμα αυξημένης μάζας του λιπώδους ιστού, με σκοπό την ελάττωση της πρόσληψης τροφής, όπως η λεπτίνη και η ινσουλίνη. Οι ομοιότητες της απελίνης με τη λεπτίνη δεν περιορίζονται σε αυτή τη δράση. Οι δύο λιποκίνες αυξάνουν τη θερμοκρασία του σώματος και την κινητική δραστηριότητα, δράσεις που σε συνδυασμό με την ελαττωμένη πρόσληψη τροφής συμβάλλουν στο αρνητικό ενεργειακό ισοζύγιο. Τέλος, η απελίνη αναστέλλει την επαγόμενη (Boucher J et al 2005, Heinonen MV από τη γλυκόζη έκκριση ινσουλίνης, όπως συμβαίνει και με τη λεπτίνη et al 2005, Jászberényi M et al 2004, Sörhede Winzell M et al 2005) Χεμερίνη Γενικά Το 1997 αναγνωρίστηκε το cdna του γονιδίου TIG2 (tazarotene-induced gene), που η έκφρασή του αυξάνεται υπό την επίδραση του αντιψωριασικού συνθετικού ρετινοειδούς tazarotene. Το γονίδιο αυτό θεωρήθηκε ότι κωδικοποιούσε πιθανή πρωτεΐνη 164 αμινοξέων. Η έκφρασή του επάγεται σε κερατινοκύτταρα και ινοβλάστες μόνο όταν σχηματίζουν τρισδιάστατη δομή και όχι σε πρωτογενείς καλλιέργειες (Nagpal S et al 1997). Το 2003 χαρακτηρίζεται η χεμερίνη - chemerin - (γνωστή μέχρι τότε ως TIG2) ως χημειοτακτική πρωτεΐνη που δρα μέσω του ChemR23 υποδοχέα και απαντά σε αφθονία σε ανθρώπινα φλεγμονώδη υγρά. Η χεμερίνη εκκρίνεται ως πρόδρομο μόριο με χαμηλή βιολογική δραστικότητα και η πρωτεολυτική διάσπαση του καρβοξυτελικού της άκρου (αφαίρεση 6-7 αμινοξέων) τη μετατρέπει σε ισχυρό αγωνιστή του ChemR23. Εμφανίζεται ως ισχυρή χημειοτακτική πρωτεΐνη που απαιτεί πρωτεολυτική διάσπαση (Wittamer V et al 2003, Parmentier M and Detheux M και είναι ειδική για τα αντιγονοπαρουσιαστικά κύτταρα 2006). Το εννεαπεπτίδιο chemerin-9 ( ) προς την καρβοξυτελική περιοχή της χεμερίνης διατηρεί ισχυρή ικανότητα σύνδεσης με τον υποδοχέα και είναι σχεδόν εξίσου δραστικό με το ολικού μήκους πεπτίδιο (Wittamer V et al 2004). [83]

93 Υποδοχείς σηματοδότηση Μοναδικός βιολογικά δραστικός υποδοχέας της χεμερίνης είναι ο συνδεόμενος με G- πρωτεΐνες CMKLR-1 ή ChemR23. Το 1996 κλωνοποιήθηκε το ανθρώπινο γονίδιο CMKLR1 (chemokine-like receptor-1), που παρουσίαζε μεγάλη ομολογία (αλληλουχίας και δομική) με τους GPCRs υποδοχείς χημειοκινών. Το mrna του εκφράζεται σε πολλούς ιστούς που (Gantz I et al 1996, Parmentier M and Detheux M σχετίζονται με την αιμοποίηση και την ανοσιακή λειτουργία 2006). To 1998 γίνεται η κλωνοποίηση ανθρώπινου γονιδίου που κωδικοποιεί ορφανό GPCR υποδοχέα (ChemR23), σχετιζόμενο με τους υποδοχείς C3a, C5a και υποοικογένειες υποδοχέων χημειοκινών. Άφθονα μετάγραφά του απαντούν σε δενδριτικά κύτταρα προερχόμενα από μονοκύτταρα και σε μακροφάγα. Παρατηρείται χαμηλότερη έκφραση σε CD4 + T-λεμφοκύτταρα, ενώ η χαρτογράφηση το τοποθετεί στην 12q περιοχή του μακρού σκέλους του ανθρώπινου χρωμοσώματος 12 (Samson M et al 1998). Διαπιστώνεται πως ο ChemR23 χρησιμεύει ως συν-υποδοχέας για την προσβολή από ορισμένα στελέχη SIV (simian immunodeficiency virus) και ενός στελέχους HIV-1 (human immunodeficiency virus), ενώ αποτελεί πιθανό υποδοχέα χημειοτακτικών ουσιών ειδικό για αντιγονοπαρουσιαστικά κύτταρα (Samson M et al 1998, Parmentier M and Detheux M 2006). Η ενεργοποίηση του υποδοχέα οδηγεί σε αύξηση του ενδοκυττάριου ασβεστίου, αναστολή της συσσώρευσης camp και φωσφορυλίωση της p44/42 MAPK (Goralski KB et al 2007). Πρόσφατα έχει περιγραφεί η δυνατότητα του CCRL2 των μαστοκυττάρων να συνδέει τη χεμερίνη, χωρίς να εκκινεί ενδοκυττάριο σηματοδοτικό μονοπάτι, ούτε ενδοκυττάρωση του προσδέματος. Αντίθετα, αυξάνει την τοπική συγκέντρωση της χημειοκίνης και ενισχύει τη φλεγμονώδη δράση της, καθώς αυτή σηματοδοτεί δια του CMKLR1 υποδοχέα (Zabel BA et al 2008). Τέλος, λίγα στοιχεία υπάρχουν για τη δράση του GPR1 ως υποδοχέα της χεμερίνης. Ο GPR1 είναι ένας υποδοχέας συνδεόμενος με G-πρωτεΐνες, με δομική συγγένεια με τον CMKLR1, που συνδέει τη χεμερίνη, ενδοκυτταρώνεται, αλλά δεν προκαλεί σημαντική σηματοδότηση. Τα χαρακτηριστικά αυτά τον καθιστούν πιθανό υποδοχέα-δόλωμα, που απλά ρυθμίζει τη (Barnea G et al 2008, δράση της χεμερίνης, μη επιτρέποντας τη σύνδεση με τον CMKLR1 (Εικόνα 32) Bondue B et al 2011). [84]

94 Εικόνα 32. Χαρακτηριστικά και δράσεις των 3 υποδοχέων που συνδέουν τη χεμερίνη [Bondue B et al: Chemerin and its receptors in leukocyte trafficking, inflammation and metabolism. Cytokine Growth Factor Rev 2011;22(5-6):331-8] Φυσιολογικός ρόλος Ρόλος στη ρύθμιση της φλεγμονής Αρχικά παρατηρήθηκε ότι τα πλασματοκυτταρικά δενδριτικά κύτταρα (pdc) διακρίνονταν για την έκφραση του CMKLR1 και τη χημειοταξία στη χεμερίνη, σε αντίθεση με τα μυελοειδή δενδριτικά κύτταρα, τα λεμφοκύτταρα, τα μονοκύτταρα, τα ουδετερόφιλα και τα ηωσινόφιλα ex vivo. Πιθανώς αυτή η ιδιότητα παρέχει ένα μηχανισμό για τη συμμετοχή των κυττάρων αυτών (pdc) στη ρύθμιση φλεγμονωδών αντιδράσεων σε σημεία αιμορραγίας ή δραστηριότητας φλεγμονωδών πρωτεασών (λόγω της ανάγκης πρωτεολυτικής διάσπασης της χεμερίνης για να δράσει) (Zabel BA et al 2005b). H καθεψίνη G και η ελαστάση των ουδετερόφιλων αναγνωρίζονται ως πρωτεάσες που ενεργοποιούν την προ-χεμερίνη. Η δράση των ενζύμων παράγει δύο διαφορετικές δραστικές μορφές χεμερίνης που διαφέρουν μόνο κατά ένα αμινοξύ στο καρβοξυτελικό τους άκρο. Η παραγωγή δραστικής χεμερίνης μπορεί να λαμβάνει χώρα κατά τα πρώιμα στάδια της φλεγμονής και πιθανώς να αποτελεί σύνδεσμο μεταξύ της φυσικής και της επίκτητης ανοσίας (Wittamer V et al 2005). Οι πρωτεάσες σερίνης, όπως είναι ο παράγοντας XIIa και η πλασμίνη των καταρρακτών πήξης και ινωδόλυσης, η ελαστάση και η καθεψίνη G των κοκκίων των ενεργοποιημένων ουδετερόφιλων και η τρυπτάση των μαστοκυττάρων αποτελούν ισχυρούς ενεργοποιητές της χεμερίνης. Η ενεργοποίηση της χεμερίνης από τους καταρράκτες των πρωτεασών σερίνης πιθανότατα κατευθύνει τα θετικά στον CMKLR1 πλασματοκυτταρικά ΔΚ και μακροφάγα σε στείρες περιοχές με ιστική βλάβη, αλλά και σε περιοχές φλεγμονής, λοιμώδους ή αλλεργικής αιτιολογίας (Zabel BA et al 2005a). [85]

95 Βέβαια, στη συνέχεια βρέθηκε ότι ο ChemR23 εκφράζεται σε ενεργοποιημένα μακροφάγα, αλλά και σε δενδριτικά κύτταρα που προέρχονται από μονοκύτταρα και σε πλασματοκυτταρικά δενδριτικά κύτταρα. Έτσι, η χεμερίνη επάγει τη μετανάστευση των πλασματοκυτταρικών και μυελοειδών δενδριτικών κυττάρων διαμέσου μονοστιβάδας ενδοθηλιακών κυττάρων. Επιπλέον, η χεμερίνη βρέθηκε να εκφράζεται στην προς τον αυλό επιφάνεια των φλεβιδίων με υψηλό ενδοθήλιο στα δευτερεύοντα λεμφοειδή όργανα και στα ενδοθηλιακά κύτταρα του χορίου σε δερματικές βλάβες συστηματικού ερυθηματώδους λύκου. Τα θετικά στη χεμερίνη ενδοθηλιακά κύτταρα περιβάλλονται από θετικά στον (Vermi W et al 2005, Kim CH 2005, Parmentier M and Detheux M ChemR23 πλασματοκυτταρικά δενδριτικά κύτταρα 2006). Το 2006 αναφέρεται η έκφραση του CMKLR1 στα μακροφάγα μυών και ανθρώπων, όπως και η καταστολή της έκφρασης του mcmklr1 από φλεγμονώδεις κυτταροκίνες και η επαγωγή του από τον TGF-β. Έτσι, θεωρήθηκε η ύπαρξη πιθανού ρυθμιστικού ρόλου του συστήματος chemerin-cmklr1 στη φύση των ανοσολογικών αντιδράσεων όπου συμμετέχουν τα μακροφάγα (Zabel BA et al 2006). Μία ενδιαφέρουσα παρατήρηση αποτελεί ότι η πρωτεάση κυστεΐνης Staphopain-B που παράγεται από το χρυσίζοντα σταφυλόκοκκο είναι ικανή να ενεργοποιήσει τη χεμερίνη. Η Staphopain-B μπορεί να συμβάλλει στη στρατολόγηση εξειδικευμένων κυττάρων του ανοσοποιητικού του ξενιστή (όπως τα ανοσορρυθμιστικά δενδριτικά κύτταρα και τα μακροφάγα) και στην ικανότητα του S. aureus να προξενεί χρόνιες φλεγμονώδεις αντιδράσεις (Kulig P et al 2007). Τα κύτταρα φυσικοί φονείς (NK) φαίνεται πως εκφράζουν ειδικά τον ChemR23. Η καταστολή της έκφρασης του ChemR23 σε καλλιέργειες NK-cells από τις IL-2 και IL-15 αναστέλλει την προκαλούμενη από τη χεμερίνη μετανάστευση των κυττάρων. Επίσης, έχει ανευρεθεί έκφραση χεμερίνης σε ενδοθήλιο φλεγμαίνοντος χορίου και συνεντόπιση θετικών για ChemR23 ΝΚ κυττάρων και δενδριτικών κυττάρων σε παθολογικούς περιφερικούς ιστούς (Parolini S et al 2007). Σε πρόσφατη μελέτη του CMKLR-1 σε πειραματικό μοντέλο πολλαπλής σκλήρυνσης (πειραματική αυτοάνοση εγκεφαλομυελίτιδα), ο υποδοχέας βρέθηκε να εκφράζεται σε μικρογλοιακά κύτταρα και μυελοειδή δενδριτικά κύτταρα που διηθούν το ΚΝΣ. Επιπλέον, η χεμερίνη βρέθηκε αυξημένη στο ΚΝΣ ποντικών με πειραματική εγκεφαλομυελίτιδα. Τα αποτελέσματα συνηγορούν υπέρ συμμετοχής του CMKLR1 τόσο στη φάση της επαγωγής, όσο και στη δραστική φάση της νόσου. Πιθανώς, ο CMKLR1 να αποτελεί θεραπευτικό στόχο στην [86]

96 πολλαπλή σκλήρυνση, καθώς συμμετέχει στους φλεγμονώδεις μηχανισμούς της αυτοάνοσης εγκεφαλομυελίτιδας (Graham KL et al 2009). Έχει αναφερθεί ότι σε μύες η χεμερίνη και ορισμένα πεπτίδια που διατηρούν το καρβοξυτελικό της άκρο εμφανίζουν παραδόξως και αντιφλεγμονώδη δράση. Έτσι βρέθηκε ότι η chemerin-15 (A140-A154) αναστέλλει την ενεργοποίηση των μακροφάγων και έχει μειωμένη χημειοτακτική δράση. Επίσης, σε μύες το πεπτίδιο αυτό εμφανίζει αντιφλεγμονώδη, προστατευτική από προκλητή περιτονίτιδα δράση, που μεσολαβείται από τον υποδοχέα ChemR23 (Cash JL et al 2008). Από την άλλη πλευρά, η χεμερίνη έχει βρεθεί αυξημένη σε ασθενείς με ιδιοπαθή φλεγμονώδη νόσο του εντέρου σε σχέση με υγιείς. Επιπλέον, εμφανίζει διαφορές όχι μόνο μεταξύ ελκώδους κολίτιδας και νόσου Crohn, αλλά και σε σχέση με την ύφεση ή έξαρση της νόσου και τη λήψη αγωγής. Τέλος, οι γυναίκες με ελκώδη κολίτιδα έχουν υψηλότερα επίπεδα χεμερίνης σε σχέση με τους άνδρες ασθενείς. Τα ευρήματα υποδεικνύουν πιθανό ρυθμιστικό ρόλο της χεμερίνης στην εντερική φλεγμονή, που εν μέρει εξαρτάται από το φύλο και μπορεί να σχετίζεται με τη διαφορετική παθογένεια της ελκώδους κολίτιδας και της νόσου του Crohn (Weigert J et al 2010) Ρόλος στη λειτουργία του λιπώδους ιστού Η πρώτη αναφορά έκφρασης της χεμερίνης και του CMKLR1 στο λευκό λιπώδη ιστό μυών και ανθρώπων έγινε το 2007 από τους Goralski και συνεργάτες. Επίσης παρατηρήθηκε αυξημένη έκφραση χεμερίνης-cmklr1 στον καστανό λιπώδη ιστό παχύσαρκων (ob/ob) έναντι λεπτών μυών. Στους μύες, το mrna της χεμερίνης εκφράζεται σε υψηλά επίπεδα όχι μόνο στο λευκό λιπώδη ιστό, αλλά και στο ήπαρ, στον πλακούντα, και σε μέτρια επίπεδα στην ωοθήκη. Όσον αφορά στα επίπεδα mrna του CMKLR1 στους μύες, ήταν υψηλά στο λευκό λιπώδη ιστό και μέτρια στην καρδιά, στον πνεύμονα και στον πλακούντα. Βέβαια, πρέπει να σημειωθεί ότι στους μύες τα επίπεδα χεμερίνης και CMKLR1 ήταν παρόμοια στο σπλαχνικό και στον υποδόριο λιπώδη ιστό, ενώ στο σπλαχνικό λιπώδη ιστό, τα επίπεδα chemerin-cmklr1 ήταν διπλάσια στα λιποκύτταρα σε σχέση με τα κύτταρα του στρώματος. Επίσης, η έκφραση της χεμερίνης και του CMKLR1 βρέθηκε να αυξάνει κατά τη διαφοροποίηση των λιποκυττάρων. Η χεμερίνη που παράγεται από τα λιποκύτταρα μπορεί να δρα ως ρυθμιστής της στρατολόγησης κυττάρων που εκφράζουν τον CMKLR1 στο λιπώδη ιστό σε καταστάσεις τοπικής φλεγμονής, όπως στην παχυσαρκία. Έτσι η χεμερίνη διεγείρει τη χημειοταξία μακροφάγων και δενδριτικών κυττάρων που εκφράζουν τον υποδοχέα και ενδεχομένως [87]

97 συμβάλλει στη μετακίνησή τους σε σημεία φλεγμονής. Καταστολή της έκφρασης χεμερίνης σε ώριμα λιποκύτταρα οδηγεί σε ελάττωση της έκφρασης περιλιπίνης, GLUT4, αντιπονεκτίνης, λεπτίνης (Εικόνα 33) (Goralski KB et al 2007). Η χεμερίνη και ο CMKLR1 εκφράζονται σε υψηλότερα επίπεδα σε παχύσαρκα διαβητικά πειραματόζωα (Psammomys obesus) σε σχέση με λεπτά νορμογλυκαιμικά. Η έκφραση χεμερίνης και CMKLR1 στο λιπώδη ιστό των πειραματοζώων συσχετίζεται θετικά με το βάρος σώματος, τη γλυκόζη αίματος νηστείας και τα επίπεδα ινσουλίνης πλάσματος νηστείας. Σε καλλιέργειες 3T3-L1 λιποκυττάρων η χεμερίνη υφίσταται προς τα πάνω ρύθμιση (upregulation) κατά τη διαφοροποίηση, ενώ ο CMKLR1 προς τα κάτω ρύθμιση (downregulation) κατά τη διαφοροποίηση των λιποκυττάρων (Bozaoglu K et al 2007). Εικόνα 33. Οι βιολογικές δράσεις της χεμερίνης και του CMKLR1 στο λιπώδη ιστό (Goralski KB et al: Chemerin, a novel adipokine that regulates adipogenesis and adipocyte metabolism. J Biol Chem. 2007;282(38): ). Στον άνθρωπο, τα επίπεδα χεμερίνης πλάσματος δεν έχουν βρεθεί να διαφέρουν σημαντικά μεταξύ διαβητικών και μη διαβητικών. Σε άτομα με φυσιολογική ανοχή στη γλυκόζη, τα επίπεδα χεμερίνης είναι υψηλότερα στους παχύσαρκους. Η έκφραση της χεμερίνης είναι υψηλότερη σε γυναίκες και αυξάνει με την ηλικία. Τα επίπεδα χεμερίνης πλάσματος σχετίζονται θετικά με την αρτηριακή πίεση και τα τριγλυκερίδια πλάσματος (Bozaoglu K et al 2007). Επίσης έχει μελετηθεί η δράση της χεμερίνης και των υποδοχέων CMKLR1 και CCLR2 σε πολυδύναμα κύτταρα του στρώματος του μυελού των οστών [bone marrow stromal cells (BMSCs)]. Τα κύτταρα αυτά μπορούν να διαφοροποιηθούν τόσο σε οστεοβλάστες όσο και σε λιποκύτταρα, που δε συμμετέχουν άμεσα στο σχηματισμό οστού, αλλά μπορούν να επηρεάσουν την οστική αναδιαμόρφωση μέσω της απελευθέρωσης βιοδραστικών σηματοδοτικών μορίων. Τα δεδομένα της μελέτης υποστηρίζουν πιθανό ρόλο της σηματοδότησης chemerin/cmklr1 στη ρύθμιση της adipogenesis (ωρίμανσης [88]

98 λιποκυττάρων) και της οστεοβλαστογένεσης από προγονικά κύτταρα του μυελού των οστών (Muruganandan S et al 2010) Ρόλος στην ινσουλινοευαισθησία Έχει βρεθεί σε μελέτη με 3T3-L1 λιποκύτταρα ότι η χεμερίνη ενισχύει τη διεγειρόμενη από την ινσουλίνη πρόσληψη γλυκόζης, παράλληλα με την ενίσχυση της σηματοδότησης της ινσουλίνης στα κύτταρα αυτά (αύξηση φωσφορυλίωσης IRS) (Takahashi M et al 2008). Αντίθετα αποτελέσματα προκύπτουν από μελέτη σε παχύσαρκους και λεπτούς ανθρώπους, όπου η έκκριση της χεμερίνης είχε στατιστικά σημαντική θετική συσχέτιση με τα επίπεδα του TNF-α, ο οποίος σχετίζεται με ινσουλινοαντίσταση. Ο λιπώδης ιστός των παχύσαρκων παρήγαγε και εξέκρινε περισσότερη χεμερίνη από τους λεπτούς, ενώ η απελευθέρωση χεμερίνης συσχετίστηκε θετικά με τους δείκτες BMI, WHR και τον όγκο των λιποκυττάρων. Επίσης, η υψηλότερη έκκριση χεμερίνης σχετίστηκε με την ινσουλινοαντίσταση στο επίπεδο της λιπογένεσης και της επαγόμενης από την ινσουλίνη αντιλιπόλυσης στα λιποκύτταρα. Έτσι, στη συγκεκριμένη μελέτη βρέθηκε η χεμερίνη να επάγει ινσουλινοαντίσταση στους σκελετικούς μύες στο επίπεδο του insulin receptor substrate 1 (IRS-1), της φωσφορυλίωσης της Akt και της κινάσης-3 της συνθάσης του γλυκογόνου (glycogen synthase kinase 3), καθώς και της πρόσληψης γλυκόζης. Επιπλέον, η χεμερίνη βρέθηκε να ενεργοποιεί την p38 mitogen-activated protein kinase (p38mapk), τον nuclear factor-kappab (NF-kΒ) και την extracellular signal-regulated kinase (ERK)-1/2. Βέβαια, η αναστολή της ERK περιόριζε την επαγόμενη από τη χεμερίνη ινσουλινοαντίσταση, γεγονός που υποδεικνύει πιθανή συμμετοχή του μονοπατιού αυτού στη δράση της χεμερίνης. Συνεπώς, η έκκριση χεμερίνης από τα λιποκύτταρα μπορεί να εμπλέκεται στην αρνητική συνομιλία (negative cross-talk) μεταξύ του λιπώδους ιστού και των σκελετικών μυών που συμβάλλει στην αρνητική σχέση μεταξύ της παχυσαρκίας και της ευαισθησίας στην ινσουλίνη (Sell H et al 2009). [89]

99 [90]

100 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ [91]

101 [92]

102 1. Σκοπός της μελέτης Ο λιπώδης ιστός θεωρούνταν επί μακρόν ένα αδρανές όργανο, που χρησιμεύει ως και ως αποθήκη ενέργειας και προσφέρει μόνωση από το περιβάλλον. Ο ρόλος αυτός αναθεωρήθηκε τις δύο τελευταίες δεκαετίες, με την ανακάλυψη πως ο λιπώδης ιστός αποτελεί ενεργό πηγή πεπτιδίων, που ονομάζονται λιποκίνες. Οι λιποκίνες αποτελούν μία ετερογενή ομάδα ουσιών με αυτοκρινείς, παρακρινείς και ενδοκρινείς δράσεις, που εμπλέκονται, μεταξύ άλλων, στην παθογένεια του μεταβολικού συνδρόμου και της καρδιαγγειακής νόσου. Κατά συνέπεια, ο λιπώδης ιστός σήμερα θεωρείται, δικαίως, ενδοκρινές όργανο, με λειτουργίες που συνεχώς επλουτίζονται. Αυξανόμενο είναι το ερευνητικό ενδιαφέρον για τα διαμερίσματα του περιαγγειακού λιπώδους ιστού (όπως ο περιστεφανιαίος επικαρδιακός). Λόγω της εγγύτητας στο αγγειακό τοίχωμα, φαίνεται πως ο περιαγγειακός λιπώδης ιστός συμμετέχει ενεργά στη ρύθμιση των φυσιολογικών λειτουργιών των αγγείων και ενδεχομένως και σε παθολογικές διεργασίες, συμπεριλαμβανόμενης της αθηροσκλήρωσης. Οι λιποκίνες εμπλέκονται στην παθογένεια της αθηροσκλήρωσης επηρεάζοντας την αγγειακή λειτουργία και συμμετέχοντας στις φλεγμονώδεις διεργασίες. Η αντιπονεκτίνη είναι γνωστή για τις αντιαθηρογόνες ιδιότητές της, βελτιώνοντας την ενδοθηλιακή λειτουργία και ασκώντας αντιφλεγμονώδη δράση, με την Τ-καντχερίνη να αποτελεί πιθανό υποδοχέα-μεσολαβητή των δράσεών της, εκτός από τους γνωστούς AdipoR1 και AdipoR2 υποδοχείς της. Αντίστοιχα, το απελινεργικό σύστημα κέντρισε το ερευνητικό ενδιαφέρον, λόγω της ομολογίας του APJ με τον υποδοχέα AT-1 της αγγειοτενσίνης-ιι και φαίνεται πως αποτελεί σημαντικό μεσολαβητή ποικίλων καρδιαγγειακών λειτουργιών. Τέλος, η χεμερίνη αποτελεί λιποκίνη με χημειοτακτικές ιδιότητες, με μόνο βιολογικά δραστικό υποδοχέα τον CMKLR1. Η δράση της στη φλεγμονή την καθιστά ενδιαφέρον μόριο για μελέτη σε καταστάσεις που εμπλέκουν φλεγμονώδεις διεργασίες, όπως η αθηροσκλήρωση. Η μελέτη της in situ έκφρασης λιποκινών στον περιαγγειακό λιπώδη ιστό ανθρώπου αποτελεί αντικείμενο συστηματικής έρευνας μόνο κατά την τελευταία δεκαετία. Μάλιστα ελάχιστες μελέτες εξετάζουν ταυτόχρονα περισσότερες της μιας (συνήθως περιστεφανιαίας) αποθήκες περιαγγειακού λίπους ή και την παρουσία υποδοχέων των λιποκινών στα αντίστοιχα αγγεία. Η έκφραση της αντιπονεκτίνης σε περιαγγειακό λίπος και της Τ- καντχερίνης σε ανθρώπινα αγγεία είχαν περιγραφεί, χωρίς όμως η Τ-καντχερίνη να έχει εξεταστεί εκτενώς σε συσχέτιση με την αντιπονεκτίνη, ως πιθανός μεσολαβητής των δράσεών της. Επιπλέον, είναι γνωστή η έκφραση του απελινεργικού συστήματος σε [93]

103 ανθρώπινα αγγεία, με περιορισμένα όμως δεδομένα που να τη συσχετίζουν με την αθηροσκλήρωση. Τέλος, κατά την έναρξη της εργασίας μας δεν υπήρχε μελέτη που να συσχετίζει την περιαγγειακή έκφραση χεμερίνης με την αθηροσκλήρωση, ενώ ακόμη και σήμερα περιορισμένα είναι τα δεδομένα για την έκφραση του συστήματος χεμερίνης/cmklr1 σε ανθρώπινα αγγεία με αθηροσκληρωτικές αλλοιώσεις. Συνολικά, μέχρι τώρα δεν υπάρχει συστηματική μελέτη που να εξετάζει ταυτόχρονα, συγκριτικά και in situ την έκφραση αντιπονεκτίνης/τ-καντχερίνης, απελίνης/apj και χεμερίνης/cmklr1 σε ανθρώπινες αρτηρίες και περιαγγειακό λιπώδη ιστό σε σχέση με τη βαρύτητα των αθηρωματικών βλαβών. Στα πλαίσια αυτά, σκοπός της ερευνητικής μας εργασίας ήταν η μελέτη του προφίλ έκφρασης λιποκινών με γνωστές δράσεις στο καρδιαγγειακό σύστημα, όπως η αντιπονεκτίνη και η απελίνη, αλλά και πιθανές καρδιαγγειακές δράσεις, όπως η χεμερίνη, σε συνδυασμό με την έκφραση των υποδοχέων τους, Τ-καντχερίνης, APJ και CMKLR1, αντίστοιχα, σε δύο ξεχωριστές περιαγγειακές αποθήκες λίπους, τον περιαορτικό και περιστεφανιαίο επικαρδιακό λιπώδη ιστό και το παρακείμενο αρτηριακό τοίχωμα. Επίσης, μελετήθηκε η συσχέτιση της έκφρασης των παραπάνω λιποκινών και των υποδοχέων τους με την αθηροσκλήρωση στην αορτή και στην αριστερή στεφανιαία αρτηρία. Τέλος, συσχετίστηκε η έκφραση των λιποκινών και των υποδοχέων τους με κλινικές παραμέτρους, όπως ο δείκτης μάζας σώματος (BMI), η υπέρταση και το οξύ στεφανιαίο σύνδρομο ως αιτία θανάτου. [94]

104 2. Υλικό Η παρούσα μελέτη έλαβε έγκριση από την Επιτροπή Έρευνας και Βιοηθικής και την Επιστημονική Επιτροπή του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου Πατρών. Χρησιμοποιήθηκε ανθρώπινο νεκροτομικό υλικό από 40 περιπτώσεις (36 άνδρες και 4 γυναίκες). Με βάση τα στοιχεία από τη νεκροτομή, η μέση ηλικία ήταν τα 44,5 έτη (εύρος έτη) και ο μέσος δείκτης μάζας σώματος (Body Mass Index BMI) ήταν 26,74 kg/m 2 (εύρος 17,57-32,65 kg/m 2 ). Από το ατομικό αναμνηστικό 20 περιπτώσεις αφορούσαν γνωστούς υπερτασικούς ασθενείς, ενώ από το πόρισμα της νεκροτομής σε 10 περιπτώσεις ο θάνατος ήταν απόρροια οξέος στεφανιαίου συνδρόμου. Τα επιμέρους δημογραφικά στοιχεία των 40 περιπτώσεων αναφέρονται στον πίνακα 2. Ελήφθησαν εγκάρσιες τομές πάχους 3-4mm από την αριστερή στεφανιαία αρτηρία (n=40) και την κοιλιακή αορτή (n=40), πριν από το διχασμό σε κοινές λαγόνιες σε κάθε περίπτωση. Οι τομές περιελάμβαναν τον περιαγγειακό (περιβάλλοντα τον έξω χιτώνα) λιπώδη ιστό των προαναφερθέντων αγγείων. Ως θετικοί μάρτυρες για την έκφραση των λιποκινών χρησιμοποιήθηκαν ιστολογικές τομές ήπατος, σπλαγχνικού και υποδόριου λιπώδους ιστού, ενώ για τους υποδοχείς T- cadherin και APJ χρησιμοποιήθηκαν ιστολογικές τομές μυοκαρδίου και για τον υποδοχέα CMKLR1 τομές θύμου αδένα. Από τις πολλαπλές εγκάρσιες τομές αγγείων ανά περίπτωση, επιλέχθηκαν οι τομές όπου μακροσκοπικά παρατηρούνταν αθηρωματικές αλλοιώσεις, εφόσον υπήρχαν και δη, στις περιπτώσεις οξέων στεφανιαίων συνδρόμων, έγινε επιλογή των τομών που ελήφθησαν πλησιέστερα στις ένοχες (για το στεφανιαίο επεισόδιο) βλάβες. [95]

105 Α/Α ΦΥΛΟ ΗΛΙΚΙΑ ΥΨΟΣ ΒΑΡΟΣ BMI ΥΠΕΡΤΑΣΗ ΑΙΤΙΑ ΘΑΝΑΤΟΥ ,78 ΝΑΙ Πτώση από ύψος ,23 ΝΑΙ Τροχαίο δυστύχημα ,78 ΝΑΙ Τροχαίο δυστύχημα ,95 ΟΧΙ Οξύ έμφραγμα μυοκαρδίου ,49 ΟΧΙ Τροχαίο δυστύχημα ,78 ΝΑΙ Ηλεκτροπληξία ,23 ΟΧΙ Τροχαίο δυστύχημα ,57 ΟΧΙ Τροχαίο δυστύχημα ,75 ΝΑΙ Ρήξη ανευρύσματος κοιλιακής αορτής ,22 ΝΑΙ Πτώση από ύψος ,78 ΝΑΙ Ρήξη ανευρύσματος κοιλιακής αορτής ,34 ΝΑΙ Τροχαίο δυστύχημα ,78 ΟΧΙ Τροχαίο δυστύχημα ,39 ΟΧΙ Οξύ έμφραγμα μυοκαρδίου ,22 ΟΧΙ Πνευμονική εμβολή ,68 ΟΧΙ Τροχαίο δυστύχημα ,75 ΝΑΙ Οξύ έμφραγμα του μυοκαρδίου ,30 ΝΑΙ Απαγχονισμός ,39 ΝΑΙ Οξύ έμφραγμα μυοκαρδίου ,65 ΝΑΙ Πτώση από ύψος ,86 ΟΧΙ Τροχαίο δυστύχημα ,76 ΝΑΙ Οξύ έμφραγμα του μυοκαρδίου ,68 ΝΑΙ Ρήξη ανευρύσματος ανιούσης αορτής ,68 ΟΧΙ Διατατική μυοκαρδιοπάθεια ,78 ΟΧΙ Διατατική μυοκαρδιοπάθεια ,69 ΟΧΙ Τροχαίο δυστύχημα ,76 ΝΑΙ Οξύ έμφραγμα του μυοκαρδίου ,78 ΝΑΙ Ρήξη ανευρύσματος βασικής αρτηρίας ,71 ΝΑΙ Οξύ έμφραγμα του μυοκαρδίου ,41 ΟΧΙ Απαγχονισμός ,14 ΝΑΙ Οξύ έμφραγμα του μυοκαρδίου ,78 ΟΧΙ Πτώση από ύψος ,15 ΟΧΙ Τροχαίο δυστύχημα ,25 ΝΑΙ Δηλητηρίαση από αντικαταθλιπτικά ,41 ΟΧΙ Τροχαίο δυστύχημα ,69 ΟΧΙ Τροχαίο δυστύχημα ,86 ΟΧΙ Οξύ έμφραγμα μυοκαρδίου ,01 ΟΧΙ Τροχαίο δυστύχημα ,44 ΟΧΙ Αυτόματη εγκεφ. αιμορραγία ,68 ΝΑΙ Τροχαίο δυστύχημα Πίνακας 2. Δημογραφικά χαρακτηριστικά, κλινικές παράμετροι και αιτία θανάτου [96]

106 3. Μέθοδοι 3.1 Ανοσοιστοχημεία Αρχές ανοσοϊστοχημείας Η ανοσοϊστοχημική μέθοδος στηρίζεται στην ειδική δέσμευση μονοκλωνικών ή πολυκλωνικών αντισωμάτων με ενδοκυττάρια ή εξωκυττάρια αντιγόνα που βρίσκονται στον υπό μελέτη ιστό. Οι θέσεις δέσμευσης ανιχνεύονται είτε με τη χρήση φθοριζόντων μορίων (ανοσοφθορίζουσες τεχνικές) είτε, συνηθέστερα, με τη χρήση ενζυμικής χρωμογόνου αντίδρασης (ανοσοενζυμικές τεχνικές), όπου το ένζυμο που συνήθως χρησιμοποιείται είναι η υπεροξειδάση (horseradish peroxidase HRP). Η υπεροξειδάση καταλύει, παρουσία ενός δότη ηλεκτρονίων, τη διάσπαση του υπεροξειδίου σε νερό και οξυγόνο. Ως δότες ηλεκτρονίων χρησιμοποιούνται ουσίες οι οποίες οξειδούμενες, παράγουν χρώμα (χρωμογόνα). Το ευρύτερα χρησιμοποιούμενο χρωμογόνο στην ανοσοϊστοχημεία είναι η 3,3 -τετραυδροχλωρική-διάμινο-βενζιδίνη (DAB) που παράγει ένα σκούρο καφέ χρώμα. Οι τεχνικές ανοσοϋπεροξειδάσης διακρίνονται σε άμεσες και έμμεσες. Η άμεση ανοσοϊστοχημική μέθοδος είναι η απλούστερη, ενός βήματος διαδικασία, όπου το πρωτογενές αντίσωμα είναι συνδεμένο με κάποιο μόριο αναφοράς (label), που μπορεί να είναι φθοριόχρωμα, ένζυμο ή βιοτίνη. Η μέθοδος είναι ταχεία αλλά στερείται μεγάλης ευαισθησίας για την ανίχνευση των περισσότερων αντιγόνων στους συνηθέστερα εξεταζόμενους ιστούς. Η έμμεση μέθοδος (δύο ή τριών βημάτων) είναι η ανοσοϊστοχημική τεχνική με την ευρύτερη εφαρμογή λόγω της μεγαλύτερης ευαισθησίας της. Γενικά στην έμμεση μέθοδο χρησιμοποιείται το πρωτογενές αντίσωμα (primary antibody), ειδικό για το υπό ανίχνευση αντιγόνο και το δευτερογενές αντίσωμα (secondary antibody), που συνδέεται με το πρώτο. Το δευτερογενές αντίσωμα μπορεί να είναι συνδεμένο π.χ. με βιοτίνη (βιοτινυλιωμένο) και επομένως να απαιτείται και τρίτο βήμα, στο οποίο γίνεται σύνδεση της βιοτίνης του δεύτερου αντισώματος με σύμπλεγμα αβιδίνης-βιοτίνης-ενζύμου όπως η HRP (ABC τεχνική), ή με σύμπλεγμα αβιδίνης-ενζύμου (LAB τεχνική) ή στρεπταβιδίνης-ενζύμου (SLAB τεχνική). Οι τεχνικές αυτές έχουν το μειονέκτημα της πιθανής υψηλής μη ειδικής χρώσης. Εναλλακτικά, στην έμμεση μέθοδο δύο βημάτων πολλά μόρια δευτερογενούς αντισώματος και ενζύμου (όπως η HRP) βρίσκονται συνδεμένα σε πολυμερές δεξτράνης, πλεονεκτώντας με αυτό τον τρόπο σε απλότητα, ευαισθησία και μικρότερου βαθμού μη ειδική χρώση σε σχέση με τις τεχνικές τριών βημάτων. Σε κάθε περίπτωση, οι θέσεις δέσμευσης γίνονται ορατές μετά την εφαρμογή των παραπάνω βημάτων με την προσθήκη του κατάλληλου χρωμογόνου, εν προκειμένω της DAB για την HRP. [97]

107 Για την ενίσχυση της ειδικής χρώσης και τον περιορισμό της ανεπιθύμητης μη ειδικής χρώσης (background), είναι απαραίτητη στις περισσότερες περιπτώσεις η εφαρμογή επιπλέον βημάτων στην ανοσοϊστοχημική τεχνική. Βασικό βήμα είναι η κατανάλωση της ενδογενούς υπεροξειδάσης των ιστών. Παρότι σε μεγαλύτερο βαθμό καταστρέφεται κατά τη μονιμοποίηση του ιστού, υπολειμματική δράση της ενδογενούς υπεροξειδάσης μπορεί να προκαλέσει μη ειδική χρώση. Για το λόγο αυτό πριν από την επώαση με το ειδικό πρώτο αντίσωμα συνήθως εφαρμόζεται στις τομές διάλυμα H 2 O 2 για την κατανάλωση της ενδογενούς υπεροξειδάσης. Επιπλέον, η δέσμευση του πρωτογενούς αντισώματος με άλλες πρωτεΐνες του ιστού λόγω υδρόφοβων δυνάμεων που αναπτύσσονται μεταξύ τους αυξάνει τη μη ειδική χρώση. Για το λόγο αυτό συνήθως εφαρμόζεται πρωτεϊνική δέσμευση (protein blocking) με διαλύματα λευκωματίνης βοείου ορού (bovine serum albumin BSA), άπαχου γάλακτος ή καζεΐνης πριν την προσθήκη του πρώτου αντισώματος, που μειώνει τη μη ειδική δέσμευση. Επίσης, η επιλογή της κατάλληλης αραίωσης και των συνθηκών επώασης του ειδικού αντισώματος είναι μεγάλης σημασίας για την επιτυχία της μεθόδου. Τέλος, επειδή πολλές φορές η διαδικασία μονιμοποίησης του ιστού προκαλεί ενδοδιασταυρούμενες αντιδράσεις και «καλύπτει» τις αντιγονικές θέσεις δέσμευσης (antigen masking) με αποτέλεσμα την αδυναμία ανίχνευσης τους, κρίνεται συχνά απαραίτητη η εφαρμογή μεθόδου ανάδειξης των αντιγονικών επιτόπων (antigen epitope retrieval). Οι ευρύτερα χρησιμοποιούμενες μέθοδοι ανάδειξης των επιτόπων είναι, ανάλογα με το αντίσωμα, η πέψη του ιστού με πρωτεολυτικά ένζυμα (π.χ. θρυψίνη, πρωτεϊνάση Κ, πεψίνη) ή η θέρμανση του σε φούρνο μικροκυμάτων, συχνά με χρήση ρυθμιστικών διαλυμάτων διαφορετικού ph (π.χ. διάλυμα κιτρικού νατρίου) (Ramos-Vara JA 2005) Μέθοδος Η βασική διαδικασία που ακολουθήθηκε είχε ως εξής: Αποπαραφίνωση των ιστικών τομών σε κλίβανο θερμοκρασίας 56 C για 12 ώρες Εμβάπτιση των τομών διαδοχικά σε τρεις ξυλόλες (Surgipath) σε θερμοκρασία 56 C για 5min σε καθεμιά και ακολούθως Εμβάπτιση σε ξυλόλη σε θερμοκρασία δωματίου για 2 min Εμβάπτιση των τομών σε ισομοριακό μίγμα ξυλόλης/αλκοόλης για 2 min Ενυδάτωση των τομών σε σειρά διαλυμάτων αλκοοόλης ελαττούμενης συγκέντρωσης σε αλκοόλη (100%-96%-80%) για 1 min σε κάθε διάλυμα Έκπλυση με νερό βρύσης και απιονισμένο H 2 O (2-3 φορές) [98]

108 Τοποθέτηση των τομών σε ρυθμιστικό διάλυμα Tris-HCl [Tris-HCL-buffered saline (TBS)] 0,05 Μ, ph=7,6 για 5 min Ανάδειξη των αντιγονικών επιτόπων με θερμική επεξεργασία σε φούρνο μικροκυμάτων (όπου απαιτούνταν). Χρησιμοποιήθηκε ρυθμιστικό διάλυμα κιτρικού νατρίου 0,01M, ph=6, και θέρμανση στα 800 Watt για 2 min και στα 300 Watt για 7 min. Παραμονή των τομών σε θερμοκρασία δωματίου για 20 min Έκπλυση των τομών με απιονισμένο νερό Έκπλυση των τομών με TBS για 2x5 min Εξουδετέρωση της δραστικότητας της ενδογενούς υπεροξειδάσης σε υδατικό διάλυμα Η 2 Ο 2 1% για 20 min (σε σκοτεινό θάλαμο) Έκπλυση των τομών με απιονισμένο νερό Έκπλυση των τομών με TBS για 2x5 min. Κάλυψη των μη ειδικών θέσεων πρόσδεσης του αντισώματος (protein blocking) με επώαση των τομών με TBS/BSA 3% ή με TBS/nonfat milk 10% για ορισμένο χρόνο Έκπλυση των τομών με διάλυμα TBS (2x5 min). Επώαση με το πρωτογενές αντίσωμα στην κατάλληλη αραίωση, χρησιμοποιώντας τον ειδικό διαλύτη Antibody Diluent ChemΜate S2022 (DakoCytomation, USA). Οι συνθήκες επώασης και η αραίωση για κάθε αντίσωμα φαίνονται στον πίνακα 3 Έκπλυση των τομών με διάλυμα TBS για 3x5 min Eπώαση των τομών με το ειδικό σημασμένο πολυμερές DAKO EnVision + HRP, (Dakocytomation, USA) για 30 min (Εικόνα 34) Έκπλυση των τομών με διάλυμα TBS για 2x5 min Ανίχνευση των θέσεων δέσμευσης της υπεροξειδάσης με την εφαρμογή διαλύματος Η 2 Ο 2 και 3,3 -τετραϋδροχλωρικής διαμινο-βενζιδίνης (DAB) για 5 min Έκπλυση των τομών με νερό βρύσης για 2x5 min Χρώση αντίθεσης των πυρήνων (counterstain) με αιματοξυλίνη Harris (Surgipath) για 4 min Έκπλυση των τομών με νερό βρύσης [99]

109 Αφυδάτωση του ιστού σε σειρά αλκοολών αυξανόμενης συγκέντρωσης σε αλκοόλη (80%-96%-100%-100%) Διαύγαση των τομών σε ξυλόλες (3x5 min) Επικόλληση καλυπτρίδων με τη χρήση διαλυτού στην ξυλόλη μέσου (Entellan, Merck, Germany) Εικόνα 34. Σχηματική απεικόνιση των δύο βημάτων της έμμεσης μεθόδου που χρησιμοποιήθηκε, κατά την οποία πολλά μόρια δευτερογενούς αντισώματος και ενζύμου (όπως η HRP) βρίσκονται συνδεμένα σε πολυμερές δεξτράνης (Μέθοδος δύο βημάτων με τη χρήση πολυμερούς DAKO EnVision )[Kumar GL and Rudbeck L (eds.): Immunohistochemical Staining Methods, Fifth edition. Dako, 2009]. Ως θετικοί μάρτυρες (positive controls) για την έκφραση των λιποκινών χρησιμοποιήθηκαν ιστολογικές τομές ήπατος, σπλαγχνικού και υποδόριου λιπώδους ιστού, ενώ για τους υποδοχείς T-cadherin και APJ χρησιμοποιήθηκαν ιστολογικές τομές μυοκαρδίου και για τον υποδοχέα CMKLR1 τομές θύμου αδένα. Ενδεικτικά, ιστολογικές τομές επωάστηκαν με protein blocking solution αντί του πρωτογενούς αντισώματος σε κάθε περίπτωση για να χρησιμεύσουν ως αρνητικοί μάρτυρες (negative controls). [100]

110 Αντίσωμα Τύπος Πηγή Ανάδειξη Πρωτεϊνική Αραίωση Χρόνος αντιγονικού δέσμευση επώασης επιτόπου Adiponectin Μ Abcam Cambridge, MA, USA Apelin Π Phoenix (Apelin-12) Pharmaceuticals Belmont, CA, USA Chemerin Π Phoenix Pharmaceuticals Belmont, CA, USA T-cadherin Π Sigma-Aldrich (CDH13) Saint Louis, MO, USA APJ Π Chemicon International Temecula, CA, USA CMKLR1 Π Abcam Cambridge, MA, USA 0.01M ρυθμιστικό διάλυμα κιτρικού Na TBS-3% BSA 1:600 ON, 4 C - TBS-10% 1:600 ON, 4 C άπαχο γάλα σκόνη - TBS-3% BSA 1:1000 ON, 4 C 0.01M TBS-3% BSA 1:75 2h, RT ρυθμιστικό διάλυμα κιτρικού Na 0.01M TBS-3% BSA 1:80 2h, RT ρυθμιστικό διάλυμα κιτρικού Na - TBS-3% BSA 1:400 ON, 4 C Π: Πολυκλωνικό κονίκλου, Μ: Μονοκλωνικό μυός, TBS: Tris-buffered saline (ρυθμιστικό διάλυμα Tris-HCl) BSA: Bovine serum albumin (αλβουμίνη βοείου ορού), ON: Overnight (ολονύκτια), RT: Θερμοκρασία δωματίου Πίνακας 3. Χαρακτηριστικά και συνθήκες επώασης των πρωτογενών αντισωμάτων 3.2. Εκτίμηση Ιστοπαθολογική εκτίμηση Η παρουσία περιαγγειακού λιπώδους ιστού και η ακεραιότητα του αγγειακού τοιχώματος επιβεβαιώθηκαν σε όλες τις χρωσμένες ιστολογικές τομές στο φωτονικό μικροσκόπιο. Η εκτίμηση των αθηροσκληρωτικών αλλοιώσεων έγινε σύμφωνα με την ταξινόμηση της Αμερικανικής Καρδιολογικής Εταιρείας (American Heart Association) (Πίνακας 4) (Stary HC et al 1995, Virmani R et al 2000) και κατηγοριοποιήθηκαν για στατιστικούς λόγους σε 4 ομάδες: 1: απουσία αθηροσκληρωτικών βλαβών, 2: βλάβες τύπου I και II κατά AHA, 3: βλάβες τύπου III και IV κατά AHA, 4: βλάβες τύπου V και VI κατά AHA. [101]

111 Τύπος βλάβης Ονομασία Ιστολογικά ευρήματα I Αρχική βλάβη Μεμονωμένα μακροφάγα-αφρώδη κύτταρα II Λιπώδης γράμμωση Κυρίως ενδοκυττάρια συσσώρευση λιπιδίων III Ενδιάμεση βλάβη Τύπου II μεταβολές και μικρές εξωκυττάριες συσσωρεύσεις λιπιδίων IV Αθήρωμα Τύπου II μεταβολές και μεγάλος εξωκυττάριος λιπιδικός πυρήνας V Ινωαθήρωμα Λιπιδικός πυρήνας και στιβάδα ινώδους ιστού ή πολλαπλοί πυρήνες και ινώδεις στιβάδες ή κατά κύριο λόγο επασβεστωμένη ή κατά κύριο λόγο ινωτική βλάβη VI Επιπεπλεγμένη βλάβη Επιφανειακή λύση ρήξη, αιμάτωμα ή αιμορραγία, θρόμβος Πίνακας 4. Η ταξινόμηση των αθηροσκληρωτικών αλλοιώσεων κατά American Heart Association Ανοσοϊστοχημική εκτίμηση Όλες οι χρωσμένες ιστολογικές τομές εκτιμήθηκαν στο φωτονικό μικροσκόπιο από έναν παθολογοανατόμο (Ε.Π) και έναν ερευνητή (X.K.), ανεξάρτητα και τυφλά ως προς την περίπτωση. Εκτιμήθηκαν τόσο η ένταση της ανοσοϊστοχημικής χρώσης όσο και η κατανομή της στον κυτταρικό πληθυσμό. Η πρωτεϊνική έκφραση των υπό μελέτη μορίων τελικά βαθμολογήθηκε σε κλίμακα από το 0 έως το 3 (ανοσοϊστοχημικό score) ως αποτέλεσμα του συνδυασμού έντασης χρώσης και του ποσοστού των ανοσοθετικών κυττάρων ως εξής: 0: καμία χρώση ή <10% θετικά κύτταρα, 1: ασθενής χρώση σε 10-70% θετικά κύτταρα ή μέτριας έντασης χρώση σε 10-35% θετικά κύτταρα, 2: ασθενής χρώση σε >70% θετικά κύτταρα ή μέτριας έντασης χρώση σε 35-70% θετικά κύτταρα ή έντονη χρώση σε 10-35% θετικά κύτταρα, 3: μέτριας έντασης χρώση σε >70% θετικά κύτταρα ή έντονη χρώση σε >35% θετικά κύτταρα. Ελήφθησαν φωτογραφίες των ιστολογικών τομών με τη χρήση ψηφιακής φωτογραφικής μηχανής Nikon DXM 1200C τοποθετημένης σε φωτονικό μικροσκόπιο Nikon Eclipse 80i με τη χρήση λογισμικού ACT-1C software (Nikon Instruments Inc., Melville, NY, USA). [102]

112 3.3. Στατιστική ανάλυση Η στατιστική ανάλυση πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του IBM SPSS Statistics, έκδοση 20 (IBM Corporation, Armonk, NY, USA). Οι συσχετίσεις μεταξύ της έκφρασης των πρωτεϊνών, όπως και η συσχέτισή της έκφρασης των πρωτεϊνών με την αθηροσκλήρωση, την ηλικιακή ομάδα και το BMI εκτιμήθηκαν με τη χρήση του συντελεστή συσχέτισης Spearman rank-order correlation coefficient. Η ανάλυση μερικών συσχετίσεων (partial correlation analysis) χρησιμοποιήθηκε για την άρση της επίδρασης της ηλικιακής ομάδας και του BMI στις συσχετίσεις μεταξύ αθηροσκλήρωσης και έκφρασης πρωτεϊνών. Τα κατηγοριοποιημένα δεδομένα (ordinal data) αξιολογήθηκαν με μη παραμετρικές δοκιμασίες. Η σημαντικότητα των διαφορών έκφρασης μεταξύ ομάδων με διαφορετικές κλινικές παραμέτρους αναλύθηκε με τη δοκιμασία Mann-Whitney. Οι διαφορές στην πρωτεϊνική έκφραση μεταξύ διαφορετικών εντοπίσεων, στις ίδιες περιπτώσεις, εξετάστηκαν με το Wilcoxon signed ranks test. Το επίπεδο στατιστικής σημαντικότητας ορίστηκε ως p<0.05. [103]

113 [104]

114 4. Αποτελέσματα 4.1. Εκτίμηση των αθηροσκληρωτικών βλαβών Αθηροσκληρωτικές αλλοιώσεις ποικίλου βαθμού, από μεμονωμένα υπενδοθηλιακά εντοπιζόμενα μακροφάγα έως και προχωρημένες βλάβες (επιπεπλεγμένα ινοαθηρώματα) εντοπίστηκαν σε 34/40 (85%) δείγματα αορτών που εξετάστηκαν, καθώς και σε 37/40 (92,5%) δείγματα των υπό εξέταση στεφανιαίων αρτηριών (Πίνακες Π1-Π2, Γράφημα 1). Γράφημα 1. Ταξινόμηση των αθηρωματικών αλλοιώσεων, όπως παρατηρήθηκαν στα υπό εξέταση αγγεία (αορτικές και στεφανιαίες αθηρωματικές βλάβες) 4.2. Έκφραση των υπό μελέτη λιποκινών στον περιαορτικό και περιστεφανιαίο λιπώδη ιστό Παρατηρήθηκε έκφραση των υπό μελέτη λιποκινών αντιπονεκτίνης, απελίνης και χεμερίνης στα λιποκύτταρα στην πλειοψηφία των δειγμάτων περιαορτικού και περιστεφανιαίου λιπώδους ιστού. Επιπλέον, στην περίπτωση της απελίνης και της χεμερίνης, ανιχνεύθηκε έκφραση και στα κύτταρα του στρώματος (stromal-vascular cells) των αντίστοιχων αποθηκών λίπους(πίνακες Π1-Π2, Φωτογραφίες 1-3). Συγκεκριμένα, η αντιπονεκτίνη ανιχνεύθηκε σε 37/40 (92,5%) δείγματα περιαορτικού λιπώδους ιστού και σε 39/40 (97,5%) δείγματα περιστεφανιαίου λιπώδους ιστού. Αντίστοιχα, η απελίνη σε 40/40 (100%) περιαορτικά και σε 40/40 (100%) περιστεφανιαία δείγματα, ενώ η χεμερίνη σε 37/40 (92,5%) περιαορτικά και σε 40/40 (100%) περιστεφανιαία δείγματα λιπώδους ιστού. Στατιστικώς σημαντικά υψηλότερη έκφραση απελίνης παρατηρήθηκε στα δείγματα περιστεφανιαίου λιπώδους ιστού σε σχέση με τα αντίστοιχα περιαορτικού (p<0,001), ενώ η έκφραση αντιπονεκτίνης και χεμερίνης δε διέφερε σημαντικά μεταξύ των δύο αποθηκών λίπους. [105]

115 Στον περιαορτικό λιπώδη ιστό, η έκφραση της αντιπονεκτίνης συσχετίστηκε αρνητικά με την έκφραση της χεμερίνης (r=-0,633, p<0.001), ενώ στον περιστεφανιαίο λιπώδη ιστό η έκφραση της αντιπονεκτίνης συσχετίστηκε θετικά με αυτή της απελίνης (r=0,394, p=0,012) Έκφραση των υπό μελέτη λιποκινών στα αγγειακά λεία μυικά κύτταρα αορτής και στεφανιαίας αρτηρίας Εξαιρούμενης της αντιπονεκτίνης, οι άλλες δύο λιποκίνες υπό μελέτη εμφάνισαν ανοσοϊστοχημική χρώση στα αγγειακά λεία μυικά κύτταρα (ΑΛΜΚ) του μέσου χιτώνα (και σποραδικά και στο νεόπλαστο έσω χιτώνα neointima των αθηρωματικών βλαβών) στην πλειονότητα των αορτικών και στεφανιαίων δειγμάτων (Πίνακες Π3-Π4, Φωτογραφίες 1-3). Συγκεκριμένα, ποικίλου βαθμού ανοσοθετικότητα τόσο για την απελίνη όσο και για τη χεμερίνη ανιχνεύθηκε στα ΑΛΜΚ σε 40/40 (100%) των αορτικών και 40/40 (100%) των στεφανιαίων δειγμάτων. Η έκφραση απελίνης στα ΑΛΜΚ εμφάνισε στατιστικά σημαντική αρνητική συσχέτιση με αυτή της χεμερίνης στην περίπτωση των αορτικών δειγμάτων (r=-0,369, p=0,019), ενώ θετική στην περίπτωση των στεφανιαίων (r=0,346, p=0,029) Έκφραση των υπό μελέτη λιποκινών στα ενδοθηλιακά κύτταρα αορτής και στεφανιαίας αρτηρίας Από τις τρεις υπό μελέτη λιποκίνες, μόνο η απελίνη βρέθηκε να εκφράζεται σε ποικίλο βαθμό σε ενδοθηλιακά κύτταρα σε 38/40 (95%) των αορτικών και 40/40 (100%) των στεφανιαίων δειγμάτων (Πίνακες Π3-Π4, Φωτογραφίες 1-2) Έκφραση των υπό μελέτη λιποκινών σε μακροφάγα-αφρώδη κύτταρα αορτικών και στεφανιαίων αθηρωματικών βλαβών Η απελίνη και η χεμερίνη εντοπίστηκαν ανοσοϊστοχημικά σε αφρώδη κύτταρα αθηρωματικών βλαβών, όπου αυτές υπήρχαν (Πίνακες Π3-Π4, Φωτογραφίες 1-3). Αναλυτικά, η απελίνη εντοπίστηκε σε αφρώδη κύτταρα σε 34/34 (100%) αορτικές και σε 37/37 (100%) στεφανιαίες αθηρωματικές βλάβες, ενώ η χεμερίνη σε 27/34 (79,4%) αορτικές και 34/37 (91,9%) στεφανιαίες βλάβες. Η έκφραση χεμερίνης στα αφρώδη κύτταρα των αορτικών βλαβών ήταν στατιστικά σημαντικά υψηλότερη από αυτή των στεφανιαίων βλαβών (p=0,024). Η έκφραση απελίνης στα αφρώδη κύτταρα συσχετίστηκε θετικά με αυτή της χεμερίνης μόνο στην περίπτωση των στεφανιαίων βλαβών (r=0,380, p=0,020). [106]

116 Φωτογραφία 1. Έκφραση αντιπονεκτίνης, Τ-καντχερίνης, απελίνης και APJ σε ανθρώπινο περιαορτικό λιπώδη ιστό και τοίχωμα αορτής (φωτογραφίες από φωτονικό μικροσκόπιο, ανοσοϊστοχημική χρώση, ράβδος=50μm). α. Ασθενής χρώση αντιπονεκτίνης σε περιαορτικό λιπώδη ιστό (x200), β. Μέτριας έντασης χρώση Τ-καντχερίνης σε αορτικά ΑΛΜΚ (x400), γ. Έντονη χρώση Τ-καντχερίνης σε αορτικά ενδοθηλιακά κύτταρα (x400), δ. Μέτριας έντασης χρώση απελίνης σε περιαορτικό λιπώδη ιστό (μαύρο βέλος) και έντονη σε αορτικά ΑΛΜΚ (λευκό βέλος) (x200), ε. Μέτριας έντασης χρώση απελίνης σε αφρώδη κύτταρα αορτικής αθηρωματικής βλάβης (x400), στ. Έντονη χρώση απελίνης σε αορτικά ενδοθηλιακά κύτταρα (μαύρο βέλος) και μέτριας έντασης χρώση σε ΑΛΜΚ (λευκό βέλος) (x400), ζ. Έντονη χρώση APJ σε αορτικά ΑΛΜΚ (x400), η. Μέτριας έντασης χρώση APJ σε αορτικά ενδοθηλιακά κύτταρα (μαύρο βέλος) και έντονη σε ΑΛΜΚ (λευκό βέλος) (x400). [107]

117 Φωτογραφία 2. Έκφραση αντιπονεκτίνης, Τ-καντχερίνης, απελίνης και APJ σε ανθρώπινο περιστεφανιαίο λιπώδη ιστό και τοίχωμα στεφανιαίας αρτηρίας (φωτογραφίες από φωτονικό μικροσκόπιο, ανοσοϊστοχημική χρώση, ράβδος=50μm). α. Ασθενής χρώση αντιπονεκτίνης σε περιστεφανιαίο λιπώδη ιστό (x200), β. Μέτριας έντασης χρώση Τ-καντχερίνης σε στεφανιαία ΑΛΜΚ (x200), γ. Έντονη χρώση Τ-καντχερίνης σε στεφανιαία ενδοθηλιακά κύτταρα (μαύρο βέλος) και ΑΛΜΚ (λευκό βέλος) (x400), δ. Μέτριας έντασης χρώση απελίνης σε περιστεφανιαίο λιπώδη ιστό (μαύρο βέλος) και έντονη σε ΑΛΜΚ (λευκό βέλος) (x200), ε. Μέτρια (προς έντονη) χρώση απελίνης σε αφρώδη κύτταρα στεφανιαίας αθηρωματικής βλάβης (x400), στ. Έντονη χρώση απελίνης σε στεφανιαία ενδοθηλιακά κύτταρα (μαύρο βέλος) και σε ΑΛΜΚ (λευκό βέλος) (x400), ζ. Έντονη χρώση APJ σε στεφανιαία ΑΛΜΚ (x200), η. Μέτριας έντασης χρώση APJ σε στεφανιαία ενδοθηλιακά κύτταρα (μαύρο βέλος) και έντονη σε ΑΛΜΚ (λευκό βέλος) (x400). [108]

118 Φωτογραφία 3. Έκφραση χεμερίνης και CMKLR1 σε ανθρώπινο περιαορτικό και περιστεφανιαίο λιπώδη ιστό και στο αντίστοιχο αρτηριακό τοίχωμα (φωτογραφίες από φωτονικό μικροσκόπιο, ανοσοϊστοχημική χρώση, ράβδος=50μm) α. Μέτριας έντασης χρώση χεμερίνης σε περιαορτικό λιπώδη ιστό (μαύρο βέλος) και σε αορτικά ΑΛΜΚ (λευκό βέλος) (x200), β. Μέτριας έντασης χρώση χεμερίνης σε περιστεφανιαίο λιπώδη ιστό (μαύρο βέλος) και έντονη σε στεφανιαία ΑΛΜΚ (λευκό βέλος) (x200), γ. Μέτριας έντασης χρώση χεμερίνης σε αφρώδη κύτταρα αορτικής αθηρωματικής βλάβης (x400), δ. Έντονη χρώση χεμερίνης σε στεφανιαία ΑΛΜΚ (μαύρο βέλος) και σε αφρώδη κύτταρα (λευκό βέλος) στεφανιαίας αθηρωματικής βλάβης (x200), ε. Μέτριας έντασης χρώση CMKLR1 σε αορτικά ΑΛΜΚ (x200), στ. Μέτριας έντασης χρώση CMKLR1 σε στεφανιαία ΑΛΜΚ (x200), ζ. Έντονη χρώση CMKLR1 σε αφρώδη κύτταρα αορτικής αθηρωματικής βλάβης (x400), η. Έντονη χρώση CMKLR1 σε αφρώδη κύτταρα στεφανιαίας αθηρωματικής βλάβης (x400). [109]

119 4.6. Έκφραση των υπό μελέτη υποδοχέων στον περιαορτικό και περιστεφανιαίο λιπώδη ιστό Κανένας από τους υπό εξέταση υποδοχείς δεν εκφράστηκε στον περιαορτικό και περιστεφανιαίο λιπώδη ιστό Έκφραση των υπό μελέτη υποδοχέων στα αγγειακά λεία μυικά κύτταρα αορτής και στεφανιαίας αρτηρίας Όλοι οι υποδοχείς εμφάνισαν ανοσοθετικότητα στα ΑΛΜΚ του μέσου χιτώνα (και του νεόπλαστου έσω χιτώνα neointima στις αθηρωματικές βλάβες) των αγγείων που εξετάστηκαν (Πίνακες Π5-Π6, Φωτογραφίες 1-3). Συγκεκριμένα, η Τ-καντχερίνη και ο APJ ανιχνεύθηκαν σε 40/40 (100%) των αορτικών και 40/40 (100%) των στεφανιαίων δειγμάτων, ενώ ο CMKLR1 σε 10/40 (25%) αορτικά και σε 15/40 (37,5%) στεφανιαία δείγματα. Η έκφραση του CMKLR1 ήταν στατιστικά σημαντικά υψηλότερη στα στεφανιαία ΑΛΜΚ σε σχέση με τα αορτικά (p=0,035), ενώ η Τ-καντχερίνη εμφάνισε υψηλότερη, μη στατιστικά σημαντική, όμως, έκφραση στα αορτικά σε σχέση με τα στεφανιαία ΑΛΜΚ (p=0,068). Η έκφραση του APJ συσχετίστηκε θετικά με αυτή του CMKLR1 στα στεφανιαία ΑΛΜΚ (r=0,430, p=0,006), ενώ η Τ-καντχερίνη και ο APJ στα αορτικά ΑΛΜΚ συσχετίστηκαν θετικά, οριακά χωρίς στατιστική σημαντικότητα (r=0,292, p=0,068) Έκφραση των υπό μελέτη υποδοχέων στα ενδοθηλιακά κύτταρα αορτής και στεφανιαίας αρτηρίας Τα ενδοθηλιακά κύτταρα αορτής και στεφανιαίων αρτηριών που εξετάστηκαν εμφάνισαν διαφόρου βαθμού ανοσοϊστοχημική χρώση για την Τ-καντχερίνη και τον APJ, ενώ ο CMKLR1 δεν εκφράστηκε στα συγκεκριμένα κύτταρα (Πίνακες Π5-Π6, Φωτογραφίες 1-2). Αναλυτικότερα, η Τ-καντχερίνη εκφράστηκε στα ενδοθηλιακά κύτταρα 34/40 (85%) των αορτικών και 35/40 (87,5%) των στεφανιαίων δειγμάτων, ενώ ο APJ σε 29/40 (72,5%) των αορτικών και σε 22/40 (55%) των στεφανιαίων δειγμάτων. Η έκφραση του APJ βρέθηκε σημαντικά υψηλότερη στα αορτικά ενδοθηλιακά κύτταρα σε σχέση με τα στεφανιαία (p<0,001). [110]

120 4.9. Έκφραση των υπό μελέτη υποδοχέων σε μακροφάγα-αφρώδη κύτταρα αορτικών και στεφανιαίων αθηρωματικών βλαβών Από τους υποδοχείς που μελετήθηκαν, μόνο ο CMKLR1 εντοπίστηκε ανοσοϊστοχημικά σε αφρώδη κύτταρα σε 30/34 (88,2%) των αορτικών αθηρωματικών βλαβών και σε 24/37 (64,9%) των στεφανιαίων αθηρωματικών βλαβών (Πίνακες Π5-Π6, Φωτογραφία 3). Μάλιστα, η έκφρασή του ήταν υψηλότερη στην περίπτωση των αφρωδών κυττάρων των αορτικών βλαβών σε σχέση με αυτά των στεφανιαίων (p=0,05) Συσχετίσεις έκφρασης λιποκινών και των υποδοχέων τους Η έκφραση αντιπονεκτίνης στον περιαορτικό λιπώδη ιστό συσχετίστηκε θετικά με την έκφραση της Τ-καντχερίνης στο αορτικό ενδοθήλιο (r=0,345, p=0,029), αλλά και με την έκφραση Τ-καντχερίνης στα αορτικά ΑΛΜΚ, οριακά μη στατιστικά σημαντικά (r=0,296, p=0,064). Η έκφραση Τ-καντχερίνης στα αορτικά ΑΛΜΚ συσχετίστηκε θετικά με αυτή του αορτικού ενδοθηλίου (r=0,437, p=0,005). Η έκφραση αντιπονεκτίνης στον περιστεφανιαίο λιπώδη ιστό συσχετίστηκε θετικά με την έκφραση Τ-καντχερίνης τόσο στα στεφαναιαία ΑΛΜΚ (r=0,386, p=0,014) όσο και στα ενδοθηλιακά κύτταρα (r=0,437, p=0,005). Όπως και στην περίπτωση των αορτικών δειγμάτων, η έκφραση Τ-καντχερίνης στα στεφανιαία ΑΛΜΚ συσχετίστηκε με αυτή των στεφανιαίων ενδοθηλιακών κυττάρων (r=0,574, p<0,001). Η έκφραση απελίνης στο περιαορτικό λίπος, αλλά και στα αφρώδη κύτταρα στις αορτικές βλάβες συσχετίστηκαν θετικά με την έκφραση απελίνης στο αορτικό ενδοθήλιο (r=0,313, p=0,049 και r=0,413, p=0,015, αντίστοιχα). Επιπλέον, η έκφραση απελίνης στο περιαορτικό λίπος και στα αορτικά ΑΛΜΚ συσχετίστηκαν θετικά με την έκφραση του APJ στα αορτικά ΑΛΜΚ (r=0,517, p=0,001 και r=0,319, p=0,045, αντίστοιχα), όπως θετική συσχέτιση βρέθηκε και μεταξύ έκφρασης απελίνης στα αορτικά μακροφάγα και έκφρασης APJ στο αορτικό ενδοθήλιο (r=0,488, p=0,003). Η έκφραση απελίνης και APJ στο αορτικό ενδοθήλιο έτειναν να συσχετιστούν θετικά, χωρίς στατιστική σημαντικότητα (r=0,276, p=0,085). Τέλος, η έκφραση του APJ στα αορτικά ΑΛΜΚ συσχετίστηκε με την ενδοθηλιακή έκφραση APJ στα αορτικά δείγματα (r=0,366, p=0,020). Η έκφραση απελίνης στα στεφανιαία ΑΛΜΚ συσχετίστηκε θετικά με την έκφραση του APJ στα στεφανιαία ΑΛΜΚ (r=0,584, p<0,001), ενώ η έκφραση απελίνης στα αφρώδη κύτταρα των στεφανιαίων βλαβών συσχετίστηκε οριακά μη στατιστικά σημαντικά με την έκφραση APJ στο ενδοθήλιο των στεφανιαίων αρτηριών (r=0,321, p=0,053). Η ενδοθηλιακή έκφραση [111]

121 απελίνης και APJ στα στεφανιαία αγγεία συσχετίστηκαν, επίσης θετικά, μεταξύ τους (r=0,568, p<0,001). Η έκφραση χεμερίνης στο περιαορτικό λίπος συσχετίστηκε θετικά με την έκφρασή της στα αορτικά ΑΛΜΚ (r=0,562, p<0,001) και αφρώδη κύτταρα (r=0,725, p<0,001), ενώ η έκφραση χεμερίνης στα αορτικά ΑΛΜΚ συσχετίστηκε με αυτή στα αορτικά αφρώδη κύτταρα (r=0,493, p=0,003). Στατιστικά σημαντική συσχέτιση παρατηρήθηκε ακόμη μεταξύ της έκφρασης χεμερίνης και CMKLR1 στα αφρώδη κύτταρα των αορτικών αθηρωματικών βλαβών (r=0,494, p=0,003). Στα δείγματα στεφανιαίων αρτηριών, η έκφραση χεμερίνης στο περιστεφανιαίο λίπος συσχετίστηκε θετικά με αυτή στα στεφανιαία ΑΛΜΚ (r=0,331, p=0,037) και αφρώδη κύτταρα (r=0,533, p=0,001). Στατιστικά σημαντική θετική συσχέτιση παρατηρήθηκε και μεταξύ έκφρασης χεμερίνης και CMKLR1 στα αφρώδη κύτταρα των στεφανιαίων αθηρωματικών βλαβών (r=0,336, p=0,042). Η έκφραση αντιπονεκτίνης στον περιαορτικό λιπώδη ιστό συσχετίστηκε θετικά με την έκφραση απελίνης στα αορτικά ΑΛΜΚ (r=0,492, p=0,001). Στα δείγματα στεφανιαίων αρτηριών, η έκφραση αντιπονεκτίνης συσχετίστηκε θετικά με την έκφραση απελίνης στα στεφανιαία ΑΛΜΚ (r=0,332, p=0,037). Ακόμη, η έκφραση Τ-καντχερίνης στο ενδοθήλιο των στεφανιαίων αγγείων συσχετίστηκε θετικά με την έκφραση APJ στα στεφανιαία ΑΛΜΚ (r=0,359, p=0,023). Η περιαορτική έκφραση αντιπονεκτίνης συσχετίστηκε στατιστικώς σημαντικά αρνητικά με την έκφραση χεμερίνης στα αορτικά ΑΛΜΚ (r=-0,537, p<0,001) και στα αορτικά αφρώδη κύτταρα (r=-0,590, p<0,001), χωρίς να παρατηρηθούν αντίστοιχες συσχετίσεις στην περίπτωση των στεφανιαίων δειγμάτων, όπου μάλιστα η έκφραση της Τ-καντχερίνης στα στεφανιαία ενδοθηλιακά κύτταρα συσχετίστηκε θετικά με την έκφραση CMKLR1 στα στεφανιαία ΑΛΜΚ (r=0,341, p=0,031). Επιπλέον, η έκφραση απελίνης στα αορτικά ΑΛΜΚ συσχετίστηκε αρνητικά με την έκφραση χεμερίνης στα αορτικά αφρώδη κύτταρα (r=-0,352, p=0,041). Αντίστοιχα, στην περίπτωση των στεφανιαίων δειγμάτων παρατηρήθηκε αρνητική συσχέτιση μεταξύ έκφρασης απελίνης στα ΑΛΜΚ και χεμερίνης στα αφρώδη κύτταρα των στεφανιαίων βλαβών (r=-0,374, p=0,023). Μάλιστα, η έκφραση απελίνης στα στεφανιαία ενδοθηλιακά κύτταρα συσχετίστηκε θετικά με την έκφραση χεμερίνης στα στεφανιαία ΑΛΜΚ (r=0,391, p=0,013). Τέλος, ενώ στην περίπτωση των αορτικών δειγμάτων δεν παρατηρήθηκαν συσχετίσεις μεταξύ της έκφρασης των υποδοχέων λιποκινών, στα στεφανιαία δείγματα η έκφραση Τ- [112]

122 καντχερίνης στο στεφανιαίο ενδοθήλιο συσχετίστηκε θετικά με την έκφραση του CMKLR1 στα στεφανιαία ΑΛΜΚ (r=0,341, p=0,031) Έκφραση των υπό μελέτη λιποκινών και υποδοχέων σε σχέση με την ηλικιακή ομάδα και το δείκτη μάζας σώματος (BMI) Με την κατηγοριοποίηση των περιπτώσεων σε ηλικιακές ομάδες, με διαστήματα 20 ετών, παρατηρήθηκαν στατιστικά σημαντικές συσχετίσεις που αφορούσαν στη πρωτεϊνική έκφραση σε ορισμένες εντοπίσεις σε σχέση με την ηλικία. Συγκεκριμένα, η πρωτεϊνική έκφραση της αντιπονεκτίνης, της Τ-καντχερίνης και της απελίνης έτειναν να μειωθούν με την πρόοδο της ηλικίας, ενώ η πρωτεϊνική έκφραση χεμερίνης και CMKLR1 έδειξαν αύξηση με την ηλικία, σε ορισμένες εντοπίσεις (Πίνακας Π7, Γράφημα 2). Γράφημα 2. Συσχετίσεις της έκφρασης λιποκινών και υποδοχέων τους σε σχέση με την ηλικιακή ομάδα Δεν παρατηρήθηκαν στατιστικά σημαντικές συσχετίσεις μεταξύ της έκφρασης λιποκινών και των υποδοχέων τους και του δείκτη μάζας σώματος (BMI) στο υλικό μας, ακόμα και κατά την κατηγοριοποίηση των περιπτώσεων με βάση το BMI (<20, 20-25, 25-30, >30). [113]

123 4.12. Έκφραση των υπό μελέτη λιποκινών και υποδοχέων στον περιαορτικό λιπώδη ιστό, αορτικά ΑΛΜΚ, ενδοθηλιακά κύτταρα και μακροφάγα σε σχέση με την αορτική αθηροσκλήρωση Παρατηρήθηκαν ποικίλες συσχετίσεις μεταξύ της έκφρασης των λιποκινών και των υποδοχέων που μελετήθηκαν στα αορτικά δείγματα και της βαρύτητας των αορτικών αθηρωματικών βλαβών (Πίνακες Π1, Π3, Π5). Η έκφραση αντιπονεκτίνης στον περιαορτικό λιπώδη ιστό συσχετίστηκε αρνητικά με την αορτική αθηροσκλήρωση (r=-0,701, p<0,001), όπως και η έκφραση Τ-καντχερίνης στα αορτικά ΑΛΜΚ (r=-0,404, p=0,010) και στο αορτικό ενδοθήλιο (r=-0,419, p=0,007). Έπίσης, η έκφραση απελίνης στα αορτικά ΑΛΜΚ συσχετίστηκε αρνητικά με την αθηροσκλήρωση (r=-0,450, p=0,004), ενώ η έκφραση του APJ στα αορτικά ενδοθηλιακά κύτταρα συσχετίστηκε θετικά με την αορτική αθηροσκλήρωση (r=0,327, p=0,039). Η έκφραση χεμερίνης στον περιαορτικό λιπώδη ιστό συσχετίστηκε θετικά με την αθηροσκλήρωση (r=0,824, p<0,001), όπως και η έκφρασή της στα αορτικά ΑΛΜΚ (r=0,626, p<0,001) και αφρώδη κύτταρα (r=0,670, p<0,001). Θετική συσχέτιση παρατηρήθηκε και μεταξύ της έκφρασης του CMKLR1 στα αφρώδη κύτταρα και της αορτικής αθηροσκλήρωσης (r=0,424, p=0,012). Σταθμίζοντας για την ηλικία, το BMI ή και τα δύο, πολλές από τις μερικές συσχετίσεις παρέμειναν στατιστικά σημαντικές (Πίνακες Π1, Π3, Π5, Γραφήματα 3-4). Γράφημα 3. Συσχετίσεις της έκφρασης αντιπονεκτίνης, Τ-καντχερίνης, απελίνης και APJ στα αορτικά δείγματα με την αορτική αθηροσκλήρωση [114]

124 Γράφημα 4. Συσχετίσεις της έκφρασης χεμερίνης και CMKLR1 στα αορτικά δείγματα με την αορτική αθηροσκλήρωση Έκφραση των υπό μελέτη λιποκινών και υποδοχέων στον περιστεφανιαίο λιπώδη ιστό, στεφανιαία ΑΛΜΚ, ενδοθηλιακά κύτταρα και μακροφάγα σε σχέση με τη στεφανιαία αθηροσκλήρωση Η στεφανιαία αθηροσκλήρωση συσχετίστηκε, αντιστοίχως, με την έκφραση των λιποκινών και των υποδοχέων που μελετήθηκαν στα δείγματα στεφανιαίων αρτηριών (Πίνακες Π2, Π4, Π6). Η έκφραση αντιπονεκτίνης στον περιστεφανιαίο λιπώδη ιστό συσχετίστηκε αρνητικά με τη στεφανιαία αθηροσκλήρωση (r=-0,496, p=0,001). Ακόμη, η έκφραση Τ-καντχερίνης στα στεφανιαία ΑΛΜΚ συσχετίστηκε αρνητικά με τη στεφανιαία αθηροσκλήρωση (r=-0,333, p=0,036). Επιπλέον, η έκφραση απελίνης στα στεφανιαία ΑΛΜΚ συσχετίστηκε αρνητικά με την αθηροσκλήρωση (r=-0,362, p=0,022), όπως αν και οριακά μη στατιστικά σημαντικά και η έκφραση απελίνης στο ενδοθήλιο των στεφανιαίων αρτηριών [115]

125 (r=-0,300, p=0,060). Η έκφραση χεμερίνης στον περιστεφανιαίο λιπώδη ιστό συσχετίστηκε θετικά με τη στεφανιαία αθηροσκλήρωση (r=0,333, p=0,036), όπως και η έκφραση της χεμερίνης στα αφρώδη κύτταρα των στεφανιαίων βλαβών (r=0,405, p=0,013). Ορισμένες από τις μερικές συσχετίσεις, μετά τη στάθμιση για την ηλικία, το BMI ή και τα δύο, παρέμειναν στατιστικά σημαντικές (Πίνακες Π2, Π4, Π6, Γράφημα 5). Γράφημα 5. Συσχετίσεις της έκφρασης λιποκινών και των υποδοχέων τους στα δείγματα στεφανιαίων αρτηριών σε σχέση με τη στεφανιαία αθηροσκλήρωση (δεν απεικονίζεται η έκφραση χεμερίνης στα αφρώδη κύτταρα) Έκφραση των λιποκινών σε σχέση με κλινικές παραμέτρους Οι κλινικές παράμετροι που εξετάστηκαν, δηλαδή η αρτηριακή υπέρταση και η οξεία απόφραξη στεφανιαίας αρτηρίας (οξύ στεφανιαίο σύνδρομο) ως αιτία θανάτου, βρέθηκαν να συσχετίζονται με το προφίλ έκφρασης της αντιπονεκτίνης, της απελίνης, της χεμερίνης και του APJ (Πίνακες Π8-Π9). Η έκφραση αντιπονεκτίνης στον περιαορτικό λιπώδη ιστό έτεινε να είναι χαμηλότερη στις περιπτώσεις με ιστορικό αρτηριακής υπέρτασης, αλλά χωρίς στατιστική σημαντικότητα (p=0,098), ενώ η έκφραση απελίνης παρατηρήθηκε χαμηλότερη στα αορτικά (p=0,041) και στεφανιαία (p=0,061) ενδοθηλιακά κύτταρα στις ίδιες περιπτώσεις, σε σχέση με τους νορμοτασικούς. Στατιστικά σημαντικά υψηλότερη έκφραση χεμερίνης στον περιαορτικό λιπώδη ιστό (p=0,044) παρατηρήθηκε στις περιπτώσεις υπερτασικών, όπως αυξημένη [116]

126 παρατηρήθηκε και η έκφραση χεμερίνης στα ΑΛΜΚ του μέσου χιτώνα της αορτής (p=0,021) στους υπερτασικούς σε σχέση με τους νορμοτασικούς (Πίνακας Π8, Γράφημα 6). Γράφημα 6. Στατιστικά σημαντικές διαφορές της πρωτεϊνικής έκφρασης λιποκινών στην υπέρταση Στις περιπτώσεις που ο θάνατος οφειλόταν σε οξεία απόφραξη της στεφανιαίας αρτηρίας, παρατηρήθηκε ελαττωμένη έκφραση αντιπονεκτίνης στον περιαορτικό λιπώδη ιστό (p=0,041), απελίνης στον περιαορτικό λιπώδη ιστό (p=0,017), στα αορτικά ΑΛΜΚ (p=0,068 μη στατιστικά σημαντική), στο αορτικό ενδοθήλιο (p=0,027) και στα στεφανιαία ΑΛΜΚ (p=0,045), όπως, επίσης, και ελαττωμένη έκφραση APJ στα στεφανιαία ΑΛΜΚ (p=0,004). Τέλος, στις ίδιες περιπτώσεις (θάνατος από οξύ στεφανιαίο σύνδρομο), παρατηρήθηκε σημαντικά αυξημένη έκφραση χεμερίνης στα αφρώδη κύτταρα των στεφανιαίων αθηρωματικών βλαβών (p=0,018) (Πίνακας Π9, Γράφημα 7). Γράφημα 7. Στατιστικά σημαντικές διαφορές στην έκφραση λιποκινών και των υποδοχέων τους στις περιπτώσεις που ως αιτία θανάτου διαπιστώθηκε οξεία απόφραξη των στεφανιαίων αγγείων [117]