Отражение на физическото трениране върху биомаркери на възпалението и клетъчните адхезионни молекули

Отражение на физическото трениране върху биомаркери на възпалението и клетъчните адхезионни молекули
468×60 – top

Брой 10/2012

д-р Янис Папатанасиус, д-р Елена Илиева, д-р Людмила Владимирова-Китова дм
Секция по физикална терапия и рехабилитация,
Клиника по кардиология, Медицински университет — Пловдив

Резюме

В литературата е добре описана централната роля, която заема възпалението в развитието и прогресията на хроничната сърдечна недостатъчност (ХСН). Клиничният синдром ХСН се характеризира с ендотелна дисфункция, която е ключов елемент, допринасящ както за задуха, умората, така и за нарушения физически капацитет. Доказано е, че при пациенти с напреднала ХСН се откриват
завишени циркулаторни нива на проинфламаторните цитокини. Противоречиви са литературните данни относно ефектите на физическото трениране върху нивата на проинфламаторните маркери (CRP, TNF-α) и разтворимите адхезионни молекули (sΙCAM-1 и на sVCAM-1),. Въпреки това в редица проучвания се регистрира намаление в нивата на проинфламаторните маркери и разтворимите адхезионни молекули (sΙCAM-1 и на sVCAM-1) на пациенти с ХСН взели участие в различни кардиорехабилитационни програми – високо интензивно интервално аеробно трениране (ВИАИТ) и умерено интензивно интервално продължително трениране (УИПТ), като изменението е по-отчетливо при ВИАИТ в сравнение с УИПТ.

Ключови думи: хроничната сърдечна недостатъчност, проинфламаторните маркери, разтворими адхезионни молекули, високо интензивно интервално аеробно трениране (ВИАИТ), умерено интензивно интервално продължително трениране (УИПТ)

Напоследък хроничната сърдечна недостатъчност (ХСН) все по-малко се разглежда като заболяване, което засяга единствено сърцето и сърдечно-съдовата система, а като състояние, дебалансиращо много хомеостатични системи на организма 1, 2. В литературата е добре описана централната роля, която заема възпалението в развитието и прогресията на ХСН 3.Клиничният синдром ХСН се характеризира с ендотелна дисфункция, която е ключов елемент, допринасящ както за задуха, умората, така и за нарушения физически капацитет 4.
Редица изследвания са установили наличието на ендотелна дисфункция в периферни резистентни артерии и увредена ендотелзависима поток – индуцирана вазодилатация при пациенти с ХСН 5,6.
Противоречиви са литературните данни относно ефектите на физическото трениране върху нивата на проинфламаторните маркери (CRP, TNF-α) и разтворимите адхезионни молекули (sΙCAM-1 и на sVCAM-1)7,8,.

Цитокините и свободните радикали индуцират експресията на ендотелните адхезионни молекули, като интрацелуларни адхезионни молекули (ICAM-1) и васкуларни адхезионни молекули (VCAM-1)8.
Терминът цитокини се отнася към група нискомолекулни белтъци с молекулно тегло (~15–30 kDa), секретирани от клетките в отговор на разнообразни стимули. Доказано е, че цитокините играят важна роля в патогенезата на различни заболявания, в това число и на ХСН.
Предполага се, че когато цитокините са еспресирани в достатъчно високи концентрации, както се случва при ХСН, те преливат в кръвния поток и могат да окажат ендокринни ефекти9.
Като цяло се смята, че цитокините оказват своите ефекти, свързвайки се със специфичните рецептори от клетъчната повърхност, а в някои случаи биха могли да окажат директни мембранни ефекти10.Доказано е, че при пациенти с напреднала ХСН се откриват завишени циркулаторни нива на проинфламаторните цитокини6.

Сигнификантно завишени нива на проинфламаторни цитокини – CRP и TNF-α се установяват по-често при пациентите с дилатативна кардиомиопатия (P<0.05). Завишени нива на TNF-α се откриват в крайните стадии на ХСН, независимо от причината11. Механизмите за редукция в нивата на TNF-α не са непълно изяснени, и най-вероятно включват намалението на тренингово предизвикана хипоксия. Хипоксията е мощен стимул за редица проифламанторни цитокини в т.ч. и за TNF-α. Описано е в литературата, че подобно на АСЕ инхибиторите, β-блокерите могат да доведат до редукция на завишените нива на TNF-α 12.
Сериозни доказателства съществуват за активирането на TNF-α и преминаването от асимптоматична към симптоматична СН13.

Появилите се имунологични и инфламаторни отговори играят важна роля в развитието и прогресията на ХСН. Публикуваните досега проучвания показват хетерогенност 14 както по отношение контингента на пациентите (брой, възраст и етиология на сърдечната недостатъчност), вида и продължителността на кардио-рехабилитационните интервенции, което в голяма степен затруднява директното сравнение между различните изследвания15.
Въпреки описаните противоречия, регистрира се намаление на нивата на проинфламаторните маркери на участниците в различни кардиорехабилитационни програми 5.

Отчетливо намаление в нивата на TNF-α се забелязва при пациенти, провеждащи програми за високо интензивно интервално аеробно трениране (ВИАИТ)16, като изменението е по високо в сравнение със същите провели умерено интензивно интервално продължително трениране (УИПТ)17.
В проучване на Larsen et al. е регистрирано намаление на нивата на TNF-α след участие на пациенти с ХСН в тримесечна програма за физическо трениране12.
Чрез програмите за физическо трениране едновременно се увеличава продукцията на основния ендотелен азотен оксид и ендотелзависимата вазодилатация в съдовете на скелетната мускулатура на пациенти с ХСН. Това най-вероятно се дължи поради ендотелно освободените релаксиращи фактори в отговор на мембрания shear-стрес, провокиран от перпендикулярния стрес на кръвния поток върху съдовата стена19, 20.

Установени са и обратни корелации между отделните възпалителни маркери и физическия капацитет, а по този начин се потвърждава централната роля на възпалението в патофизиологията на ХСН. Някои от тези маркери са асоциирани не само с тежестта на заболяването, но и с физическия капацитет, с функционалния клас (NYHA), а дори притежават прогностичен потенциал 9,20. ХСН е силно асоциирана с вътреклетъчната адхезионна молекула VCAM-1, която е отговорна за взаимодействието между ендотелните клетки и левкоцитите и представлява силен маркер на ендотелната дисфункция9,14.

Открита е сигнификантна връзка между завишените плазмени нива на ICAM-1 и риска от вероятен миокарден инфаркт. Доказана е и връзка между ICAM-1 и CRP като осезаем маркер за системно възпаление 14,. Клетъчните адхезионни молекули се разцепват в циркулацията чрез активирането на ендотелните клетки и по този начин се класифицират като „разтворими адхезионни молекули“ (sICAM-1 и sVCAM-1). За разлика от CRP, ICAM-1 и VCAM-1 притежават конкретни биологични функции и играят пряка и критична роля в ранния имунен отговор15.

Adamopoulos и съавт. са публикували положителни резултати по отношение противовъзпалителните ефекти на физическото трениране на пациенти с ХСН. При тях е било регистрирано игнификантно намаление в нивата на няколко възпалителни маркера -TNF-α, IL-6, MCP-1, както и в нивата на разтворимите адхезионни молекули ICAM-1 и VCAM-1 след провеждане на 12- седмична кардиорехабилитационна програма18.

Динамика в серумните нива на клетъчните адхезионни молекули sΙCAM-1 sVCAM-1., се наблюдава при пациенти с ХСН участвали в различни по интензивност тренировъчни модели ВИАИТ и УИПТ.
В проучването на Adamopoulos и съавт. се установява статистически сигнификантно понижение на нивата sΙCAM-1 във полза на ВИАИТ в сравнение с УИПТ за 12 седмичен тренировъчен период. Сигнификантно понижение е отбелязано в серумните нива и на другата адхезионна молекула sVCAM-1 за същия времеви период- 12 седмици5.

Библиография

1. Mann DL, Young JB. Basic mechanisms in congestive heart failure: recognising the role of proinflammatory cytokines. Chest 1994;105:897-904.
2. Yndestad A, Damas JK, Oie E, et al. Systemic inflammation in heart failure – the whys and wherefores. Heart Fail Rev 2006;11:83–92.
3. Testa M, Yeh M, Lee P, et al. Circulating levels of cytokines and their endogenous modulators in patients with mild to severe congestive heart failure due to coronary artery disease or hypertension. J Am Coll Cardiol 1996;28:964 – 71.
4. Wilson JR, Groves J, Rayos G. Circulatory status and response to cardiac rehabilitation in patients with heart failure. Circulation 1996;94:1567–1572.
5. Adamopoulos S, Parissis J, Kroupis C, et al. Physical training reduces peripheral markers of inflammation in patients with chronic heart failure. Eur Heart J 2001; 22:791–797.
6. Letac B, Cribier A, Desplanches JF. A study of left ventricular functionin coronary patients before and after physical training. Circulation1977, 56:375–378.
7. Levine B, Kalman J, Mayer L, et al. Elevated circulating levels of tumor necrosis factor in severe chronic heart failure. N Engl J Med 1990;323:236 – 41.
8. Tousoulis D, Homaei H, Ahmed N, et al.Increased plasma adhesion molecule levels in patients with heart failure who have ischemic heart disease and dilated cardiomyopathy. Am Heart J. 2001; 2:277-80.
9. Deswal A, Petersen NJ, Feldman AM, et al. Cytokines and cytokine receptors in advanced heart failure: an analysis of the cytokine database from the Vesnarinone trial (VEST). Circulation 2001;103:2055 –2059.
10. Testa M, Yeh M, Lee P, et al. Circulating levels of cytokines and their endogenous modulators in patients with mild to severe congestive heart failure due to coronary artery disease or hypertension. J Am Coll Cardiol 1996;28:964 – 71.
11. Hegewisch S, Weh HJ, Hossfeld DK .TNF-induced cardiomyopathy. Lancet 1990; 335:294–295.
12. Larsen AI, Aukrust P, Aarsland T, et al. Effect of aerobic exercise training on plasma levels of tumor necrosis factor alpha in patients with heart failure. Am J Cardiol 2001;88:805– 808
13. Ceconi C, Curello S, Bachetti T, et al. Tumor necrosis factor in congestive heart failure: a mechanism of disease for the new millennium? Prog Cardiovasc Dis 1998;48:25-30.
14. Deneva-Koycheva, ТI, Vladimirova-Kitova LG, Angelova EA, et al. Serum levels of siCAM-1, sVCAM-1, sE-selectin, sP-selectin in healthy Bulgarian people. Folia Med (Plovdiv), 2011 Apr-Jun;53(2):22-28.
15. Byrkjeland R, Nilsson BB, Westheim AS, et al.:Inflammatory markers as related to disease severity in patients with chronic heart failure: limited effects of exercise training. Scand J Clin Lab Invest. 2011 Nov;71(7):598-605. Epub 2011 Aug 11
16. Nilsson BB, Westheim A, Risberg MA. Еffects of a group-based high-intensity aerobic interval-training program in patients with chronic  heart failure. Am J Cardiol. 2008 Sept. 15;102(10):1361-5.
17. Wisloff U, Stoylen A, Loennechen JP, et al. Superior cardiovascular effect of aerobic interval training versus moderate continuous training in heart failure patients: a randomized study. Circulation 2007;115:3086-3094.
18. Adamopoulos S, Parissis J, Karatzas D, et al. Physical training modulates proinflammatory cytokines and the soluble Fas/soluble Fasligand system in patients with chronic heart failure. J Am Coll Cardiol 2002;39:653 – 63.
19. Levine JE, Logan BR, Wu J ,et al. Acute graft-versus-host disease biomarkers measured during therapy can predict treatment outcomes. Blood. 2012 Apr 19;119(16):3854-60.
20. Testa M, Yeh M, Lee P, et al. Circulating levels of cytokines and their endogenous modulators in patients with mild to severe congestive heart failure due to coronary artery disease or hypertension. J Am Coll Cardiol 1996;28:964 – 71.

468×60 – bottom

Подобни

Оставете коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

728×90 – bottom