© Borgis - Postępy Nauk Medycznych 10/2010, s. 807-812
*Agnieszka Jarosz, Grażyna Nowicka
Molekuły adhezyjne w diagnostyce choroby niedokrwiennej serca
Adhesion molecules in the diagnosis of ischemic heart disease
Instytut Żywności i Żywienia im. prof. dra med. Aleksandra Szczygła w Warszawie
Dyrektor Instytutu Żywności i Żywienia: prof. dr hab. Mirosław Jarosz
Streszczenie
Istnieją hipotezy, iż molekuły adhezyjne mogą być dobrym markerem chorób sercowo-naczyniowych. W związku z tym dokonałyśmy analizy pomiędzy stężeniem molekuł adhezyjnych a występowaniem choroby niedokrwiennej serca wśród 182 kobiet. Celem pracy jest ocena stężenia VCAM-1 i ICAM-1 u kobiet z udokumentowaną chorobą niedokrwienną serca oraz u kobiet bez klinicznych objawów tej choroby. W analizowanym materiale żaden z podstawowych parametrów lipidowych nie różnicował pacjentów z ChNS od grupy kontrolnej.
Wśród badanych kobiet stężenia ICAM-1> 260 ng/ml obserwowano tylko u 1,5% osób z grupy kontrolnej i u 25,7% pacjentek z ChNS. Wśród osób z grupy kontrolnej nie obserwowano ani jednego przypadku ze stężeniami> 300 ng/ml, podczas gdy stężenia tego rzędu stwierdzono u prawie 5,9% pacjentek z ChNS. W przypadku molekuły VCAM-1 analiza wyników wykazała, iż w grupie kontrolnej dominują stężenia VCAM-1 ≤ 600 ng/ml. Natomiast bardzo wysokie stężenia VCAM-1> 600 ng/ml zaobserwowano u 36% osób z grupy kontrolnej i u 58,8% pacjentek z ChNS. W grupie kontrolnej nie stwierdzano stężeń VCAM-1 ≥ 900 ng/ml, a w grupie kobiet z ChNS obserwowano tej wielkości stężenia u 9,8% badanych, przy czym stężenia VCAM-1 ≥ 1000 ng/ml w grupie osób z ChNS występowały u 2% badanych.
Wyniki przeprowadzonych badań wykazały, że molekuły te mogą być elementem pomocnym w ocenie zagrożenia wystąpienia incydentów naczyniowych u kobiet z miażdżycą.
Summary
It is hypothesized that adhesion molecules could be a predictor of coronary artery disease.
Therefore we investigated the relationship between the concentrations of soluble forms of adhesion molecules and ischemic heart disease in 182 women.
The aim of this study was to determine the concentrations of VCAM-1 and ICAM-1 in women with a documented ischemic heart disease and women without clinical symptoms of the disease. In the analyzed material none of the basic lipid parameters has a power to differentiate patients with the heart disease from the control group.
In the group of women ICAM-1> 260 ng/ml were observed in 25,7% of the patients with the ischemic heart disease and in 1,5% of control subjects. There was not a single occurrence of ICAM-1 concentration> 300 ng/ml in the control group while such levels were observed in almost 5,9% of our patients. The VCAM-1 levels below or equal to 600 ng/ml were found to dominate in the control group. While VCAM-1 concentrations above 600 ng/ml were observed in 36% subjects in the control group and in 58,8% patients with the ischemic heart disease. In the control groups there were no VCAM-1 concentrations> 900 ng/ml, while in the patients with ischemic heart disease such levels were observed in 9,8% of the patients. VCAM-1 concentrations> 1000 ng/ml were present in 2% cases with ischemic heart disease.
The results of this study indicate that determination of VCAM-1 and ICAM-1 may be helpful in assessment of the risk of sudden cardiac incidents in patients with documented disease.
Wstęp
Molekuły adhezyjne, takie jak ICAM-1 (intercellular adhesion molecule-1 czyli międzykomórkowa molekuła adhezyjna-1) oraz VCAM-1 (vascular cell adhesion molecule-1, czyli molekuła adhezyjna-1 komórki naczyniowej) odgrywają ważną rolę w rozwoju miażdżycy. Są to proteiny pojawiające się na powierzchni komórek śródbłonka, które oddziaływają z antygenami obecnymi na powierzchni leukocytów i umożliwiają ich przyleganie do powierzchni śródbłonka oraz migrację do wnętrza ściany naczynia (1, 2).
ICAM-1 jest białkiem, którego obecność stwierdza się na powierzchni komórek śródbłonka, komórek mięśni gładkich, fibroblastów. Indukcja tego białka wiąże się z obecnością mediatorów procesu zapalnego, takich jak: TNF-α (czynnik martwiczy nowotworu-α), interferon-γ, interleukina-1, lipopolisacharydy bakteryjne (3). ICAM-1 jest receptorem dla β2 – integryn leukocytów, związanym z procesem adhezji i migracją leukocytów przez barierę komórek śródbłonka, a także receptorem dla wielu typów rhinowirusów (4).
Podwyższony poziom rozpuszczalnej formy ICAM-1 zaobserwowano u pacjentów z udokumentowaną miażdżycą naczyń wieńcowych i mózgowych oraz u pacjentów z cukrzycą. Wyniki badań epidemiologicznych: the Physicians Health Study (PHS) i the Atherosclerosis Risk in Communities Study (ARIC) były pierwszymi, które wykazały, że wzrost poziomu ICAM-1 wyprzedza wystąpienie klinicznych objawów rozwijającej się miażdżycy. W badaniu PHS oceniono, że osoby o wysokich stężeniach ICAM-1 mają o 80% wyższe ryzyko wystąpienia w przyszłości zawału mięśnia sercowego w porównaniu z osobami o niskich poziomach ICAM-1. Zaś w badaniach ARIC ryzyko incydentu wieńcowego było 5 razy wyższe u osób z wysokim poziomem ICAM-1 (5, 6). Podwyższone stężenie molekuły adhezyjnej ICAM-1 obserwuje się nie tylko u pacjentów z udokumentowaną miażdżycą naczyń wieńcowych i mózgowych, ale także u osób z cukrzycą czy w przypadkach chorób nowotworowych (7, 8).
VCAM-1 kontroluje proces wiązania się monocytów z komórkami śródbłonka i ich przechodzenie przez barierę endothelium. VCAM-1 wiąże się z integryną VLA-4 monocytów. W badaniach eksperymentalnych wykazano, że pod wpływem diety wysokocholesterolowej wzrost ekspresji VCAM-1 na powierzchni komórek śródbłonka wyprzedzał proces tworzenia komórek piankowatych (9). Obecność VCAM-1 stwierdzono również na powierzchni blaszek miażdżycowych, co sugeruje rolę tej molekuły w tworzeniu złożonych zmian ateromatycznych.
Obserwacje kliniczne ukazującą wzrost stężenia VCAM-1 u pacjentów z nadciśnieniem oraz zależność między poziomem VCAM-1 a stopniem rozwoju zmian ateromatycznych. Stwierdzono również obniżenie stężenia VCAM-1 u pacjentów długotrwale leczonych inhibitorami enzymu konwertującego angiotensynę, u których notowano poprawę stanu klinicznego w trakcie leczenia (10).
Cel pracy
Celem pracy jest ocena stężenia molekuł ICAM-1 i VCAM-1 u kobiet z udokumentowaną chorobą niedokrwienną serca (ChNS) oraz u kobiet bez klinicznych objawów tej choroby, z analogicznym obrazem klasycznych czynników ryzyka choroby niedokrwiennej serca.
Materiał i metody
Do badań zakwalifikowano 182 kobiety w wieku 42-63 lata. Osoby uczestniczące w badaniu zostały wybrane spośród pacjentek zgłaszających się z powodu zaburzeń lipidowych do Poradni Chorób Metabolicznych Instytutu Żywności i Żywienia. Przed rozpoczęciem badania uzyskano zgodę Komisji Bioetycznej.
Badane osoby podzielono na 2 grupy analogiczne pod względem wieku, stężeń cholesterolu i triglicerydów w surowicy. Pierwszą – grupę kontrolną – stanowiły 84 osoby bez choroby niedokrwiennej serca, drugą – 98 kobiet z rozpoznaną stabilną chorobą niedokrwienną serca, udokumentowaną badaniem EKG wysiłkowym. Pacjentki z tej grupy zaliczały się do I lub II okresu klinicznego choroby wieńcowej według kryteriów Kanadyjskiego Towarzystwa Chorób Serca i Naczyń, przyjętych jako obowiązujące przez Polskie Towarzystwo Kardiologiczne (11).
Z badań wykluczono pacjentki z otyłością, cukrzycą i nadciśnieniem tętniczym. Żadna z badanych kobiet nie paliła papierosów ani nie nadużywała alkoholu. Ponadto pacjentki w okresie poprzedzającym badanie nie przyjmowały leków wpływających na poziom lipidów w surowicy krwi ani żadnych preparatów hormonalnych. Nie stwierdzano w przeszłości ani w chwili przeprowadzania badania, jak również w dalszej obserwacji klinicznej chorób nowotworowych lub autoimmunologicznych. Ponadto w okresie 4 tygodni przed pobraniem krwi na podstawie wywiadu oraz w oparciu o aktualne wyniki badań podstawowych (morfologia, OB, transaminazy, badanie ogólne moczu) nie stwierdzano żadnych objawów zakażenia pochodzenia bakteryjnego czy wirusowego ani miejscowych stanów zapalnych.
Wszystkie te zasady podjęto celem wyeliminowania potencjalnego wpływu na stężenie wybranych parametrów, będących przedmiotem pracy.
Średnia wieku w grupie kobiet bez choroby niedokrwiennej wynosiła 46 (±7) lat, a z chorobą niedokrwienną serca 53 (±7,5) lata. BMI kobiet z grupy kontrolnej wynosiło 24,3 (±1,2) kg/m2, a z grupy z ChNS 24,7 (±1,3) kg/m2. Średnia wartość ciśnienia tętniczego skurczowego w grupie kontrolnej wynosiła 110 (±20) mmHg, a w grupie z ChNS110 (±15) mmHg. Średnia wartość ciśnienia tętniczego rozkurczowego w grupie kontrolnej wynosiła 70 (±10) mmHg, a w grupie z ChNS 75 (±10) mmHg. Średnia wartość BMI w grupie kontrolnej wynosiła 22,4 (±1,2) kg/m2, a w grupie z ChNS 22,6 (±1,5) kg/m2 (tab. 1).
Tabela 1. Wartości średnie i odchylenia standardowe przedstawiające wiek, wskaźnik masy ciała oraz wartości ciśnienia tętniczego badanych kobiet.
| Badane osoby | BMI | Wiek (lata) | Ciśnienie tętnicze (skurczowe) mmHg | Ciśnienie tętnicze (rozkurczowe) mmHg |
| Kobiety grupa kontrolna n=84 | 24,3 ? 1,2 | 46 ? 7 | 110 ? 20 | 70 ? 10 |
| Kobiety ChNS n= 98 | 24,7 ? 1,3 | 53 ? 7,5 | 110 ? 15 | 75 ? 10 |
W surowicy krwi u wszystkich badanych oznaczono stężenie następujących parametrów lipidowych: cholesterol całkowity, triglicerydy, HDL – cholesterol oraz molekuł adhezyjnych: ICAM-1 i VCAM-1. Stężenie cholesterolu całkowitego i triglicerydów oznaczono metodami enzymatycznymi. Stężenie HDL-cholesterolu zostało oznaczone enzymatycznie po wytrąceniu innych lipoprotein. Cholesterol frakcji LDL został obliczony wg wzoru Friedewalda. Metodami immunoenzymatycznymi dokonano pomiaru stężeń molekuł adhezyjnych: ICAM-1 i VCAM-1(zestawy odczynnikowe firmy Endogen).
Analizę statystyczną danych przeprowadzono, stosując program Statistica firmy Stat-Soft Inc. Dla oznaczanych parametrów biochemicznych obliczono średnie arytmetyczne i odchylenia standardowe. Istotność różnicy średnich arytmetycznych badanych parametrów między odpowiednimi grupami określano w oparciu o jednowymiarową analizę wariancji.
Wyniki
Profil lipidowy
Zgodnie z założeniami klasyfikacji pacjentek do badań, stężenia cholesterolu i triglicerydów w surowicy u pacjentek z udokumentowaną ChNS oraz kobiet z grupy kontrolnej były zbliżone, toteż nie zaobserwowano różnic w średnich wartościach tych parametrów między badanymi grupami (tab. 2). Stężenia LDL-cholesterolu również nie różniły się istotnie pomiędzy osobami z grup kontrolnych a pacjentkami z ChNS.
Tabela 2. Wartości średnie i odchylenia standardowe trójglicerydów i cholesterolu całkowitego oraz LDL-cholesterolu i HDL- cholesterolu.
| Parametry biochemiczne | Osoby badane |
| ChNS n=98 | Grupa kontrolna n=84 |
| Triglicerydy (mmol/l) | 1,64 ? 1,03 | 1,5 ? 1,0 |
| Cholesterol (TC) (mg/dl) | 250 ? 54 | 244 ? 54 |
| LDL-cholesterol (mg/dl) | 167 ? 49 | 158 ? 54 |
| HDL-cholesterol (mg/dl) | 54 ? 17 | 63 ? 18* |
| TC/HDL-chol | 5,07 ? 1,79 | 4,16 ? 1,57* |
*p<0,05 (między grupą kontrolną a ChNS).
W badanej grupie kobiet, u pacjentek z ChNS stwierdzono istotnie niższe stężenia HDL-cholesterolu w porównaniu z grupą kontrolną, stąd w grupie kontrolnej wartości współczynnika aterogenności były istotnie niższe w porównaniu z wartościami tego współczynnika w grupie kobiet z ChNS.
Molekuły adhezyjne: ICAM-1 i VCAM-1
Średnie stężenia ICAM-1 w surowicy pacjentek z ChNS okazały się być istotnie wyższe (p<0,001) niż u osób z grupy kontrolnej: 170 ng/ml (±31) vs 222 ng/ml (±31).
Najniższe zaobserwowane stężenie ICAM-1 wynosiło 117 ng/ml i zaobserwowano je u osoby z grupy kontrolnej. W grupie tej u 22,9% kobiet stwierdzono stężenie ICAM-1 poniżej 140 ng/ml. Stężenie ICAM-1 ≤ 160 ng/ml stwierdzono u 47,5% kobiet z grupy kontrolnej i u 9,8% pacjentek z ChNS; stężenia ICAM-1 ≤ 170 ng/ml występowały u 62,3% osób z grup kontrolnych oraz u 17,6% pacjentek z ChNS (ryc. 1).
Ryc. 1. Rozkład stężeń ICAM-1 w badanych grupach kobiet.
Stężenia ICAM-1 ≤ 180 ng/ml stwierdzono u 68,1% osób z grup kontrolnych i u 21,4% pacjentek z ChNS.
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Daries MJ, Gordon JL, Gearinp AJ et al.: The expression of adhesion molecules ICAM-1, VCAM-1, PECAM and E-selectin in human atherosclerosis. J Pathol 1993; 171: 223-9.
2. Ikata J, Wakatsuki T: Leukocyte counts and concentrations of soluble adhesion molecules as predictors of coronary atherosclerosis. Coron Artery Dis 2000; 11: 445-9.
3. Bavilacqua MP: Endothelial-leukocyte adhesion molecules. Annu Rev Immunol 1993; 11: 767-804.
4. Springer TA: Traffie signals on endothelium for lymphocyte recirculation and leukocyte emigration. Annu Rev Physiol 1995; 57: 827-72.
5. Hwang SJ, Ballantyne CM, Sharrett AR: Circulating adhesion molecules VCAM-1, ICAM-1, and E-selectin in carotid atherosclerosis and incident coronary heart disease cases. The Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) Study. Circulation 1997; 96: 4219-25.
6. Ridker PM, Hennekens CH et al.: Plasma concentration of soluble intracellular adhesion molecule-1 and risk of future myocardial infarction in apparently healthy men. Lancet 1998; 351: 88-92.
7. Boyle PJ: Diabetes mellitus and macrovascular disease: mechanisms and mediators. Am J Med 2007; 120: S12-7
8. Roland CL, Harken AH et al.: ICAM-1 expression determines malignant potential of cancer. Surgery 2007; 141 (6): 705-7.
9. Ivan L, Antohe F: Hyperlipidemia induces endothelial-derived foam cells in culture. J Recept Signal Transduct Res 2010; 30 (2): 106-14.
10. Goette A, Bukowska A et al.: Angiotensin II receptor blockade reduces tachycardia-induced atrial adhesion molecule expression. Circulation 2008; 12, 117 (6): 732-42
11. PTK: Standardy postępowania w chorobach układu krążenia. Choroba niedokrwienna serca. Kardiologia Polska 1997; t. XLVI, (Supll. 1): 5-19.
12. Prevention of coronary heart disease: scientific background and new clinical quidlines. Recommendations of European Atherosclerosis Society prepared by the International Task Force for prevention of Coronary Heart Disease. Nutr Metab Cardiovasc Dis 1992; 2: 113-56.
13. Balbay Y, Tikiz H: Circulating interleukin 1-beta, interleukin-6, tumor necrosis factor-alpha, and soluble ICAM-1 in patient with chronic stable angina and myocardial infarction. Angiology 2001; 52: 109-14.
14. Blann AD, Steele C, McCollum CN: The influence of smoking on soluble adhesion molecules and endothelial cell markers. Thrombosis Research 1997; 85: 433-8.
15. Shai I, Pischon T et al.: Soluble intercellular adhesion molecules, soluble vascular cell adhesion molecules, and risk of coronary heart disease. Obesity (Silver Spring) 2006; 14 (11): 2099-106.
16. Semaan HB, Gurbel PA: Soluble VCAM-1 and E-selectin, but not ICAM-1 discriminate endothelial injury in patients with documented coronary artery disease. Cardiology 2000; 93: 7-10.
17. Mulvihill NT, Foley B: Risk stratification in unstable angina and non-Q wave myocardial infarction using soluble cell adhesion molecules. Heart 2001; 85: 623-7.
18. Richter V, Rassoul F et al.: Circulating vascular cell adhesion molecules VCAM-1, ICAM-1, and E-selectin in dependence on aging. Gerontology 2003; 49 (5): 293-300
19. Morisaki N, Saito I: New indices of ischemic heart disease and aging:studies on the serum levels of soluble intercelluar adhesion molecule-1(ICAM-1) and soluble vascular cell adhesion molecul-1 (VCAM-1) in patients with hypercholesterolemia and ischemic heart disease. Atherosclerosis 1997; 131: 43-8.
20. Baró L, Fonollá J et al.: n-3 Fatty acids plus oleic acid and vitamin supplemented milk consumption reduces total and LDL cholesterol, homocysteine and levels of endothelial adhesion molecules in healthy humans. Clin Nutr 2003; 22 (2): 175-82.
21. Blankenberg S, Rupprecht HJ, Bickel C et al.: Circulating cell adhesion molecules and death in patients with coronary artery disease. Circulation 2001; 18: 104 (12): 1336-42.
22. Mulvihill NT, Foley JB, Crean P, Walsh M: Prediction of cardiovascular risk using soluble cell adhesion molecules. Eur Heart J 2002; 23 (20): 1569-74.
23. Okapcova J, Gabor D: The levels of soluble adhesion molecules in diabetic and nondiabetic patients with combined hyperlipoproteinemia and the effect of ciprofibrate therapy.Angiology 2004; 55 (6): 629-39.
24. Empen K, Frost RJ, Geiss HC et al.: Differential effects of fenofibrate versus atorvastatin on the concentrations of E-selectin and vascular cellular adhesion molecule-1 in patients with type 2 diabetes mellitus and mixed hyperlipoproteinemia: a randomized cross-over trial.Cardiovasc Diabetol 2003; 8, 2: 17.
