The significance of endothelium diagnostics in women at menopausal period

Śródbłonek naczyniowy – endotelium – to jednowarstwowy nabłonek płaski pochodzenia mezenchymalnego wyścielający światło naczyń krwionośnych, jam serca i naczyń chłonnych. W sieci naczyń włosowatych komórki śródbłonka (endoteliocyty) stanowią główny składnik nie tylko błony wewnętrznej, lecz całej ściany naczynia krwionośnego. Endoteliocyty to komórki o bardzo różnych rozmiarach (5–150 μm), spoczywające na błonie podstawnej (skład: mukopolisacharydy oraz sieć włókien retikulinowych), mające zdolność do przekształcania się w fibroblasty [1].
Ściana naczynia krwionośnego, a zwłaszcza stan, w jakim znajduje się endotelium mające bezpośredni kontakt z krwią, odgrywa ważną rolę w hemostazie. Jego uszkodzenie (przerwanie ciągłości na skutek urazu mechanicznego, nacieku nowotworowego, czy stanu zapalnego) aktywuje kaskadę układu krzepnięcia, co może doprowadzić do wytworzenia zakrzepu w świetle naczynia krwionośnego.
Prawidłowy śródbłonek jest bowiem w organizmie ludzkim jedyną fizjologiczną powierzchnią o czynnym, wielokierunkowym potencjale przeciwzakrzepowym. W komórkach śródbłonka pod wpływem różnych przekaźników chemicznych dochodzi do syntezy i uwalniania związków regulujących stan skurczowy błony mięśniowej naczynia. Acetylocholina, bradykinina, wazoaktywny peptyd jelitowy (VIP) oraz substancja P uwalniają z endoteliocytów tlenek azotu (NO), powodujący rozkurcz tętniczek. Natomiast pod wpływem adrenaliny, wazopresyny, angiotensyny i interleukiny I (IL-1) w komórkach śródbłonka powstaje endotelina-1 (ET-1), która znacznie silniej niż inne fizjologicznie aktywne przekaźniki kurczy błonę mięśniową tętniczek. W komórkach endotelium dochodzi również do syntezy prostacykliny (PGI₂), hamującej adhezję i agregację płytek, a ponadto działającej dilatacyjnie na mięśniówkę ściany naczyniowej [2].
Komórki śródbłonka w warunkach prawidłowych produkują ADP-azę (enzym, pod wpływem którego z ADP powstaje adenozyna hamująca agregację płytek) oraz syntetyzują i uwalniają aktywatory fibrynolizy – t-PA i u-PA. Komórki endotelium są także źródłem endogennego inhibitora krzepnięcia – białka S. Na ich powierzchni stwierdza się obecność glikozaminoglikanów glikokaliksu, obdarzonych aktywnością antykoagulacyjną oraz trombomoduliny, która po związaniu trombiny inicjuje przeciwzakrzepowe działanie białka C. Trombomodulina bierze również udział w aktywacji siarczanu heparanu i siarczanu dermatanu, wywierających działanie przeciwzakrzepowe [3].
W stanach patologicznych (stany zapalne, zastój żylny i niedotlenienie) dochodzi do upośledzenia właściwości przeciwzakrzepowych śródbłonka. W komórkach endotelium rozpoczyna się wówczas m.in. synteza i ekspresja czynnika tkankowego (tissue factor – TF), uwalnianie czynnika aktywującego płytki – PAF, dochodzi do tłumienia ekspresji trombomoduliny, uwalniany jest PAI-1, hamowana synteza i uwalnianie do krwiobiegu t-PA. Dodatkowo na powierzchni komórek endotelialnych mogą być eksponowane integryny i selektyny, które mają znaczenie w powstawaniu mnogich mikrozakrzepów w procesach zapalnych. Komórki śródbłonka, ulegając stopniowej degeneracji wraz z wiekiem, tracą swoje funkcje. Proces ten w naczyniach tętniczych nazywa się arteriosklerozą, podobne zaś zmiany w układzie żylnym noszą nazwę phlebosclerosis [3].
Miażdżyca naczyń – arterioskleroza – jest morfologicznym podłożem szeregu schorzeń układu krążenia, w tym również choroby wieńcowej serca. Choć o przyczynach oraz patogenezie miażdżycy wiadomo coraz więcej, nasza wiedza na ten temat wciąż nie jest pełna. Pierwszą hipotezę na temat rozwoju zmian miażdżycowych, zwaną infiltracyjną, wysunął Virchow już w 1856 roku (pierwotnym zjawiskiem w rozwoju miażdżycy jest wg niej nasiąkanie ściany tętnic lipidami pochodzenia osoczowego). Miażdżyca jest procesem powolnym, dającym objawy po wielu latach trwania. U jej podstawy leży uszkodzenie, zarówno strukturalne, jak i czynnościowe wewnętrznej warstwy ściany naczyniowej. Śródbłonek może zostać uszkodzony przez szereg różnorodnych czynników. Zaliczyć do nich można m.in. podwyższony poziom katecholamin (stres), nikotynę (palenie papierosów), infekcje wirusowe, cukrzycę, nadciśnienie tętnicze, obecność kompleksów immunologicznych. Istotne znaczenie dla rozwoju zmian miażdżycowych mają także zaburzenia w metabolizmie lipoprotein. Niedobór estrogenów pojawiający się u kobiet w okresie menopauzalnym powoduje szereg niekorzystnych zmian w profilu lipidowym: zwiększa się stężenie cholesterolu całkowitego, czemu towarzyszy wzrost LDL (szczególnie cząsteczek o małej gęstości), VLDL i trójglicerydów oraz spadek HDL. Wszystkie te zmiany mają charakter aterogenny i wynikają z braku regulującego działania hormonów płciowych (przede wszystkim estrogenów) na metabolizm lipidów – wpływ na syntezę białkowej składowej lipoprotein, gęstość i aktywność receptorów lipidowych oraz enzymatyczny rozkład lipoprotein [3, 4].
W badaniach nad rozwojem procesów miażdżycowych w naczyniach tętniczych wyróżniono kilka etapów, które scharakteryzowano następująco:
– dysfunkcja komórek śródbłonka;
– przenikanie LDL do przestrzeni podśródbłonkowej i ich modyfikacja;
– migracja monocytów do warstwy podśródbłonkowej, przekształcanie się ich w komórki piankowate wraz z następowym ich rozpadem;
– trombogeneza oraz uwalnianie z płytek krwi czynników wzrostu i substancji chemotaktycznych;
– migracja komórek mięśni gładkich z warstwy środkowej naczynia do warstwy wewnętrznej i ich rozplem;
– tworzenie się tkanki łącznej międzykomórkowej.

Powstała w wyniku tego procesu blaszka miażdżycowa może ulec pęknięciu, z wytworzeniem owrzodzenia na jej powierzchni skierowanej do światła naczynia. Owrzodzenie blaszki miażdżycowej powoduje wtórnie miejscową aktywację krzepnięcia i tworzenie skrzepliny w świetle naczynia krwionośnego. Skrzeplina zwęża światło tętnicy i może spowodować całkowitą okluzję naczynia objętego procesem chorobowym, a co za tym idzie – doprowadzić do martwicy obszaru odciętego od zaopatrzenia w krew. Proces pęknięcia blaszki miażdżycowej z następowym tworzeniem skrzepliny odgrywa kluczową rolę w rozwoju ostrych postaci choroby wieńcowej. Obecność skrzeplin w świetle naczyń wieńcowych stwierdzana jest w prawie 90% zawałów serca i 80% przypadków niestabilnej dusznicy bolesnej [5].

Choroby układu sercowo-naczyniowego, w tym nadciśnienie tętnicze i choroba niedokrwienna serca (ChNS), są poważnym problemem zdrowotnym w Polsce. Wzrost częstości zachorowań na ChNS u kobiet po menopauzie wiązany jest ze spadkiem produkcji steroidów płciowych w jajnikach. Wypływający z tego wniosek, że steroidy płciowe (głównie 17-β-estradiol) hamują rozwój ChNS, a tym samym mają korzystny wpływ na śródbłonek, wydawałby się oczywisty. Wyniki badań z ostatnich lat świadczą jednak o tym, że stosowana u kobiet po menopauzie hormonalna terapia zastępcza (HTZ) wywołuje wzrost zachorowalności na żylną chorobę zakrzepowo-zatorową oraz jest nieskuteczna we wtórnej prewencji ChNS [6, 7, 8, 9].
Choroby układu sercowo-naczyniowego to główna przyczyna zgonów kobiet w wieku menopauzalnym, częstsza niż na przykład nowotwory złośliwe – w 1996 roku stanowiły one 50,4% wszystkich zgonów w naszym kraju. W USA co druga kobieta umiera z powodu choroby serca lub udaru mózgu, rak sutka jest natomiast przyczyną zgonu 1 na 25 kobiet. W Polsce liczbę chorych na ChNS szacuje się na ok. 1 mln osób, a jej ostra postać – zawał serca – dotyka rocznie aż 100 tys. osób. Zachorowalność na ChNS jest związana z wiekiem i płcią. Kobiety przed menopauzą zapadają na ChNS znacznie rzadziej niż mężczyźni w tym samym wieku. Oblicza się, że ryzyko zgonu z ChNS u kobiety jest takie samo, jak u o 10 lat młodszego mężczyzny. Po menopauzie zachorowalność na tę chorobę znacząco wzrasta, a ponieważ kobiety żyją przeciętnie o kilka lat dłużej od mężczyzn, bezwzględna liczba zgonów z powodu ChNS jest prawie taka sama u obu płci [10].
Należy zaznaczyć, że okres menopauzy kumuluje występowanie szeregu czynników zwiększających ryzyko pojawienia się zakrzepów zarówno w układzie tętniczym, jak i żylnym. Jest to wynikiem m.in. szeregu niekorzystnych zmian w układzie krzepnięcia i fibrynolizy w organizmie kobiety w tym okresie. Stwierdza się, np. podwyższone stężenia fibrynogenu powodujące zwiększenie lepkości krwi, co pogarsza warunki przepływu krwi w naczyniu krwionośnym. Sprzyja to występowaniu zmian zakrzepowych w naczyniach tętniczych – szczególnie predysponowany jest do tego układ tętniczy serca i CUN. Wykazano również związek pomiędzy stężeniem fibrynogenu a ryzykiem żylnej choroby zakrzepowo-zatorowej. W okresie menopauzy wzrasta także stężenie czynnika VII krzepnięcia, który jest uznanym czynnikiem ryzyka ChNS. Bierze on udział w aktywacji zewnątrzpochodnego toru krzepnięcia, a jego wysoki poziom ma świadczyć o aktywacji zewnątrzpochodnego toru krzepnięcia w wyniku uszkodzenia komórek endotelium. Stężenie czynnika VII krzepnięcia jest zależne płci (wyższe u mężczyzn), genotypu, BMI; wykazano również związek z insulinoopornością, poziomem lipidów oraz zawartością tłuszczów w diecie [11].
Po menopauzie wzrasta także stężenie innego ważnego elementu, biorącego udział w hemostazie, jakim jest PAI-1. Podwyższony poziom PAI-1 upośledza fibrynolizę, sprzyja więc występowaniu zakrzepów w układzie krążenia. Stwierdzono wyraźny związek pomiędzy upośledzoną fibrynolizą i podwyższonymi stężeniami PAI-1 a występowaniem idiopatycznej zakrzepicy żylnej. Podwyższony poziom PAI-1 jest elementem składowym zespołu polimetabolicznego, gdzie współistnieje z otyłością, nadciśnieniem tętniczym, zaburzeniami gospodarki węglowodanowej, insulinoopornością i hiperinsulinemią. Wysokie stężenia PAI-1 są uważane za czynnik ryzyka ChNS i żylnej choroby zakrzepowo-zatorowej. Po menopauzie obserwuje się natomiast wzrost poziomów endogennych inhibitorów krzepnięcia – w tym białka S, co częściowo może przeciwdziałać wymienionym uprzednio niekorzystnym, prozakrzepowym zmianom występującym u kobiet w tym wieku. Tkankowy aktywator plazminogenu (t-PA) to główny fizjologiczny aktywator plazminogenu. Większość t-PA we krwi jest jednak nieaktywna, krąży w postaci kompleksów z PAI-1, a wysokie stężenia t-PA wraz z wysokimi stężeniami PAI-1 świadczą o upośledzonej fibrynolizie ustrojowej. Wysokie poziomy t-PA są związane ze zwiększonym ryzykiem choroby wieńcowej serca. Doniesienia o zachowaniu się stężeń t-PA u kobiet po menopauzie nie są jednoznaczne – stwierdza się wzrost lub niezmieniony poziom po menopauzie [12, 13].
Choć u kobiet po menopauzie nie dochodzi do wzrostu ilości płytek, stwierdza się ich zwiększoną aktywację. Jednym z produktów aktywacji płytek jest tromboksan A₂ – TXA₂, a trombocyty są jego głównym źródłem w osoczu. TXA₂ nasila agregację płytek oraz powoduje skurcz naczyń, co może uszkodzić śródbłonek i doprowadzić do powstania skrzepliny w łożysku naczyniowym. Jednak z powodu bardzo krótkiego okresu półtrwania TXA₂, we krwi oznaczany jest nie on, lecz jego stabilny metabolit – TXB₂. U kobiet po menopauzie stwierdza się stopniowy wzrost stężenia TXB₂. Wysokie stężenia tromboksanu B₂ stwierdzane są także u kobiet ze sztuczną menopauzą, którym usunięto oba jajniki oraz u pacjentów z niestabilną postacią choroby wieńcowej. Aktywacja płytek ma znaczenie w rozwoju procesów aterogennych oraz w tworzeniu zakrzepów w świetle naczyń [14].
Ocena wszystkich wymienionym dotychczas elementów charakteryzujących bezpośrednio lub pośrednio stan śródbłonka naczyniowego ma u kobiet po menopauzie znaczenie nie tylko w kontekście ryzyka chorób sercowo-naczyniowych, lecz także w przypadku monitorowania HTZ.
Hormonalna terapia zastępcza, stosowana coraz powszechniej u kobiet w okresie menopauzalnym, w wieloraki sposób oddziałuje na poszczególne elementy hemostazy. Stosowane w HTZ niewielkie dawki steroidów płciowych, w tym naturalne estrogeny (np. 17-β-estradiol), nie powodują zwykle zmian w ogólnych testach hematologicznych, charakteryzujących układ krzepnięcia, takich jak czas protrombinowy, wskaźnik protrombinowy, czas trombinowy, czy APTT. Trzeba w tym miejscu dodać, że badania nad wpływem HTZ na układ krzepnięcia nie są jednoznaczne, a często sprzeczne ze sobą. Niektóre z doniesień sugerują prokoagulacyjne działanie stosowanych tu hormonów – wzrost stężenia fibrynogenu, czynnika VII, spadek stężenia endogennych inhibitorów krzepnięcia, inne świadczą o obniżaniu się podczas HTZ stężenia czynnika VII, fibrynogenu, wzroście aktywności białka C, czy braku wpływu terapii hormonalnej na poszczególne elementy układu krzepnięcia [15, 16, 17]. Rozbieżności dotyczące wpływu HTZ na układ krzepnięcia wynikają z różnych dróg podania hormonów, ze stosowania w terapii różnych rodzajów estrogenów (i progestagenów) oraz są pochodną stosowania różnych dawek leków [18].
Wpływ HTZ na układ fibrynolizy wydaje się być bardziej jednoznaczny – hormonoterapia zastępcza zwiększa aktywność fibrynolityczną osocza. Osiągane jest to głównie poprzez spadek stężenia PAI-1, przy czym stosowanie progestagenów może zmniejszyć korzystny wpływ estrogenoterapii na fibrynolizę [19]. Mechanizm, za pomocą którego estrogeny obniżają poziom PAI-1 nie jest do końca poznany. Mehta i wsp. postulują związek spadku stężenia PAI-1 z obniżonymi poziomami trójglicerydów podczas estrogenoterapii, natomiast wg Andreasena i wsp. estrogeny bezpośrednio zmniejszają biosyntezę i sekrecję PAI-1 [20, 21]. Wzrost aktywności fibrynolitycznej u kobiet stosujących HTZ jest korzystny, gdyż redukuje ryzyko chorób układu krążenia.
Z szeregu badań wynika, że estrogeny wpływają korzystnie na stan naczyń u kobiet po menopauzie, zwiększając przepływ w naczyniach obwodowych. Pod wpływem HTZ komórki śródbłonka naczyniowego zwiększają produkcję NO oraz prostacykliny, wpływających dilatacyjnie na naczynia, jednocześnie dochodzi do spadku produkcji ET-1. Postulowane jest także bezpośrednie rozkurczowe działanie estrogenów na mięśniówkę naczyniową poprzez blokowanie kanałów wapniowych w komórkach mięśniowych naczyń. HTZ powoduje także spadek stężenia VEGF i zmniejszenie aktywności ACE, obniża stężenie E-selektyny, korzystnie wpływa na profil lipidowy (zmniejszenie stężenia cholesterolu całkowitego, LDL, Lp(a) i Apo B, zwiększenie stężenia HDL, Apo A₁ i A₂), zmniejsza stężenie molekuł adhezyjnych – sVCAM, sICAM, sTM. Zmiany te mogą odpowiadać za hamowanie procesów miażdżycowych podczas HTZ. Hormonoterapia zastępcza ma wpływać korzystnie na hemostazę także poprzez zmniejszenie aktywacji płytek krwi [22, 23].
Jednak wyniki z ostatnich 7 lat donoszą o 2–4-krotnym wzroście częstości powikłań zakrzepowo-zatorowych podczas HTZ, braku skuteczności HTZ we wtórnej prewencji ChNS i wzroście częstości powikłań sercowo-naczyniowych w pierwszym roku leczenia hormonalnego [6, 8, 9].
Jak naprawdę działa HTZ mogą odpowiedzieć dalsze badania nad jej wpływem na stan komórek bezpośrednio mających kontakt ze światłem naczynia krwionośnego, a tworzących śródbłonek naczyniowy.


Piśmiennictwo

1. Bloom W, Fawcett DW. A Textbook of Histology. W. B. Saunders Company, Philadelphia, London, 1962.
2. Mijatovic V, Pines A, Steuhouver CDA, et al. The effect of oestrogens on vessel wall and cardiac function, haemostasis and homocysteine metabolism. Eur Meno J 1996; 3: 209-18.
3. Łopaciuk S. Zakrzepy i zatory. PZWL, Warszawa, 2002.
4. Dembińska-Kieć A. Gospodarka lipidowa po menopauzie. Pol Arch Med Wewn 1998; 100: 211-9.
5. Mijatovic V, van der Mooren MJ, Stehouwer CDA, et al. Postmenopausal hormone replacement, risk estimators for coronary artery disease and cardiovascular protection. Gynecol Endocrinol 1999; 13: 130-44.
6. Daly E, Vessey MP, Hawking MM, et al. Risk of venous thromboembolism in users of hormone replacement therapy. The Lancet 1996; 348: 977-80.
7. Grodstein F, Stampfer MJ, Mansosn JE, et al. Postmenopausal estrogen and progestin use and the risk of cardiovascular disease. N Engl J Med 1996; 335: 453-61.
8. Hulley S, Grady D, Bush T, et al. Randomized trial of estrogen plus progestin for secondary prevention of coronary heart disease in postmenopausal women. JAMA 1998; 280: 605-13.
9. Jick H, Derby LE, Myers MW, et al. Risk of hospital admission for idiopathic venous thromboembolism among users of postmenopausal oestrogens. The Lancet 1996; 348: 981-3.
10. Carvalho de Sousa J, Azevedo J, Soria C, et al. Factor VII hyperactivity in acute myocardial thrombosis. A relation to the coagulation activation. Thromb Res 1988; 51: 165-73.
11. Meade TW. Factor VII and ischaemic heart disease: Epidemiological evidence. Haemostasis 1983; 13: 178-85.
12. Dawson S, Henney A. The status of PAI-1 as a risk factor for arterial and thrombotic disease: a review. Atherosclerosis 1992, 95: 105-17.
13. Stachowiak G, Połać I, Jędrzejczyk S, et al. Postmenopausal status, coagulation and fibrinolysis. Pol J Gyn Invest 2001; 3: 97-100.
14. Aune B, Oian P, Omsjo I, et al. Hormone replacement therapy reduces the reactivity of monocytes and platelets in whole blood – A beneficial effect on atherogenesis and thrombus formation? Am J Obstet Gynecol 1995; 173: 1816-20.
15. Gilabert J, Estelles A, Cano A, et al The effect of estrogen replacement therapy with or without progestogen on the fibrinolytic system and coagulation inhibitors in postmenopausal status. Am J Obstet Gynecol 1995; 173: 1849-54.
16. Hoibraaten E, Qvigstad E, Andersen TO, et al. The Effect of Hormone Replacement Therapy (HRT) on Hemostatic Variables in Women with Previous Venous Thromboembolism – Results from a Randomized, Double-Blind, Clinical Trial. Thromb Haemost 2001; 85: 775-81.
17. Scarabin PY, Plu-Bureau G, Bara L, et al. Haemostatic variables and menopausal status: influence of hormone therapy. Thromb Haemost 1993; 70: 584-7.
18. Winkler UH. Menopause, hormone replacement therapy and cardiovascular disease: a review of haemostaseological findings. Fibrinolysis 1992; 6 (suppl 3): 5-10.
19. Gebara OCE, Murray A, Sutherland P, et al. Association between increased estrogen status and increased fibrynolytic potential in the Framingham Offspring Study. Circulation 1995; 91: 1952-89.
20. Hehta J, Mehta P, Lawson D, et al. Plasma plasminogen activator inhibitor levels in coronary artery disease: correlation with age and serum triglyceride concentrations. J Am Coll Cardiol 1987; 9: 263-8.
21. Andreasen PA, Georg B, Lund RL, et al. Plasminogen activator inhibitors: hormonally regulated serpins. Mol Cell Endocrinol 1990; 68: 1-19.
22. van Baal WM, Emeis JJ, Kenemans P, et al. Short-term hormone replacement therapy: reduced plasma levels of soluble adhesion molecules. Eur J Clin Invest 1999; 29: 913-21.
23. Schnaper HW, McGuire J, Runyan C, et al. Sex steroids and the endothelium. Curr Med Chem 2000; 7: 519-31.


Adres do korespondencji

dr n. med. Grzegorz Stachowiak
Klinika Ginekologii i Chorób Menopauzy
Instytut Centrum Zdrowia Matki Polki
ul. Rzgowska 281/289
93-338 Łódź