Działanie statyn poza obniżaniem lipidów – wyniki najnowszych badań

Czy statyny wykazują działania poza obniżeniem lipidów?

Statyny, powszechnie znane ze swoich właściwości obniżających poziom lipidów, wykazują również szereg efektów plejotropowych, w tym działanie antyoksydacyjne, przeciwzapalne i przeciwzakrzepowe. Badania naukowe potwierdzają, że leki z tej grupy powodują relaksację naczyń krwionośnych poprzez mechanizmy zależne i niezależne od śródbłonka. Pomimo rosnącej wiedzy na temat ich szerokich efektów biologicznych, do tej pory nie przeprowadzono badań in vitro oceniających, w jaki sposób tkanka tłuszczowa okołonaczyniowa (PVAT) wpływa na bezpośrednie działanie naczyniowe tych leków.

PVAT to dynamiczna tkanka otaczająca naczynia krwionośne, która odgrywa istotną rolę regulacyjną w napięciu naczyniowym i utrzymaniu homeostazy. Obecność PVAT osłabia skurcze wywołane przez różne substancje spazmogenne, takie jak noradrenalina, serotonina, angiotensyna II czy fenylefryna, poprzez uwalnianie substancji wazoaktywnych. Tkanka tłuszczowa okołonaczyniowa może więc potencjalnie modulować działanie leków wpływających na napięcie naczyń, w tym statyn. Wcześniejsze badania wykazały, że leczenie statynami, szczególnie atorwastatyną, wzmacnia właściwości przeciwkurczowe PVAT w pierścieniach aorty szczura zarówno w warunkach zdrowych, jak i patologicznych. “Leczenie atorwastatyną poprawia profil przeciwzapalny tkanki tłuszczowej okołonaczyniowej” – piszą autorzy wcześniejszych badań. Jednak dokładna rola PVAT w modulowaniu efektów wazorelaksacyjnych statyn pozostawała dotąd niewyjaśniona.

Jak przeprowadzono badanie wpływu statyn i PVAT?

Autorzy omawianego badania postawili sobie za cel zbadanie potencjalnego wpływu PVAT na bezpośrednie działanie relaksacyjne atorwastatyny i rosuwastatyny – dwóch najsilniejszych statyn, które wykazują porównywalną skuteczność u pacjentów z chorobą wieńcową pod względem wyników sercowo-naczyniowych. W tym celu zbadano zależne od stężenia (10⁻⁷–10⁻⁴ M) efekty relaksacyjne obu statyn w izolowanych pierścieniach aorty piersiowej szczura z zachowaną tkanką tłuszczową okołonaczyniową PVAT(+) oraz bez niej PVAT(−).

Metodologia badania opierała się na wykorzystaniu izolowanych pierścieni aorty piersiowej młodych samców szczurów Wistar (8-10 tygodni, około 250 g). Zwierzęta były utrzymywane w kontrolowanych warunkach temperatury (21 ± 2°C), wilgotności (45%-65%) oraz cyklu światło/ciemność (12h), z dostępem do wody i pożywienia ad libitum. Wszystkie protokoły eksperymentalne zostały przeprowadzone zgodnie z zatwierdzeniem Lokalnej Komisji Etycznej ds. Eksperymentów na Zwierzętach Uniwersytetu Stambulskiego. Po znieczuleniu zwierząt za pomocą iniekcji dootrzewnowej ketaminy (100 mg/kg) i ksylazyny (10 mg/kg), aorty piersiowe były natychmiast wycinane i umieszczane w roztworze Krebsa-Ringera zawierającym odpowiednie stężenia elektrolitów i glukozy.

Izolowane aorty były dzielone na fragmenty 3-4 mm, przy czym w grupie PVAT(+) tkanka tłuszczowa okołonaczyniowa pozostawała nienaruszona, natomiast w grupie PVAT(−) była ona usuwana. Badania reaktywności naczyniowej przeprowadzono z wykorzystaniem systemu izolowanych kąpieli narządowych, gdzie odpowiedzi kurczliwe i relaksacyjne były rejestrowane przez przetwornik siły-przemieszczenia na systemie poligraficznym. Po okresie równoważenia trwającym 1 godzinę pod napięciem spoczynkowym 1 g, wykonywano dwie kolejne kontrakcje z chlorkiem potasu (KCl, 40 mM) w celu standaryzacji pierścieni aorty.

Integralność czynnościowa śródbłonka była oceniana poprzez skumulowane podawanie acetylcholiny (Ach, 10⁻⁷–10⁻⁴ M) – wazodylatatora zależnego od śródbłonka, do pierścieni aorty, które były poddane submaksymalnej (70%-80%) prekontrakcji za pomocą selektywnego agonisty receptorów α₁-adrenergicznych, fenylefryny (Phe, 10⁻⁶–3 × 10⁻⁵ M). Zdolność wazorelaksacyjna pierścieni aorty była dodatkowo oceniana na końcu każdego eksperymentu poprzez podanie nitroprusydku sodu (SNP, 10⁻⁶ M), bezpośrednio działającego nitrowazodylatatora.

Jakie są kluczowe wyniki badań naczyniowych?

Badanie wykazało, że zarówno atorwastatyna, jak i rosuwastatyna (10⁻⁷–10⁻⁴ M) wywoływały zależną od stężenia relaksację w izolowanych pierścieniach aorty szczura z zachowaną tkanką tłuszczową okołonaczyniową PVAT(+) oraz bez niej PVAT(−), które zostały poddane submaksymalnej prekontrakcji fenylefryną. Co istotne, maksymalne odpowiedzi relaksacyjne na rosuwastatynę były większe niż na atorwastatynę, zarówno w pierścieniach z zachowaną tkanką tłuszczową okołonaczyniową, jak i bez niej. Dodatkowo, stwierdzono znaczącą różnicę w czułości (pEC₅₀) rosuwastatyny w porównaniu do atorwastatyny w pierścieniach z zachowaną tkanką tłuszczową okołonaczyniową. Jednakże, maksymalne relaksacje, jak również wartości pEC₅₀ określone dla obu statyn, były porównywalne między pierścieniami aorty z zachowaną tkanką tłuszczową okołonaczyniową PVAT(+) i bez niej PVAT(−).

W badaniu zaobserwowano również, że Ach (10⁻⁷–10⁻⁴ M) wywoływała zależne od stężenia relaksacje zarówno w pierścieniach z zachowaną tkanką PVAT(+), jak i bez niej PVAT(−). Maksymalne odpowiedzi relaksacyjne na Ach wynosiły 74,38% ± 1,42% (n = 9) w pierścieniach z zachowaną tkanką PVAT(+) oraz 73,06% ± 1,86% (n = 13) w pierścieniach bez PVAT(−). Nie stwierdzono różnic w maksymalnych odpowiedziach ani czułości (wartości pEC₅₀: 5,95 ± 0,15; 5,79 ± 0,11) na Ach między grupami PVAT(+) i PVAT(−). Podobnie, bezpośrednio działający, niezależny od śródbłonka wazodylatator SNP (10⁻⁶ M) wywoływał podobne maksymalne relaksacje w izolowanych pierścieniach aorty szczura z zachowaną tkanką PVAT(+) (106,25% ± 2,03%, n = 9) i bez PVAT(−) (102,45% ± 1,17%, n = 13).

Wyniki te sugerują, że PVAT nie modyfikuje ostrych efektów wazorelaksacyjnych badanych statyn w warunkach zdrowych. Jest to pierwsze badanie wykazujące, że tkanka tłuszczowa okołonaczyniowa nie moduluje ostrych efektów wazorelaksacyjnych atorwastatyny i rosuwastatyny w pierścieniach aorty szczura. Czy zatem tkanka tłuszczowa okołonaczyniowa nie ma znaczenia dla efektów naczyniowych statyn? Autorzy zaznaczają, że dalsze badania będą intrygujące w celu wyjaśnienia wpływu PVAT na naczyniowe efekty statyn w warunkach patologicznych.

Warto podkreślić, że badanie wykazało, iż rosuwastatyna wywołała większy efekt relaksacyjny niż atorwastatyna w pierścieniach aorty szczura, niezależnie od obecności lub braku PVAT. “Większy maksymalny efekt relaksacyjny rosuwastatyny w porównaniu do atorwastatyny nie wydaje się zależeć od różnic w zależnych i niezależnych od śródbłonka zdolnościach relaksacyjnych preparatów aorty, ponieważ okazały się one porównywalne w pierścieniach z zachowaną i usuniętą tkanką tłuszczową okołonaczyniową” – podkreślają badacze. Chociaż kilka badań klinicznych potwierdza porównywalną skuteczność atorwastatyny i rosuwastatyny w zapobieganiu chorobom sercowo-naczyniowym, niektóre dowody kliniczne sugerują różnice w ich pozalipidowych efektach plejotropowych, szczególnie w układzie naczyniowym.

Czy rozpuszczalność w lipidach decyduje o różnicach w efektach statyn?

Biorąc pod uwagę hydrofilowy charakter rosuwastatyny w porównaniu do lipofilowego charakteru atorwastatyny, różnice w naczyniowych efektach relaksacyjnych zaobserwowane w obecnym badaniu mogą być przypisane ich różnicom w rozpuszczalności w lipidach. Jednak wcześniejsze badania in vitro oceniające efekt wazorelaksacyjny różnych statyn wykazały albo brak różnicy między hydrofilowymi i lipofilowymi statynami, albo większą odpowiedź relaksacyjną na statyny lipofilowe. W świetle tych sprzecznych wyników, a także braku bezpośrednich danych eksperymentalnych łączących rozpuszczalność w lipidach z zaobserwowanymi różnicami w efektach wazorelaksacyjnych atorwastatyny i rosuwastatyny, dalsze badania oceniające wpływ innych mechanizmów wpływających na funkcję naczyń, takich jak uwalnianie tlenku azotu i właściwości antyoksydacyjne, byłyby interesujące.

Kilka badań in vitro z wykorzystaniem izolowanych preparatów naczyniowych wykazało, że statyny, w tym atorwastatyna i rosuwastatyna, wywołują ostre efekty relaksacyjne poprzez mechanizmy zależne i niezależne od śródbłonka, wykraczające poza ich właściwości obniżające poziom lipidów. Mediatory wazodylatacyjne śródbłonka, w tym tlenek azotu (NO) i/lub prostaglandyny, które są dobrze znanymi modulatorami funkcji naczyniowej, pośredniczą w bezpośrednich efektach wazorelaksacyjnych statyn. PVAT jest również uznawany za kluczowy element w parakrynnej modulacji funkcji naczyniowej ze względu na jego bliską bliskość do układu naczyniowego. Uwalniając różne substancje wazoaktywne, takie jak adipokiny, siarkowodór (H₂S) i NO, PVAT wywiera efekt przeciwkurczliwy na skurcze wywołane przez spazmogeny i reguluje napięcie mięśni gładkich naczyń.

Jakie wyzwania i perspektywy stawia dalsza nauka?

Wcześniejsze badania koncentrowały się na związku między statynami a funkcją PVAT, wykazując, że leczenie statynami wzmacnia przeciwkurczliwe właściwości PVAT w zdrowych i chorobowych warunkach. W związku z tym długotrwałe (26 tygodni) leczenie atorwastatyną (50 mg/kg/dzień) przywracało przeciwkurczliwy efekt PVAT u szczurów spontanicznie nadciśnieniowych (SHR). Podobnie, 3-tygodniowe leczenie szczurów Wistar atorwastatyną (40 mg/kg/dzień) wzmacniało przeciwkurczliwy efekt PVAT na skurcze wywołane przez fenylefrynę poprzez stymulację produkcji H₂S. Co ciekawe, efekt ten nie był obserwowany przy leczeniu prawastatyną. Oprócz poprawy przeciwkurczliwej funkcji PVAT, leczenie atorwastatyną poprawiało profil zapalny PVAT w warunkach patologicznych. Chociaż wspomniane badania in vivo potwierdzają wzajemne oddziaływanie między statynami a funkcją PVAT, brakuje badań in vitro wykazujących modulującą rolę PVAT w bezpośrednich efektach naczyniowych statyn.

Obecne badanie ma pewne ograniczenia, które należy wziąć pod uwagę. Badano ostre efekty statyn w obecności i przy braku PVAT w układzie bioanalitycznym in vitro. Jednak modulacyjna rola PVAT w naczyniowych efektach statyn może być bardziej widoczna w warunkach in vivo po długotrwałym leczeniu statynami. Ponadto, wyniki sugerują, że PVAT nie przyczynia się do naczyniowych efektów relaksacyjnych atorwastatyny i rosuwastatyny u młodych szczurów w zdrowych warunkach. Jednak wartościowe byłoby zbadanie, jak ten efekt może się zmieniać w kontekście dysfunkcji PVAT związanej ze starzeniem się i stanami patologicznymi.

Czy wyniki badania otwierają nowe perspektywy w terapii statynami?

Podsumowując, badanie wykazało, że zarówno atorwastatyna, jak i rosuwastatyna wywołują zależną od stężenia relaksację w prekurczonych izolowanych aortach szczura, niezależnie od obecności lub braku PVAT. Dodatkowo, rosuwastatyna wykazała większy efekt wazorelaksacyjny w porównaniu do atorwastatyny w pierścieniach aorty szczura zarówno z PVAT, jak i bez niego. Czy różnica w bezpośrednich efektach wazorelaksacyjnych tych statyn, poza ich silnymi właściwościami obniżającymi poziom lipidów, ma znaczenie kliniczne, pozostaje do oceny w przyszłych badaniach. To badanie dostarcza nowych dowodów na to, że PVAT nie wpływa znacząco na wazorelaksację wywołaną przez statyny w warunkach fizjologicznych. Jednakże wpływ PVAT na efekty wazorelaksacyjne statyn może być bardziej krytyczny w starzeniu się i stanach patologicznych, co powinno być dalej badane.

Podsumowanie

Badania wykazały, że statyny, oprócz swojego głównego działania obniżającego poziom lipidów, wykazują szereg efektów plejotropowych, w tym działanie antyoksydacyjne, przeciwzapalne i przeciwzakrzepowe. W przeprowadzonym badaniu porównano wpływ atorwastatyny i rosuwastatyny na naczynia krwionośne w kontekście obecności tkanki tłuszczowej okołonaczyniowej (PVAT). Wyniki pokazały, że obie statyny wywołują zależną od stężenia relaksację naczyń, przy czym rosuwastatyna wykazała silniejsze działanie wazorelaksacyjne niż atorwastatyna. Co istotne, obecność PVAT nie wpływała znacząco na efekty rozszerzające naczynia wywołane przez statyny w warunkach fizjologicznych. Badanie sugeruje jednak, że wpływ PVAT na działanie statyn może być bardziej znaczący w warunkach patologicznych i wymaga dalszych badań.