Az oxigénhiány okozta érelmeszesedés

Mindezek tudatában megdöbbentő, hogy mennyi mindent nem tudunk a folyamat részleteiről, mozgatórugóiról. Ezen igyekszik változtatni Jeney Viktória, a Debreceni Egyetem Általános Orvostudományi Kar tudományos főmunkatársa, a Lendület-pályázat 2020-as nyertese és az általa vezetett Vaszkuláris Pathofiziológiai Kutatócsoport.
Az egészséges, fiatal artériák fala tágulékony, rugalmas, maguk az erek hajlékonyak, így átmérőjük dinamikus megváltoztatásával könnyedén alkalmazkodnak a szervezet és a szervek változó igényeihez. Az életkor előrehaladtával teljesen még ma sem értett okokból – bár az életmódnak ebben bizonyítottan fontos szerepe van – az érfalakban lerakódások, zsíros-meszes plakkok jelennek meg. Így nemcsak merevebbé válik az érfal, de a nagyobb plakkok beszűkíthetik az ér átmérőjét, ami szélsőséges esetben akár 90 százalékos szűkületet is jelenthet. Ennek következtében jelentősen romlik az ér által kiszolgált szervek vérellátása.

A betegség gyakorlatilag mindenkit érint, aki magas kort ér meg. A kérdés az, hogy milyen idősen válik a folyamat veszélyessé. Ennek hátterében genetikai okok, illetve a táplálkozással, testmozgással összefüggő tényezők is állhatnak. Noha az érelmeszesedés nagy valószínűséggel az idők kezdete óta velünk van, a kialakulásának pontos mechanizmusát még ma sem értjük minden részletében. Márpedig e tudásnak elsőrendű jelentősége lenne a hatékony prevencióban, illetve a betegség kialakulása után a terápia megtervezésében.

„A Lendület-pályázat célja az érelmeszesedés egyik komponensének, a vaszkuláris kalcifikáció mechanizmusának a megértése. A vaszkuláris kalcifikáció során egy csontszerű, kalciumban és foszfátban gazdag anyag rakódik le az érfalban” – mondja Jeney Viktória az mta.hu weboldalán megjelent írásban.
„A vaszkuláris kalcifikációnak kétfajta gyakori megjelenési formája van. Az egyik az erek belső felszínét, a tunica intimát érintő, általában az érelmeszesedéses plakkok környezetében megjelenő fokális intimakalcifikáció.
A másik típus az erek középső rétegét, a tunica mediát érinti, az ér teljes keresztmetszetében kialakuló mediakalcifikáció. Az intimakalcifikáció rizikófaktora az érelmeszesedés rizikófaktoraival megegyezik, ugyanakkor a mediakalcifikáció elsősorban krónikus veseelégtelenségben tapasztalható.”
Régen az erek kalcifikációját passzív folyamatnak gondolták, amely összefügg az öregedéssel, és gyakorlatilag megállíthatatlan. Azt gondolták, hogy a foszfát és kalcium plazmaszintjének emelkedése a kalciumban és foszfátban gazdag hidroxiapatit kicsapódásához vezet, mely lerakódik az érfalban. Ezt a vélekedést az is alátámasztotta, hogy mediakalcifikációt főként krónikus veseelégtelen betegekben lehetett megfigyelni, akiknél a vesefunkció progresszív beszűkülése foszfátvisszatartáshoz és így a szérumfoszfátszint emelkedéséhez vezet, ugyanakkor egy pozitív kalciumegyensúly is fennáll. Csupán néhány évtizeddel ezelőtt kezdték el gyanítani, hogy a vaszkuláris kalcifikáció kialakulása korántsem passzív folyamat, a létrejöttéhez a sejtek tevékeny részvétele szükséges. Azóta a háttérben húzódó mechanizmusok feltérképezése rendkívül aktívan kutatott területnek számít.

Kiderült, hogy a vaszkuláris kalcifikációban az érfal simaizomsejtjei kóroki szereppel bírnak, és hogy a folyamat hátterében a simaizomsejtek csont-, illetve porcsejtirányú differenciálódása áll. A simaizomsejtekről ma már tudjuk, hogy nagyon érzékenyen reagálnak a környezeti változásokra, és különféle ingerek hatására nemcsak csont-, illetve porcsejtszerű sejtté, hanem például makrofág vagy zsírsejtszerű sejtekké is képesek átalakulni. Vagyis plasztikusak, gyorsan és rugalmasan reagálnak az őket ért hatásokra.

„Mi gyakorlatilag a simaizomsejtek ezen oszteokondrogén irányú differenciálódását kutatjuk, mely folyamatban kialakulnak azok a sejtek, amelyek a csont-, illetve porcszerű anyag termelődéséért felelősek az érfalban. A simaizomsejtek oszteokondrogén differenciálódását számos dolog indukálhatja, melyek közül több egyúttal reaktív oxigéngyökök képződését is előidézi. 
Számos, kalcifikációt beindító hatás hipoxiaszerű reakciót is kivált a sejtekből. Ez a felismerés elgondolkodtatott bennünket, és feltettük a kérdést, hogy ennek a hipoxiás válasznak vajon van-e szerepe a simazomsejtek oszteokondrogén irányú differenciálódásában. Ez azért is fontos kérdés, mert az érfal mindkétféle kalcifikáció során hipoxiássá válik.”

Ez első hallásra talán meglepő lehet, hiszen itt friss, oxigénben gazdag vért szállító artériákról van szó. Hogyan lehet egy az érfalban lévő simaizomsejt hipoxiás? A tunica mediában található simaizomsejtek az ér üregének irányából jutnak oxigénhez, mely az endotéliumon (az erek belső falát burkoló speciális, egy sejtréteg vastagságú hámszövet) diffundál keresztül. Intimakalcifikáció esetén a magyarázat viszonylag egyszerű. A plakk kialakulása során a vérzsírok az endotélium és a simaizomsejtek közé rakódnak le, és mivel az oxigén diffúziós távolsága limitált, nem jut el a plakk mélyén elhelyezkedő simaizomsejtekig. A simaizomsejtek hipoxiája a mediakalcifikáció esetén egyértelmű, ugyanakkor az okok feltárása még várat magára.

A Lendület-kutatócsoport munkatársai azt feltételezték, hogy ez a hipoxia is hozzájárulhat a sejtek oszteokondrogén irányú differenciálódásához. Ez a hipotézis be is igazolódott, mert kísérletes körülmények között a hipoxiás környezet előidézte a simaizomsejtek csont-, illetve porcsejtszerű sejtekké való átalakulását.
E felfedezés folytatása a Lendület-pályázatban előirányzott kutatási terv, vagyis azt szeretnék sokkal mélyebben megérteni, hogyan befolyásolja az oszteokondrogén differenciációt a hipoxia.