Aort Kapak Sklerozu ile Sistemik Endotel Disfonksiyonu. Arasındaki İlişkisinin Araştırılması

Transkript

1 T.C. Dr. Siyami Ersek Göğüs Kalp ve Damar Cerrahisi Merkezi İstanbul Aort Kapak Sklerozu ile Sistemik Endotel Disfonksiyonu Arasındaki İlişkisinin Araştırılması Kardiyoloji Uzmanlık Tezi Tez Yöneticisi Dr. Tuna Tezel Dr. Hüseyin KILIÇ İSTANBUL 2006

2 T.C. Dr. Siyami Ersek Göğüs Kalp ve Damar Cerrahisi Merkezi İstanbul Aort Kapak Sklerozu ile Sistemik Endotel Disfonksiyonu Arasındaki İlişkisinin Araştırılması Dr. Hüseyin KILIÇ Kardiyoloji Uzmanlık Tezi Tez Yöneticisi Dr. Tuna Tezel İSTANBUL

3 TEŞEKKÜR Türkiye de Göğüs Kalp ve Damar Cerrahisinin kurulması ve gelişmesinde büyük emeği olan, hastanemizin kurucusu, merhum Prof. Dr. Siyami Ersek hocamızı saygıyla anıyorum. Sayın Başhekim Prof. Dr. İbrahim Yekeler e Başta tez çalışmamda yönlendirme ve desteklerini benden esirgemeyen Kardiyoloji Klinik Şefi Dr. Tuna Tezel başta olmak üzere; klinik şefim Dr. Birsen Ersek e ve ihtisas sürem boyunca birlikte çalıştığım Kardiyoloji Klinik Şefleri Dr. Aydın Çağıl, Dr. Tanju Ulufer, Doç. Dr. Neşe Çam, Doç. Dr. Ahmet Narin, Doç. Dr. Kadir Gürkan, Doç. Dr. Kemal Yeşilçimen e, Doç. Dr. Mehmet Eren e, Doç. Dr. Osman Bolca ya, Doç. Dr. Gülşah Tayyareci ye Kardiyoloji Şef Muavinlerimiz Dr. Hasan Sunay, Dr. Öner Engin, Dr. Recep Öztürk, Doç. Dr. İzzet Erdinler, Doç. Dr. Şevket Görgülü ye ve Doç. Dr. Seden Çelik e Kalp Damar Cerrahisi, Göğüs Cerrahisi, Anesteziyoloji ve Reanimasyon Şef ve Şef Muavinlerine, başasistan, uzman ve asistanlarına, Tez çalışmamda büyük destek ve yardımlarını gördüğüm başta Dr. Özer Soylu ve Dr. Aydın Yıldırım olmak üzere diğer başasistan ve uzmanlarımıza ve asistan arkadaşlarıma, hastane hemşireleri, personeli ve tüm çalışanlarına, bugünlere gelmemde katkısı olan aileme ve dostlarıma, Teşekkürlerimi sunarım. 3

4 İÇİNDEKİLER Sayfa GİRİŞ...5 GENEL BİLGİLER...6 MATERYAL ve METOD...35 BULGULAR...38 TARTIŞMA VE SONUÇ...41 KAYNAKLAR

5 GİRİŞ Aort kapak sklerozu/aks aort kapak hareketlerinde belirgin kısıtlılığın eşlik etmediği kalınlaşma, ekojenite artışı ve kalsifikasyonla karakterizedir. 1,2 Oldukça sık rastlanan bir durum olup 65 yaş üstü popülasyonda %21-26, 85 yaş üstü popülasyonda ise %48 sıklıkta görülmektedir. 3,4 AKs nin klinik önemini oluşturan birinci nokta, cerrahi olarak tedavi edilmediği taktirde prognozu kötü olan semptomatik aort darlığının öncü lezyonu olmasıdır. Dejeneratif aort kapak hastalığı bir ucunda hafif AKs diğer ucunda semptomatik aort darlığı bulunan bir klinik spektrumu içermektedir. AKs aort darlığına neden olmadığı, dolayısıyla hemodinamik olarak anlam taşımadığı koşullarda bile artmış kardiyovasküler olay; miyokard infarktüsü, anjina pektoris, konjestif kalp yetersizliği, inme, kardiyovasküler nedenli ölüm sıklığı ile ilişkili bulunmuştur. 3 Total kolesterol, düşük yoğunluklu lipoprotein/ldl, lipoprotein a, trigliserid düzeylerindeki yükseklik; azalmış yüksek yoğunluklu lipoprotein/hdl düzeyi; erkek cinsiyet; sigara kullanımı; hipertansiyon; diyabet gibi geleneksel ateroskleroz risk faktörlerinin AKs görülme sıklığını artırdığı gösterilmiştir, bu risk faktörlerinin endotel disfonksiyonu ve kapak hasarının muhtemel nedenleri olduğu düşünülmektedir Endotel disfonksiyonunun göstergelerinden biri azalmış nitrik oksit/no ve prostosiklin aktivitesidir. Bu iki molekül endotel düzeyindeki inflamatuar aktivitenin önemli düzenleyicileridir. 11 İnflamasyon, ateroskleroz risk faktörlerinin hazırladığı zeminde endotel disfonksiyonunun ve AKs nin önemli nedenlerindendir. 12 NO sistemik vasküler endotelyal sistemin fonksiyonlarının sürdürülmesinde önemli bir role sahiptir. 13 AKs ve endotel disfonksiyonu benzer risk faktörlerini ve benzer aterosklerotik patogenez sürecini paylaşmaktadır. 14 Bu çalışmanın ışığında bilinen koroner hastalığı bulunmayan bir populasyon incelenerek Aks nin altında yatan patogenetik mekanizmanın endotel disfonksiyonu olup olmadığı sorusunu cevaplamayı amaçladık. Bu noktadan yola çıkarak AKs bulunan ve bulunmayan kişilerde ekokardiyografik parametreleri kullanılarak brakiyal arter fonksiyonlarının yanı sıra aortun elastik fonksiyonlarını da değerlendirerek Aks nin altında yatan nedenin hem musküler hem de elastik arterleri etkileyen jeneralize bir endotel disfonksiyonu olabileceğinin kanıtına çalışılmıştır. 5

6 GENEL BİLGİLER Aort Kapak Sklerozu Aort kapak sklerozu/aks transtorasik ekokardiyografik inceleme sırasında aort kapakçıklarında ekojenite artışı ve kalınlaşmanın izlendiği fakat kapak hareketinde kısıtlanmanın eşlik etmediği ve Doppler ekokardiyografi ile ölçülen aort ileri akım hızının 2.0 m/sn yi geçmediği bir durumla karakterizedir. 3 (Şekil 1) Kalsifik aort kapak hastalığı ise bir ucunda hafif derecede AKs nin diğer ucunda ise ileri derecede aort stenozunun bulunduğu bir hastalık spektrumunu ifade etmektedir. AKs klinikte sıkça rastlanan ve 65 yaş üstü populasyonun %21-26 sını etkileyen bir durumdur. Bu sıklık 75 yaş üstünde %37 ye kadar çıkmaktadır. Aort stenozu ise 65 yaş üstünde %2.6, 85 yaş üstünde %4 sıklıkta görülür. 3 Faggiano ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada 15 AKs bulunan ortalama yaşı 68 ve aort ileri akım hızı ortalaması 1.79 m/sn olan 400 hasta 4 yıl boyunca izlenmiştir. Takip sonucunda aort ileri akımında ortalama m/sn/yıl artış gözlenmiş bunların %6 sında aort velositesinde hızlı artış (>0.3 m/sn/yıl) gözlenmiştir. %2,5 vakada ileri aort stenozu (aort ileri akımı >4 m/sn), %5.2 sinde orta derece aort stenozu (aort ileri akımı >3m/s), %25 vakada ise hafif aort stenozu (aort ileri akımı >2m/sn) toplamda 1/3 hastada değişik derecede aort stenozu gözlenmiştir ve AKs nin ilerleyici bir hastalık olduğu sonucuna varılmıştır. Bu çalışmada yaş (>70), erkek cinsiyet ve artmış vücut kitle endeksi (>30 kg/m 2 ) aort ileri akım hızındakidaki artış hızıyla ilişkili bulunmamıştır. Aort kapağın ventrikül ve aort yüzeyini endotel kaplar. Endotel tabakalarının arasında 3 tabaka daha mevcuttur. Kapağın sertliğini fibroz tabaka sağlar. Serttir ve kapak kenarına paralel kollajen liflerinden oluşur. Ventriküler tabaka kapağın elastikiyetini sağlar, kapağın kenarına dik uzanan elastik liflerden oluşur. Spongiyoza tabakası kapağın 1/3 proksimal tabanını yapar ve gevşek bağ dokudan oluşur. 16 (Şekil 2) Makroskopik olarak yaşlanmayla birlikte aort kapak diffüz olarak kalınlaşır. Arantiüs nodülü belirginleşir. Doku düzeyinde ise aort sklerozunun erken döneminde endotelde bozulma endotel altı bölgede hücre içi ve hücreler arası lipid birikimi ve makrofaj infiltrasyonu gözlenir. Endotele komşu fibroza tabakasında kalınlaşma protein, lipid ve kalsiyum 6

7 birikimi vardır. Bu değişiklikler özellikle kapağın menteşe gibi çalışan bazal kısmında oluşur. Aort sklerozunun ciddiyeti arttıkça değişim belirgin hale geçer. Kalsifik nodüller kapak hareketinin en fazla olduğu kapağın aort köküyle birleştiği bölgenin aortik yüzeyinde oluşur. 17 Belirtildiği gibi başlangıçtaki olay özellikle mekanik stres bölgelerinde oluşan endotel hasarıdır. (Şekil 3) Hasarlı bölgeden plazma lipoproteinleri endotel altı bölgeye infiltre olur. Okside LDL gelişmesiyle bölgeye makrofaj göçü başlar ve bunlar köpük hücrelerine dönüşürler. Okside LDL ayrıca fibroblaslardan kalsifikasyonun başlaması için çekirdek oluşturacak maddelerin de salgılanmasını uyarır. Makrofajlar ile birlikte infiltrasyon bölgesine gelen T lenfositlerinin salgıladığı beta transforming growth faktör, ekstraselüler matriks sentezini tetikler. Bu maddenin uyarısı ile osteoblast benzeri hücreler oluşur ve osteopontin, osteonektin sentezi başlar. Osteopontin kemikleşmede rol oynayan bir proteindir. Kalsifiye aort kapaklarında lameller kemik oluşumu ve fibroblastları osteoblastlara çevirme gücü olan gen ekspresyonları gösterilmiştir.(şekil 3.4.5) Aort yapraklarındaki düzensiz kalınlaşmanın dejeneratif aort darlığının öncüsü olduğuna inanılmaktadır. Kapak kalınlaşması öncül lezyon olup lipid birikimi, hücre infiltrasyonu ve ekstraselüler maddelerin toplanmasıyla açıklanmaktadır. İleri dönemde kalsiyum birikimi ön plana geçmektedir. Lezyonun çapı arttıkça lipit çekirdek belirgin hale gelir. İnflamatuar hücreler azalır kalsifikasyon başlar. Yaprakların annulusa bağlandıkları yerde biriken kalsiyumun yaprak hareketlerini kısıtlanması ile aort darlığı ortaya çıkar. Dejeneratif aort darlığında tabandan uca doğru ilerleyen ve gerçek bir komissüral füzyon olmadan yaprakların hareketini kısıtlayan bir kalsifikasyon mevcuttur. 17 (Şekil 6) Artmış toplam kolesterol, LDL, lipoprotein a, trigliserit, düşük HDL kolesterol düzeyi, erkek cinsiyet, sigara kullanımı, hipertansiyon, diyabetes mellitus gibi geleneksel ateroskleroz risk faktörleri yapılan araştırmalarda artmış AKs sıklığı ile ilişkili bulunmuştur Ayrıca hiperparatroidi, son dönem böbrek yetersizliği, Paget hastalığı ve biküspit aort kapak gibi konjenital aort kapak anomalilerinin de artmış AKs sıklığı ile ilişkili olduğu gösterilmiştir Endotel disfonksiyonunda NO ve prostasiklinin endotel üzerindeki etki ve kontrolünün kaybolması önemli rol oynamaktadır. Bu iki molekül aynı zamanda damardaki inflamatuar aktivitenin çok önemli iki düzenleyicisidir. 11 Buna paralel vücuttaki artmış inflamatuar aktivite AKs gelişmesinde son derece önemli rol oynamaktadır. 21 Sklerotik aort kapaklarda T lenfositler belirlenmiştir ve inflamatuar sitokin düzeyleri de yüksek bulunmuştur. Bu durum kapakta bir hasar-onarım döngüsünün sürmekte 7

8 olduğunu göstermektedir. Vasküler hücre adezyon molekülü 1 gibi normal kapakta bulunmayan adezyon molekülleri de hasta kapakta eksprese edilmeye başlanmıştır. Monositler bu adezyon moleküllerine yapışarak subendotelyal bölgeye kemotaksik moleküllerin yardımıyla geçmekte ve makrofajlara farklılaşmaktadırlar. 25,26,27 Transforming growth faktör beta 1/TGF-β1 in kapaktaki kalsifikasyon oluşumunda önemli bir role sahip sitokin olduğu düşünülmektedir. Yapılan immünhistokimyasal çalışmalarda kalsifik aort kapakta normal kapağa göre artmış düzeyde TGF-β1 miktarı belirlenmiştir. 28 TGF-β1 kemik yapımı uyarıcı etkiye sahip bir sitokindir. 29,30 Sklerotik kapakta TGF-β1 ekstraselüler matrikste TGF-β1 bağlayıcı proteine bağlı olarak bulunmaktadır ve matriks metalloproteinazların/mmps proteaz aktivitesi sonucunda serbest hale geçmektedir. 31,32 Yapılan deneysel çalışmalar artmış TGF-β1 in hücresel migrasyonu, agregasyonu, alkalen fosfataz aktivitesi içeren apopitotik kalsifikasyon oluşumunu uyardığı belirlenmiştir. 28,33 Sklerotik aort kapakta lipidlerin varlığı yıllar önce belirlenmişti. Fakat sklerozla arasındaki ilişkinin mekanizması bilinmemekteydi. Bugün eldeki kanıtlar dokudaki lipidlerin kalsifikasyonu uyardığını göstermektedir. 34,35 Aort kapağın mineral bileşimi dokudaki kolesterol düzeyiyle ilişkilidir ve kolesterol kapakta kalsiyum kristallerinin kümelenmesine neden olmaktadır hidroksi kolesterol gibi okside kolesterol ürünleri koroner aterosklerozda da bulunmaktadır ve kapak kalsifikasyonunu da in vitro çalışmalarda hızlandırdığı belirlenmiştir. 33 Okside lipidler sklerotik kapağın erken lezyonlarında bulunur ve kapaktaki ateroskleroz sürecini inflamasyon, apopitozis ve MMPs ekpresyonunu attırmak gibi pek çok mekanizma üzerinden uyarmaktadır. 24,40,41 Yüksek kolesterollü diyetle beslenen tavşanların aort kapağında makrofaj seviyesinin arttığı ve kemik matriks proteinlerinin oluştuğu görülmüş ve atorvastatin kullanımı ile bu etki önlenebilmiştir. 42 Arterdeki aterosklerotik plaklarda fibroz doku gelişiminde ve plağın kalsifikasyonunda vasküler düz kas hücrelerinin önemli rolü olduğu bilinmektedir. Aort kapağın intersisyel alanında vasküler düz kas hücrelerine benzer miyofibroblast denen hücreler bulunmaktadır. Esas olarak sekretuar hücreler olduğu düşünülmektedir. Kollajen ve diğer ekstraselüler matriks proteinlerini salgılarlar. Aort kapağın yapısal bütünlüğüne destek olmaktadırlar. İn vitro ortamda miyofibroblast hücre kültüründe yapılan incelemede bir kısım hücrede spontan fenotipik farklılaşma olduğu ve osteoblastlara benzer hücrelere dönüşüp kalsifik nodüller oluşturduğu görülmüştür. 33 Benzer etki vasküler düz kas hücrelerinde de görülebilir. 43,44 Kalsifik nodüller viabl olmayan miyofibroblastlardan ve 8

9 kalsiyum kristallerinden oluşmaktadırlar. Osteoblast benzeri aktivite gösteren viabl hücreler nodülleri çevrelemektedirler. Osteoblastik özellikler ifadesiyle alkalen fosfataz varlığı ve ekstraselüler kemik matriks proteini salgılayabilmesi kastedilmektedir.tgf-b1 in miyofibroblast hücre kültürüne eklenmesi halinde de benzer dönüşüm izlenmiştir. 16 Aort kapak, bütünlüğünü ve pliabilitesini korumak için intersisyel alanda fizyolojik bir yıkım ve yeniden şekillenme sürecini devam ettirmek zorundadır. Bu remodeling sürecinin ana düzenleyicileri MMPs ve MMPs doku inhibitörleridir. MMPs ekstraselüler matriks bileşenlerini yıkıma uğratan endopeplidazlardır. 45,46 MMPs ler kan damarı yapısını etkileyen pek çok süreçte etkileri izlenmiş moleküllerdir. 45,47-53 Kardiyovasküler sistemde MMPs salgılayan pek çok hücre bulunmuştur. Bunların başlıcaları endotelyal hücreler ve vasküler düz kas hücreleridir. MMPs-1, MMPs-2, MMPs-3, MMPs-9 sklerotik aort kapakta bulunan MMPs lerdir. 58,59 Patolojik süreçte inflamatuar hücreler MMPs lerin kaynağıdır ve MMPs lerin yanı sıra katepsin gibi başka proteazlar da salgılarlar. Aktive makrofajların MMPs gen ekspresyonunu arttırıcı sitokinler salgıladığı çalışmalarda gösterilmiştir. Bu süreç de öncelikle okside lipoprotein varlığında harekete geçmektedir. 47 Reaktif oksijen radikalleri interstisyel alanda ekstraselüler matriksi yıkmak için bir silah deposu gibi bekleyen MMPs zimojenlerini harekete geçirmektedir. 54 T lenfositlerin de MMPs sentezini indüklediği belirlenmiştir. 55 MMPs-2 salınımı endotel hücrelerinde VSAM-1 varlığına bağlıdır ve daha önce denildiği gibi VSAM-1 sklerotik aort kapakta bulunan bir moleküldür. 27 Bir ekstraselüler matriks glikoproteini olan Tenascin-c değişik dokularda genellikler MMPs ile birlikte sentezlenmektedir. Yapılan bir çalışmada Tenascin-c nin de alkalen fosfataz aktivitesinin ve kalsiyum bağlayıcı ekisinin bulunduğu ifade edilmiştir. 56 Ayrıca Tenascin-c nin MMPs sentezini arttırdığı, tip 1 kollagenin MMPs tarafından yıkımının da transkripsiyon seviyesinde Tenascin-c sentezini uyardığı gösterilmiştir. 57 Jian ve arkadaşlarının 59 yaptığı çalışmada kalsifiye insan aort kapağında Tenascin-c, MMPs-2, alkalen fosfataz aktivitesini artmış olduğu görülmüştür. Kalsifikasyon gözlenmeyen kapakta ise Tenascin-c, aktivitesinin önemli derece düşük bulunduğu alkalen fosfataz ve MMPs-2 aktivitesine rastlanmadığı belirtilmiştir. Kalsifik aort kapakta ektopik kalsifikasyonun öncülük yapmış olduğu lameller kemik dokusuna rastlanmaktadır. 60 Kemik dokusuna rastlanan bölgede ayrıca kemik iliğine benzer hemopoetik hücrelere rastlanmıştır. Kemik büyümesi ve kırık iyileşmesi pasif bir süreç değildir. Öncelikli olarak kemiğe ait ekstraselüler matriksin sentezi gerçekleşmekte 9

10 ve bu matriks kalsifikasyon için bir çatı oluşturmaktadır. 61 Benzer şekilde kalsifiye olmaya başlayan aort kapak da ekstraselüler kemik protein matriksini içermektedir. Bunlar başlıca osteopontin, osteonektin, gama karboksi glutamat, bone morfojenik protein/bmp dir. Kalsifikasyon sürecinde önemli rol oynamaktadırlar. 60,62,63,64 Mevcut güncel kanıtlar göstermektedir ki; Vaskuler Endotelyal Growth Factor/VEGF, Fibroblast Growth Factor /FGF, insulin growth factor, platelet derived growth factor A, aort kapaktaki kalsifikasyon sürecinde önemli rol üstlenmektedir. 65,66 Renin anjiotensin aldesteron sisteminin ürünlerinin de proinflamatuar etkilerinin bulunduğu ve aterosklerotik süreçte rol aldığı bilinmektedir. O Brien ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada 67 sklerotik aort kapakta anjiotensin konverting enzim/ace aktivitesinde artış görülmüştür. Anjiotensin 1 reseptörü Anjiotensin II için ana reseptördür ve bu reseptöre aort kapak lezyonlarında rastlanmıştır. 67 Kapaktaki Anjiotensin II düzeyiyle apoprotein B düzeyi arasında ilişki belirlenmiştir. 67 Bu bulgulardan aort kapak lezyonlarında ACE düzeylerinin artmış olduğu bunun AKs de gözlenen inflamasyona katkıda bulunduğu ve kapak intersisyumunda gözlenen lipid yüklü makrofajların gelişiminde role sahip olduğu sonucuna varılmıştır. 67 Genetik D vitamini reseptör polimorfizmi kapak dokusunda kalsifikasyona yol açarak; apolipoprotein A1, B, E polimorfizmi de lipid birikimine yol açarak AKs patogenezinde yol oynayan genetik faktörlerdir. 68 AKs nin medikal tedavisi için FDA dan onay almış herhangi bir ilaç bulunmamasına rağmen yapılan randomize olmayan bazı çalışmalarda medikal tedavinin AKs nin ilerlemesini yavaşlattığı savunulmuştur. 2 retrospektif 69,70 ve 1 prospektif 71 çalışmada statin tedavisinin aort sklerozunun progresyonunu yavaşlattığı fakat bu etkinin tam olarak plazma lipidlerindeki düşüşle açıklanamadığı belirtilmiştir. Aort sklerozunun derecesinin elektron beam bilgisayarlı tomografi/ebbt ile kantite edildiği iki çalışmada statin kullananlarda kapak kalsiyum içeriğinin kullanmayanlara göre daha yavaş arttığı belirtilmiştir. 72,73 Statinlerin MMPs-1, MMPs-2, MMPs-3, MMPs-9 düzeylerini düşürdüğü ve bu pleotrofik etkisinin statinlerin kapağı koruyucu etkisine katkı yaptığı savunulmuştur. 74,75,76 Statinler aterosklerotik kapak lezyonunu stabilize edip kalsifikasyon ve kemikleşmeyi geciktiriyor olabilirler bunun yanında in vitro ortamda statinlerin kemik oluşumunu uyardığı 77 ve kemiği kırık riskinden koruyucu etkisinin bulunduğu bazı çalışmalarda öne sürülmüştür. 78,79,80 Bu nedenle statinlerin AKs nin erken aşamasında faydalı olabileceği düşünülmekle birlikte kalsifiye kapak üzerine etkisi tartışmalıdır. 10

11 Ayrıca ateroskleroz risk faktörlerinin modifikasyonunun Aks progresyonunu yavaşlatacağı aşikardır. Ciddi aort stenozu cerrahi olarak tedavi edilmediği taktirde prognozu kötü olan bir durumdur. 81 Buna karşın aort stenozuna neden olmayan AKs nin önemli bir hemodinamik sonuç doğurmadığı halde kardiovasküler olay riskini arttırıp arttırmadığı Otto ve arkadaşları tarafından araştırılmıştır yaş üstü kişinin ortalama 5.5 yıl izlendiği bu randomize çalışmada AKs bulunanların bulunmayanlara göre artmış kardiyovasküler olay ve ölüm riskine sahip oldukları gösterilmiştir. AKs bulunan grupta %50 risk artışı görülmüştür. Bu risk artışı özellikle randomizasyon sırasında kanıtlanmış koroner arter hastalığı bulunmayan grupta daha belirgindir. Veriler istatistiksel olarak yaş, kan basıncı, sigara kullanımı, lipid düzeyleri göz önünde bulundurulduğunda bile fark anlamlılığını korumaktadır. Bu çalışmanın sonucunda AKs nin ekokardiyografik inceleme sırasında rastlanan benign bir bulgu olmadığı, artmış kardiyovaskuler riskin bir belirteci olabileceği vurgulanmaktadır. AKs ile koroner arter hastalığı arasında paralellik bulunup arada birebir ilişki bulunmamaktadır. Aort stenozu nedeniyle opere olması gereken hastaların koroner anjiyografisinde vakaların ancak %50 sinde anlamlı luminal çap daralması izlenebilmiştir.bu ilişkiler risk faktörlerinin ortak olması ve AKs ile koroner, sistemik aterosklerozun benzer patogenetik mekanizmalar üzerinden gelişiyor olmasına bağlanmıştır. Adler ve arkadaşlarının yaptığı 82, AKs bulunan hastalarda artmış stroke riskinin 3 nedeninin araştırıldığı 3949 vakalık çalışmada, AKs bulunan ve bulunmayan vakalarda karotis arter aterosklerozu/kaa Doppler ultrasonografi ile araştırılmıştır. AKs bulunan grupta KAA sıklığı artmış olarak bulunmuş ve önceki çalışmalara paralel şekilde bu ilişki paylaşılan ortak risk faktörlerine ve ortak patogenetik mekanizmalara atıfta bulunarak açıklanmaya çalışılmıştır. Clandra ve arkadaşlarının yaptığı ilginç bir klinik araştırmada 21 ise acil servise göğüs ağrısı nedeniyle başvuran 415 hasta AKs bulunan ve bulunmayan iki gruba ayrılmış ve bir yıllık kardiyovaskuler olay oranı AKs bulunan grupta daha yüksek bulunmuştur. AKs grubunda koroner arter hastalığı sıklığı da daha yüksek bulunmuştur.yine AKs grubunda C reaktif protein/crp düzeyleri de anlamlı derecede yüksektir. AKs ile artmış kardiyovasküler olay ilişkisinin artmış sistemik inflamasyona bağlı olduğu savunulmuştur.ayrıca AKs nin ciddiyeti arttıkça buna paralel olarak CRP düzeylerinin de arttığı gösterilmiştir. 11

12 Şekil 1. Şekil Ave B de normal C ve D de ise sklerotik aort kapağın parasternal uzun ve kısa aks kesitlerden transtorasik ekokardiyografi görüntüleri mevcuttur Şekil 2.Aort kapağın yapısı A.Kollagen fibrillerin ve tabakaların dizilişi B.Aort kapağı oluşturan tabakaların yandan görünüşü. 12

13 Şekil 3.AKs sürecinin başlangıcını oluşturan endotel hasarının elektron mikroskobik görüntüsü Şekil 6.Dejenere olmuş aort kapak Şekil 4. Dejeneratif aort kapağın mikroskopisi. Üstteki şekilde oklar subendotelyal lipid kümelerini göstermektedir. Alttaki şekilde ise (*işaretli) fibröz tabakada kalsiyum birikimleri izlenmektedir. 13

14 Şekil 5. Aort sklerozunun oluşum mekanizmasının şematize edilmiş hali. 2. Endotel, Fonksiyonları ve Disfonksiyonu Anatomik olarak keşfedildiği 19. yüzyıldan Furchgott ve arkadaşlarının 1980 li yıllarda endotele bağımlı vazoreaktiviteyi tanımladığı zamana kadar endotel, su ve küçük moleküllerin değişimini sağlayan ve damar duvarının iç yüzeyini döşeyen basit bir bariyer olarak düşünülürdü. 82,84 Oysa endotel tek katlı basit yapısına rağmen dolaşan kan ve dokular arasında metabolik ve düzenleyici olaylarda rol alan, sentez fonksiyonu olan, sentezlediği moleküllerle vücüt homeostazının sürdürülmesine katkıda bulunan önemli bir organdır. 85 Yetişkin bir insanda 5500 m² alandan daha fazla yer kaplar ve yaklaşık 1 kg ağırlığındadır. 85 Dolaşan kan ve dokular arasında doğrudan ilişki sağlayacak şekilde stratejik bir yerleşimi olan endotel tabakasının görevleri arasında vasküler tonusun, hücre adezyonunun, inflamasyon, damar geçirgenliği ve koagülasyonun kontrolü sayılabilir ,92 Bu genel fonksiyonlarına ek olarak endotel çeşitli organlarda farklılaşarak o organa özgü fonksiyonların yerine getirilmesinde rol alabilir; örneğin akciğerde gaz değişiminin sağlandığı alveoler endotel hücreleri, kalpte miyokard fonksiyonunun kontrolü veya dalak 14

15 ve karaciğerde fagositoz yapan endotel hücreleri gibi. 87 Pek çok mediayatörün kaynağı olan endotelin salgıladığı mediyatörler ve fonksiyonları aşağıda sıralanmıştır. - Antiplatelet: prostasiklin, NO (nitrik oksit), ecto ADPase - Antikoagülan: heparin benzeri proteoglikan, trombomodulin - Profibrinolitik: tpa (doku plazminojen aktivatörü), ürokinaz - Antifibrinolitik: PAI-1 (plazminojen aktivatör inhibitörü) - Vasküler tonusun düzenlenmesi: prostasiklin, NO, EDHF (endotel kökenli hiperpolarize edici faktör), ACE (anjiotensin dönüştürücü enzim), endotelin - Düz kas hücre büyümesinin kontrolü: heparin benzeri moleküller, NO, TGFά (transforme edici büyüme faktörü ά), platelet kökenli büyüme faktörü - Selektif geçirgen bariyer özelliği: endositik reseptörler, hücre yüzeyi glikokaliksi - İnflamasyon ve hücre adezyonu: selektinler, ICAM-1 (interselüler adezyon molekülü), VCAM-1 (vasküler hücre adezyon molekülü), MCP-1 (monosit kemoatraktan protein), IL- 8 (interlökin-8) Endotel Fonksiyonları Endotel fonksiyonları temel olarak şunlardan oluşur : 1.Damar tonusunun regülasyonu: 2.Dolaşan hücre fonksiyonunun regülasyonu 3. Koagülasyon ve fibrinolizisin düzenlenmesi 1.Damar tonusunun regülasyonu: Arteriyel sistemin görevi dokulara yeterli perfüzyonu sağlamak ve her kalp atımı sırasında kan basıncında ve akımında oluşabilecek değişiklikleri dengelemektir. Dokularda kapiller damarlar düzeyinde kan akımı arteriol ve postkapiller venül tonusundaki değişimlerle sabit tutulur. Akımın bu şekilde düzenlenmesi vasküler yatağın rezistansının değiştirilebilmesine bağlıdır. 94,95 Endotel lokal olarak etki eden ve böylece vasküler tonusun ayarlanmasını sağlayan NO, prostasiklin, anjiyotensin II, endotelin ve endotel kaynaklı hiperpolarize edici faktör gibi birçok mediyatör üretebilir ve bu mediyatörlere tepki verebilir. 96 Normalde bazıları vazodilatatör bazıları vazokonstriktör etkiye sahip bu mediyatörler doku perfüzyon ihtiyacına göre salınarak vasküler tonusu ve yeterli doku perfüzyonunu sağlarlar. 15

16 a.nitrik oksit Endotelyal gevşetici bir faktörün varlığı ilk olarak 1980 yılında Furchgott ve Zawadzki tarafından asetilkoline cevap olarak sağlam endotel varlığında tavşan aortik halkasının genişlediğinin gösterilmesi ile kanıtlanmıştır. 92 Bu faktörün NO olduğu daha sonra Palmer ve arkadaşları tarafından 1987 yılında gösterilmiştir. 86 NO, L-arjininin guanidin-nitrojen terminalinden endotelyal nitrik oksit sentaz/enos enzimi tarafından endotelyal hücre yüzeyine etki eden uyarıcılara yanıt olarak üretilir. 97 NO salınımına neden olan uyarıcılar Tablo 1 de gösterilmiştir. Asetilkolin Kan akımı (shear stress) Serotonin Histamin Platelet aktive edici faktör Kalsiyum gen ilişkili peptid Katekolaminler Bradikininler ADP,ATP Trombin Substance P Tablo 1. NO salınımına neden olan uyarıcılar. NO sentezinden sorumlu olan enzim hücre içinde kaveoline bağlı olarak inaktif formda bulunur. Hücre içi kalsiyum düzeyinde bir artış kalmodulin oluşumuna, bu da enzimin kaveolinden ayrılarak aktif hale gelmesine neden olur. 98 Hücre içi Ca +2 artışı olmadan da NO üretilebilir. NO fosforilasyonu aracılığı ile shear stress NO düzeyini kontrol edebilir. NO serbest olarak diffüze olabilen bir gazdır ve damar lümeni yanı sıra çevreleyen düz kas ve dokularda da etkiye sahiptir. Vasküler düz kas hücrelerine giren NO guanilat siklaz aktivitesini ve sonucunda siklik 3 5 guanozin monofosfat (cgmp) seviyelerini arttırır. cgmp düz kas hücresi içindeki cgmp bağımlı protein kinazı aktive eder, bunun sonucunda potasyum kanalları fosforile, Ca +2 kanalları hiperpolarize olur. Hücre içi Ca +2 miktarı azalır ve bu da düz kas hücresinde gevşemeye yol açar. 99 NO cgmp yolundan başka sodyum ve potasyum kanallarını doğrudan aktive ederek de vazodilatasyona katkıda bulunur. 100 NG-monometil-L-arjinin (L-NMMA) gibi arjinin analogları ile NO üretiminin tamamen bloke edilebilmesi NO etkilerinin ayrıntılı olarak çalışılabilmesine olanak sağlamıştır. Örneğin sağlıklı gönüllülerin brakiyal arterlerine 16

17 yapılan L-NMMA infüzyonunun ön kolun kan akımında azalmaya yol açması NO in bazal vasküler tonusun ayarlanmasındaki önemini gösterir. 101 Buna benzer çalışmalar koroner ve pulmoner dolaşımda da yapılmış ve kan akımı düzenlenmesinde NO in rolünün önemini göstermiştir. 102 Son zamanlarda yapılan çalışmalar NO aktivitesi için belirleyici olarak sadece üretimini etkileyen faktörlerin değil, yıkımını etkileyen faktörlerin de önemli olduğunu öne sürmüştür. 103 Tetrahidrobiyopterin enos aktivitesini düzenleyen bir kofaktördür. Sağlıklı insanlarda bu kofaktörün uygulanması herhangi bir etki yaratmaz, fakat hiperkolesterolemik veya sigara içen kişilerde bozulmuş olan NO aktivitesini düzeltebildiği gösterilmiştir. 104 NO biyoaktivitesinin en ilginç düzenleyicilerinden birisi de superoksit anyonudur. 105 Normal metabolizmanın bir ürünü olarak bazı reaksiyonlar sonucu ortaya çıkan bu molekül diğer serbest radikallerle reaksiyona girebilir veya superoksit dismutaz tarafından hidrojen peroksit ve oksijene dönüştürülebilir. Superoksit ve NO unstabil moleküllerdir ve reaksiyona girerek peroksinitrit bileşiğini oluştururlar ve bu da diğer serbest oksijen radikali türlerini oluşturabilir. Yapılan çalışmalarda endotele bağlı superoksit dismutaz/ecsod enzim aktivitesinin NO bağımlı endotel fonksiyonu ile yakın ilişkili olduğu gösterilmiştir. 106 Buna rağmen azalmış NO biyoaktivitesinin ve artmış oksidatif stresin eşlik ettiği patolojik durumlarda superoksit dismutaz infüzyonu NO aktivitesini düzeltmez. Ancak bu patolojik durumlarda bazı antioksidan tedaviler NO aktivitesini düzelttiğinden bazı koşullarda reaktif oksijen radikallerinin NO i inaktive ettiği ileri sürülmüştür. 107 Bu sistemin normal fizyolojisini anlamak kardiyovasküler hastalıklardaki oksidatif stres hakkındaki tartışmaları rasyonel hale getirmek için önemlidir. b.prostaglandinler Endotel hücreleri birçok çeşit prostaglandin molekülü üretebilir. Hangi prostaglandin molekülünün üretileceği endotelin bulunduğu dokuya bağlıdır. Prostasiklin (PGI 2 ) ve tromboksan A 2 (TXA 2 ) endotelin ürettiği başlıca prostaglandinlerdir. PGI 2 hedef hücre yüzeyindeki spesifik reseptörüne bağlanarak siklik AMP düzeylerini arttırır ve böylece vazodilatasyona yol açar Ek olarak PGI 2 trombosit agregasyonunun potent bir inhibitörüdür. TXA 2 tam tersi olarak vazokonstriktör ve trombosit agregasyonunu kolaylaştırıcı etkiye sahiptir. Normal fizyolojik koşullarda prostasiklinin etkisi hakimdir. 109 Bu fizyolojik durum bozulduğunda vasokonstriktör prostanoidlerin daha ön plana geçtiği düşünülmektedir. 110,111 17

18 c.anjiyotensinler ve kininler Sistemik vasküler etkilerinin yanında renin-anjiyotensin sistemi lokal vasküler kontrolün sağlanmasında da önemli role sahiptir. Vazokonstriktör, protrombotik, oksidan ve aterojenik etkileri olan anjiyotensin II, ACE tarafından damar duvarında oluşturulan bir peptittir. Anjiyotensin II aynı zamanda etki ettiği reseptör tipine (AT 1 ya da AT 2 ) göre tam tersi etkiler göstererek kendi etkisini dengeleyici özelliğe de sahiptir. Örneğin endotel hücrelerindeki AT 1 reseptörünün aktivasyonu NO ve vazodilatatör prostaglandinlerin salınımına yol açar. Düz kas hücrelerinde ise vazokonstriksiyon, NADP/NADPH oksidaz aktivasyonu ile superoksit oluşumu ve endotelin-1 salınımına yol açar. Ek olarak AT 1 reseptörleri büyüme faktörlerinin salınımını arttırarak düz kas hücrelerinde hipertrofi ve proliferasyonu uyarır. Sağlıklı işlev gören bir endotelin anjiyotensinin fizyolojik etkilerini düzenlediği söylenebilir. Doku ACE konusundaki bilgiler arttıkça bradikininin fizyolojik etkilerinin önemi konusu da daha iyi anlaşılmaktadır. Bradikinin, kininojenden endotel tarafından da salınan kallikrein tarafından üretilir. Bradikinin endotel hücrelerindeki B2 kinin reseptörlerine bağlanır ve vazodilatatör maddelerin salınımını sağlar. 112 Bradikinin ACE tarafından metabolize edilir. Hornig ve arkadaşlarının yaptığı bir çalışmada ACE inhibisyonu ile radyal arterde NO bağımlı vazodilatasyonun arttığı gösterilmiştir. 113 Bu da ACE inhibitörlerinin yararlı etkilerinden bazılarının bradikinin üzerine yaptığı etkilerden dolayı olduğunu düşündürmektedir. 114 d.endotelinler: Endotelinler (ET) parakrin aktiviteleri ve potent vazokonstriktör özellikleri olan bir grup moleküldür. 115 Şimdiye kadar ET-1, ET-2, ET-3 ve ET-4 tariflenmiştir. ET-1 bilinen en kuvvetli vazokonstriktördür. 87 Ve bu grubun en önemli izoformudur (endotelin olarak adlandırılır). ET-2 nin fonksiyonu bulunamamıştır, beyin dokusunda bol bulunan ET-3 nöral endotelin olabilir. 116 ET-1 başlıca endotel olmak üzere lökosit, makrofaj, düz kas hücreleri tarafından üretilmektedir. 117 ET-1 ayrıca santral sinir sisteminde nöronlar ve astrositlerden, endometriyal hücrelerden, hepatositlerden, böbrek mezengiyal hücrelerinden, Sertoli hücrelerinden ve meme epitel hücrelerinden üretilir. 116 Endotelin genelde düşük plazma konsantrasyonlarına ve kısa yarılanma ömrüne (4-7 dakika) sahiptir. 118 Bu nedenle dolaşan bir endokrin hormonu gibi işlev görmez; aksine endotel hücresi tarafından salındığı zaman hızlı bir şekilde düz kas hücrelerinin yüzeyine bağlanarak parakrin etkiye sahip lokal bir hormon gibi işler. 84,118 Hücreler endotelin depolayamadıkları için, endotelin üretimi gen düzeyinde kontrol edilir. Endotelin sentezini uyarıcı bir etken olduğunda transkripsiyon başlayarak dakikalar içinde endotelin sentezi 18

19 meydana gelmektedir. Endotelin sentezini uyaran ve inhibe eden olaylar Tablo 2 de gösterilmiştir. Endotelin sentezini uyaranlar Hormonlar Adrenalin Anjiyotensin İnsulin Peptidler Sitokinler Endotoksin Büyüme faktörleri Kortikosteroidler Vazopressin Fiziksel/kimyasal uyarılar Düşük shear stres Hipoksi Ozmolarite Diğerleri Glikoz Okside LDL Trombin Endotelin sentezini inhibe edenler Prostasiklin Atriyal natriüretik peptid Nitrik oksit Yüksek shear Stres Heparin Tablo 2 Endotelin sentezinin düzenlenmesi Endotelinin öncelikli etkisi vazokonstriksiyondur. Normal fizyolojide kardiyovasküler homeostaz (bazal koroner arter tonusunun sağlanması ve koroner kollateral kan akımının regülasyonu), tuz ve su dengesi ve pulmoner gelişimi içeren gelişimsel ve düzenleyici rolü bulunmaktadır. 118,119 Aynı zamanda endotelin mitogenez, fibrozis, vasküler hipertrofi ve inflamasyonu içeren bazı patolojik süreçlerde de yer alır. 118 Sürrenal hücrelerini kortizol, kortikosteron ve aldosteron üretmeleri için uyarabilir. 118 Endotelin ayrıca profibrotik aktivite ile de ilişkilendirilmiştir. Endotelin fibroblast kemotaksisini uyaran fibronektin üretimini ve salınımını indükler. 120 Ek olarak fibroblastların kollajen üretimini arttırır ki, sonuç olarak hücre dışı matriks sentezinde ve 19

20 yeniden yapılanmasında önemli rol oynar. 118 Son olarak endotelin proinflamatuar sitokin rolünü nötrofilleri aktive ederek, elastaz salgılamalarını sağlayarak, mast hücrelerini ve monositleri aktive ederek, TNF ά ve TGF β ve hücre uyarıcı faktörlerin salgılanmasını arttırarak sağlar. 120 e. Endotel kökenli hiperpolarize edici faktör Bu faktör/faktörlerin karakteristik özelliği düz kas hücrelerinde hiperpolarizasyona yol açmalarıdır. Yapılan çalışmalarda arginin analoglarıyla veya siklooksijenaz inhibitörleri ile etkilenmeyen ve endotelyal düz kas hücrelerinde hiperpolarizasyona yol açan bir maddenin varlığı anlaşılmıştır. 121,122 Düz kas hücrelerindeki kalsiyumla aktive olan potasyum kanallarının inhibisyonu bu hiperpolarizan etkinin ortadan kalkmasına yol açmaktadır. Hiperpolarizasyonun endotel bağımlı vasküler relaksasyona katkısı arterlerin hacmine göre değişir ve rezistans damarlarında daha belirgindir. 123 Büyük arterlerde endotel bağımlı relaksasyona her iki madde de katılabilir ama normal şartlarda NO in rolü daha baskındır. Bu arterlerde eğer NO yapımı inhibe edilirse EDHF normale yakın endotel bağımlı relaksasyonu sağlayabilir. 124 Ateroskleroz gibi hastalıklarda NO in yapımı veya aktivitesi azaldığında bu fonksiyon vasküler tonusu düzenlemek için önem kazanır Dolaşan hücre fonksiyonunun regülasyonu Endotel kanda dolaşan hücreler ve çevreleyen dokular arasında bir sınır teşkil eder. Aynı zamanda lokal aktif moleküller sentez ederek veya dolaşan hücrelere uygun yüzey reseptörleri üreterek dolaşan hücrelerin fonksiyonlarını da kontrol eder. Sağlıklı bir arterde lökositler, eritrositler ve trombositler endotele yapışmaz veya dokulara göç etmez. Normal fonksiyone bir endotel doku hasarının olduğu bölgelere olan inflamatuar hücre göçünü de düzenler. Fakat bu mekanizmanın bozulmuş, yanlış işleyen durumları aterosklerozun erken lezyonlarından da sorumlu olabilir. 125,135 Hücrehücre adezyonu 3 ana hücre adezyon molekül ailesi arasındaki ilişkilere bağlıdır. Bu moleküller: (a) selektinler (P-selektin, L-selektin, E-selektin), (b) β2 integrinler (CD11/CD18), (c) immunglobulin süper ailesi (interselüler adezyon molekülü-1 (ICAM-1), vasküler hücre adezyon molekülü-1 (VCAM-1), platelet-endotelyal hücre adezyon molekülü (PECAM-1) den oluşur. 20

21 Selektinler hücreler arasındaki ilişkinin erken döneminde rol alırlar. Aralarında en önemlisinin P-selektin olduğu düşünülmektedir. Trombositlerin alfa granüllerinde ve endotel hücrelerinin Weibel-Palade cisimciklerinin içinde bulunur. Endotelyal aktivasyonla hücre yüzeyinde hemen eksprese olur ve dolaşan nörtofil ve trombositlerin yüzeyindeki karşılığı olan reseptörlere bağlanır. Bu bağlanma zayıf bir reaksiyondur ve hücre yuvarlanmasına yol açar. Daha sonraki aşamada dolaşan hücrelerin yüzeyindeki β2 integrinler, endotel hücre yüzeyindeki immunglobulin grubundaki adezyon moleküllerine bağlanarak daha güçlü bir bağlantı meydana getirir. Tumör nekrotizan faktör (TNFά ve TNFγ), IL-1 ve IL-4 gibi sitokinler endotel hücreleri üzerine etki eder ve onları proadeziv hale getirirler. 127 NO in de in vitro olarak endotel hücre yüzeyindeki adezyon moleküllerinin ekspresyonunu düzenlediği gösterilmiştir. 128 Adezyon molekülleri endotel hücreleri tarafından dolaşıma salınır ve endotelyal hücre hasarı ile giden durumlarda (örneğin sistemik lupus eritematozus) bu moleküllerin kandaki miktarı artar ve bu hastalıkların prognozu ile de ilişkilidir. Giderek artan epidemiyolojik bilgilerle adezyon molekülleri ve bunların ekspresyonunu indükleyen sitokinlerin sağlıklı insanların dolaşımında artmış olarak saptanmasının kardiyovasküler riski öngörmek için kullanılabileceği düşüncesi oluşmuştur. 129,130 Hücre adezyonunun endotel tarafından düzenlenmesi gibi, dolaşan hücreler de salgıladıkları mediyatörlerle endotel fonksiyonlarını düzenleyebilirler. Trombositlerden salınan vazodilatatör maddeler olan ADP, seretonin ve tromboksan A 2, edotel hücreleri tarafından yine vazodilatatör özelliği olan prostasikline çevirilebilir. Trombosit agregasyonu sırasında da trombositler endotelin-1, von Willebrand faktörü (vwf) gibi prokoagülan ve vazokonstriktör maddelerin salınımı için endoteli uyarırlar. NO trombosit aktivasyonu ve agregasyonunu, trombosit yüzeyinde P-selektin oluşumunu ve fibrinojen çapraz bağlanma için gerekli olan ά2 integrin proteini glikoprotein IIb-IIIa konformasyonel değişimini inhibe edebilir. 131 Sağlıklı endotelde NO ve prostasiklin trombosit aktivasyonunu inhibe edebilir ve bu özellik endotelin NO üretiminin azaldığı ateroskleroz gibi durumlarda klinik önem kazanır Koagülasyon ve fibrinolizisin düzenlenmesi Trombüs oluşumu dolaşan kandaki trombotik ve fibrinolitik faktörler arasındaki dengeye bağlıdır. 133 Aterosklerotik durumun ilerlemesinde trombozun merkezi bir rolü vardır ve akut arteriyal tıkanmaya yol açarak akut koroner sendromların oluşumuna neden olur. Trombus oluşumu çok basamaklı bir olaydır. İlk olarak oluşan trombosit agregasyonu 21

22 daha sonra trombin ve fibrin oluşumu ile sonuçlanan bir dizi olayı başlatır. Bu olaylar sırasında endotel tabakasının birçok yerde düzenleyici rolü bulunmaktadır. Endotel hücreleri vonwillebrand faktörü/vwf, fibronektin ve trombospondin gibi molekülleri sentezlerler. vwf trombositleri subendotelyal matrikse ve diğer trombositlere bağlayan yapıştırıcı görevi görür. Fibronektin fibrin monomerleri arasındaki çapraz bağları oluşturur ve trombospondin de lokal fibrinolizisi azaltarak platelet agregasyonunu kolaylaştırır. Sağlıklı endotel esas olarak antikoagülan bir bariyer olarak iş görür. 134 Fibrinojenin fibrine dönüşümünde anahtar molekül trombindir ve endotel de trombin ve koagülasyon kaskadındaki diğer enzimlerin aktivitesinin başlıca düzenleyicisidir. 135 Bu enzimlerin birçoğu serin proteazlardır ve endotel de bir serin proteaz olan antitrombin (daha önceden antitrombin III olarak bilinen) üretir. Bu rölatif olarak zayıf bir moleküldür, fakat yine endotel yüzeyinden salgılanan heparin benzeri moleküllerle aktivitesi artar. Bir diğer endotelyal antikoagülan sistem de protein C sistemidir. Trombin endotel hücre yüzeyindeki trombomodulin reseptörüne bağlanınca protein C aktive olur ve koagülasyon kofaktörlerinin parçalanmasını ve plazminojen aktivatör inhibitör-1/pai-1 in inaktivasyonunu sağlar. Endotel hücreleri ayrıca ekstrensek yolu inhibe eden doku faktörü yolu inhibitörleri de üretirler. Fibrinolitik sistem fibrini parçalar ve pıhtı oluşumunu azaltır. Doku tipi plazminojen aktivatörü/tpa ve PAI-1 arasındaki denge kanın fibrinolitik aktivitesini belirler. Endotel tarafından sürekli olarak salınan bazal bir tpa aktivitesi ve çabuk aktive olabilecek sekretuvar bir depo da bulunmaktadır. Normal koşullarda endotel hücresinin PAI-1 üretimi kısıtlıdır. Son dönemde yapılan çalışmalarda nitrik oksit ve bradikininlerin de lokal koagülasyon ve fibrinolitik sistem üzerine düzenleyici etkilerinin olduğunu göstermiştir. 136,137 Normal fizyolojide endotel baskın olarak antiagregan, antikoagülan ve fibrinolitik özelliklere sahiptir. 138 Endotel Disfonksiyonu Endotel tabakasının normal işlev görmesi endotel kaynaklı gevşetici (EDRF) ve endotel kaynaklı konstriktör (EDCF) maddeler arasındaki dengeye bağlıdır.(şekil 7) Bu denge bozulduğunda endotel disfonksiyonundan bahsedilir. 84 Endotel disfonksiyonu terimi 22

23 genellikle endotel bağımlı vazodilatasyondaki bozulmayı tanımlamak için kullanılmasında rağmen lökosit, trombosit ve düzenleyici maddelerle endotel arasındaki ilişkideki anormalliklerle, normal dışı endotel aktivasyonuna yol açan durumları da kapsar. 139 Genel olarak endotel disfonksiyonu üzerine yapılan çalışmalar aterosklerozu konu edinse de, endotel disfonkisyonunu sadece aterosklerozun bir erken belirteci olarak düşünmek doğru olmaz. Sağlıklı endotel kardiyovasküler kontrolde merkezi bir roldedir. Bu yüzden atersoklerozun yanında sistemik ve pulmoner hipertansiyon, kardiyomyopatiler, vaskülitler gibi birçok hastalığın patogenezinde de rol oynar. Şekil 7. Endotel tabakasının normal işlev görmesi endotel kaynaklı gevşetici (EDRF) ve endotel kaynaklı konstriktör (EDCF) maddeler arasındaki dengeye bağlıdır. 23

24 Vasküler biyologlar arasındaki konsensüs aterosklerozun başlangıç lezyonunun endotel fonksiyon bozukluğu olduğu yönündedir. 140 Ayrıca koroner arter hastalığının manifestasyonlarında da önemli rol oynar. İlk olarak 1986 da ilerlemiş aterosklerozu olan hastaların koroner arterlerinde endotel disfonksiyonunun varlığı gösterilmiştir. 141 Sağlıklı endotelde endotele bağımlı NO salınımı sayesinde asetilkoline yanıt vasodilatasyondur. Endotel fonksiyon bozukluğunda karşılıksız kalan muskarinik düz kas aktivasyonu vazokonstriksiyona yol açar. Ateroskleroz ayrıca asetilkolinle indüklenen koroner kan akım artışını da bozar. Ateroskleroz varlığında oluşan bu disfonksiyonunun bir nedeni de bozulmuş NOS aktivitesi olarak öne sürülmüştür. 142 Daha sonra hiperkolesterolemi ve sigara içiciliği gibi ateroskleroz için risk faktörlerine sahip semptomsuz gençlerde ve çocuklarda da endotel disfonksiyonu gösterilmiştir. 143 Anormal endotel fizyolojisi hem aterosklerozun erken dönemi ve oluşumunda, hem de geç dönemde dinamik plak kontrolünde rol oynamaktadır. Endotel bağımlı dilatasyonda bozulmaya neden olan durumlar Tablo3 te gösterilmiştir. 139 Ateroskleroz Hiperkolesterolemi Düşük HDL kolesterol Yüksek Lp(a) Küçük yoğun LDL Hipertansiyon Hiperhomosisteinemi Yaşlanma Vaskülitler Transplantasyon aterosklerozu Sendrom X Variant angina İnsulin rezistansı Tip I ve Tip II diyabet Hiperglisemi Akut postprandiyal hiperglisemi Aktif-pasif sigara içiciliği Dilate kardiyomyopati Chagas hastalığı Koroner arter hastalığı için aile öyküsü Post menapozal kadınlar Kawasaki hastalığı Gebeliğin indüklediği hipertansiyon Preeklampsi Pulmoner hipertansiyon Metiyonin yüklemesi Tablo 3. Endotel bağımlı vazodilatasyonda bozulmaya yol açan durumlar 24

25 Endotel disfonksiyonuna yol açan durumlar a. Hiperlipidemi Hiperkolesterolemi vasküler homeostazda birçok değişikliğe yol açar. NO biyoaktivitesini azaltır, superoksit üretimini arttırır ve endotelin reaktivitesini arttırır. 144 Ayrıca adezyon moleküllerinde artışa 145 ve endotel bağımlı vazodilatasyonda azalmaya 146 neden olduğu da gösterilmiştir. Kolesterolün indüklediği endotel disfonksiyonunun sadece LDL konsantrasyonuna bağlı olmayıp, esas olarak LDL oksidasyonu ile ilgili olduğu anlaşılmıştır. 147 Serbest yağ asitleri ve trigliseritlerin kan düzeylerinin akut yükselişi (post prandiyal durumda olduğu gibi) uzun saatler boyunca vazodilatatör yanıtı baskılayabilmektedir. 148 b. Hipertansiyon Kronik kan basıncı yüksekliği olan kişilerde endotel disfonksiyonu tesbit edilmiştir. Bunun hipertansiyonun nedeni değil, sonucu olduğu düşünülmektedir. 149 Bu durumun altında yatan sebepler arasında NO in artmış üretimi, fakat artmış superoksit anyonları üretimine bağlı aktivitesinin azalması veya endotelin-1 üretiminde artışa bağlı olarak NO üretiminin azalması sayılabilir.150 Yine artmış anjiyotensin II ve azalmış bradikinin seviyeleri hem NO üretimini, hem de aktivitesini baskılar. 84 c. Diyabetes mellitus Diyabetli hastalardaki endotel disfonksiyonunun ana mekanizması dislipoproteinemi ve reaktif oksijen radikallerindeki artmadır. 150 İlave olarak glikozun enzimatik olmayan yollarla oksidasyonu sonucu oluşan glikolizasyon son ürünleri de LDL oksidasyonunu arttırır ve sonuçta endotel disfonksiyonuna yol açar. 151 Hiperglisemi ayrıca pertusis toksini senstif G-protein sinyal yolunu inhibe eden endotelyal protein kinaz C yi aktive eder. Diyabetik endotelyal disfonksiyonda ET-1 in rolü araştırılmaktadır. d. Menapoz Yapılan klinik çalışmalarda vücuttaki östrojen azlığının endotele bağımlı vazodilatasyonda azalma ile ilişkili olduğu ve östrojen replasman tedavisi ile bu durumun düzeldiği gösterilmiştir. 152 Bu bulgular endotel bağımlı vazorelaksasyonun menstruel 25

26 siklus sırasında değişen östrojen seviyelerine göre dalgalandığının gösterilmesiyle de kuvvetlenmiştir. 153 Kadınlarda postmenapozal durum, aynı yaştaki erkeklerden daha belirgin bir seviyede endotel fonksiyonlarında azalmaya neden olmaktadır. Postmenapozal kadınlarda serum NO seviyelerinde azalma tesbit edilmiştir. 154 e. Sigara Çeşitli çalışmalarda kronik sigara içiminin endotelyal fonksiyonu üzerine olumsuz etkisi ve koroner arter hastalığı ilerlemesini hızlandırdığı gösterilmiştir. 155 Sigara dumanında bulunan birçok kimyasal madde arasında bulunan serbest radikallerin ve aromatik hidrokarbonların sigara içimine bağlı endotel disfonksiyonunun oluşmasında ana rol oynadıkları düşünülmektedir. Sigara içenlerde endotel fonksiyonlarının düzeltilmesi için uygulanan L-arjinin ve tetrahidrobiyopterin tedavilerinin etkinliği NO sentezinde de bozukluk olabileceği yönünde yorumlanmıştır. 156 f. İleri yaş Bilinen kardiyovasküler risk faktörlerinin olmadığı sağlıklı insanlarda 30 gibi erken bir yaşta bile endotel disfonksiyonu tesbit edilebilir. Bunun endotel hücresinin doğal yaşam süresine bağlı olduğu düşünülmektedir. Yani endotelin yaşlanması ve daha az fonksiyonel bir endotele dönüşmesi yaş ile ilgili endotel fonksiyonunun mekanizması olabilir. 11 Diğer bir mekanizma da siklooksijenaz yolu tarafından üretilen superoksit. radikallerinin de dahil olduğu endotel kaynaklı kasıcı faktörlerin üretiminde artmadır. 157 Ek olarak yaş ile birlikte NO sentez genlerinin ekspresyonunda da değişiklik olabileceği öne sürülmüştür. 158 g. İnsulin direnci İnsulinin metabolik etkilerinin yanında sempatik sistem ve NO yolu ile kardiyovasküler etkileri de bulunmaktadır. Yapılan çalışmalarda insulinin L-arjininin hücre içine transportunu sağladığı ve NOS ı aktive ettiği gösterilmiştir. İnsulin direncinde ise NO sentezinde oluşan bozukluk sonucu endotel disfonksiyonu oluşmaktadır. 84 Endotel disfonksiyonunun tedavisi Yapılan çalışmalarda endotelyal disfonksiyonun hayvan modelleri ve insanlarda bazı girişimlerle düzeltilebileceği gösterilmiştir. Endotelyal disfonksiyonu düzeltici bu yöntemler Tablo 4 te gösterilmiştir

27 a. Kolesterol düşürücü tedavi Ohara ve arkadaşları ilk defa kolesterolden zengin beslenen tavşanların aortlarında superoksit oluşumunun arttığını göstermişlerdir. 159 Dietle alınan kolesterol miktarının azaltılması endotele bağımlı vazodilatasyonu düzelttiği gibi, süperoksit anyonlarının oluşumunu da azaltmıştır. İnsanlar üzerinde yapılan çalışmalarda LDL düşürücü tedavinin koroner arterlerin asetilkoline olan cevabını düzelttiği ortaya konmuştur. 160 Tablo.4 Endotel Disfonksiyonunu Düzelten Tedaviler Akut Plazmaferez ile LDL azaltılması ACE inhibisyonu Antioksidanlar (Vit C, E) Östrojen L ve D-arjinin Tetrahidrobiopterin Metiltetrahidrofolat Kronik Statinler ile LDL azaltılması ACE inhibisyonu Antioksidanlar (probukol, statinler) Östrojen L-arjinin Östrojen + progesteron Egzersiz Deferoksamin Glutatyon Kalsiyum kanal blokerleri b. Antioksidan tedavi Keaney ve arkadaşlarının yaptığı hayvan deneylerinde probukol ve antioksidan vitamin tedavisinin LDL kolesteroldeki azalmanın ötesinde endotel fonksiyonlarında düzelmeye neden olduğu gösterilmiştir. 161 Kardiyovasküler risk faktörlerine sahip 27

28 hastalarda C vitamini ön kol endotel bağımlı vazodilatasyonunu düzeltmektedir. 162 Alfa tokoferolün LDL oksidasyonunu önlediği bilinmesine rağmen, insanlarda E vitamini ile yapılan çalışmalarda endotel bağımlı vazodilatasyon üzerine herhangi bir etki gösterilememiştir. Hiperkolesterolemisi olan hastalarda E vitamini tedavisinin P-selektin düzeylerini azalttığı gösterilmiştir. 145 c. ACE inhibitörleri Anjiyotensin II reseptör blokerlerinin/arb faydası bilinmemekle birlikte ACE inhibitörleri endotelyal fonksiyonları düzeltebilmektedir. 163 Anjiyotensin II membrana bağlı NADH/NADPH yolu ile superoksit radikalleri üretir ve endotel fonksiyonlarında bozulmaya yol açar. ACE inhibitörleri endotel fonksiyonlarını anjiyotensin II seviyelerini azaltarak ve bradikinin ve NO seviyelerini arttırarak düzeltir. ACE inhibitörlerinin doku etkilerindeki potansiyel farkları ortaya koymak ve bradikinin etkisini anlamak için koroner arter hastalığı olan 80 hastada quinapril, enapril, losartan ve amlodipin karşilaştırılmış, 8 haftalık tedavi sonunda brakiyal arter akım bağımlı vazodilatasyonunda düzelme sadece quinapril grubunda görülmüştür. Bu durum vazokaktif medikasyonlar arasındaki potansiyel farklılığı göstermektedir. 164 d. Hormon replasman tedavisi Östrojen replasman tedavisi LDL oksidasyonunu azaltarak endotel disfonksiyonun düzelmesine yol açar. 165 Postmenapozal kadınlarda yapılan çalışmalar asetilkolinle oluşan vazokonstriksiyonun, intrakoroner östrojen injeksiyonunudan sonraki 10 dakika içerisinde düzeldiğini göstermiştir. 166 Östrojenin bu şekildeki akut etkilerinin NO sistemi üzerinden olduğu düşünülmektedir. Östrojen tedavisine progesteron ilave edilmesi, östrojenin bu etkilerini zayıflatmamaktadır. 167 e. Diğer tedaviler L-arjinin desteği ile NO üretiminin arttırılmasının vasküler relaksasyon üzerine olumlu etkisi olduğu yapılan çalışmalarda gösterilmiştir. Tetrahidrobiopterin, metiltetrahidrofolat, deferoksamin, glutatyon gibi diğer bazı moleküller halen araştırma aşamasındadır. 28

29 Endotel Fonksiyonlarının Değerlendirilmesi Kan damarlarının içini döşeyen tabaka olan endotel önemli homeostatik rolleri olan bir organdır. 86 Normal endotelyal fonksiyonlar tromboz ve trombolizin kontrolü, vasküler duvar ile trombosit ve lökositlerin etkileşimi ve vasküler büyüme ve tonusun kontrolünü içerir. Sağlıklı endotel kardiyovasküler sistemin kontrolünde anahtar rol oynar. Hipertansiyon ve aterskleroz gibi hastalıklarda vazokonstriksiyon, inflamasyon, lökosit adezyonu, tromboz ve anormal vasküler büyüme süreçlerine neden olur. Aterosklerozun, semptomlar başlamadan önce uzun bir preklinik sessiz döneme sahip olduğunun anlaşılması, asemptomatik vakalarda erken vasküler bozuklukların tanısı için metotlar geliştirilmesi yönünde ilgi uyandırmıştır. Endotel disfonksiyonunun aterosklerozda başlatıcı lezyon olduğunun düşünülmesi, endotel disfonksiyonu tanısı için endotele bağlı vazodilatasyonun veya endotelden salınan hücresel veya moleküler ürünlerin tanı testi olarak kullanılabileceğini düşündürmüştür. 90 İdeal olarak endotel fonksiyonunu tesbit edecek olan testin güvenilir, invazif olmayan, kolayca ulaşılabilecek, subklinik aterosklerozu tesbit edebilen, riski belirleyebilen ve tedaviye cevap verebilen özelliklerde olması gerekir. Ek olarak endotel disfonksiyonu tek formda karşılaşılan bir olay olmadığı için aterojenik endoteli birden fazla özelliği ile değerlendirebilmelidir. Şu an pratikte böyle bir test varolmamakla birlikte çalışmalar endotel bağımlı vazoaktivite ile endotel fonksiyonunun dolaşan belirteçleri üzerine yoğunlaşmıştır. 168 NO bağımlı vazoaktiviteyi ölçen fonksiyonel testler Bu testler genel olarak farmakolojik ve fiziksel uyarılara karşı oluşan endotelyal vazodilatasyonu ve dolayısı ile endotelyal nitrik oksit salınımını ölçerler. a. İnvazif koroner testler İnsanlarda koroner endotel fonksiyonlarının değerlendirilmesi ilk kez Ludmer ve arkadaşlarının yaptığı testlerle gösterilmiştir. 141 Bu çalışmada intrakoroner astetilkolin enjeksiyonu öncesi ve sonrasında anjiyografik olarak koroner arter çapları değerlendirilmiştir. Sağlıklı endotele sahip bir damarda asetilkoline karşi oluşan yanıt NO salınımı ve buna bağlı vazodilatasyondur. Endotel disfonksiyonu varlığında ise NO salınımı bozulmuş olacağından asetilkolinin düz kas kasıcı etkisi belirgin hale gelir ve damar çapında azalma gözlenir. Daha sonra bu test endotelden bağımsız bir vazodilatatörün (nitroprussid) ilavesi ve koroner akımların direkt olarak doppler kateterleri ile ölçümü yolu ile geliştirilmiştir. 169 Bu çalışmalar ateroskleroz ve endotel disfonksiyonu 29