A női nemi hormonok hatása a hypothalamus véráramlására, a hypothalamicus erek szén-dioxid érzékenységére és a teljes agyi vértérfogatra Doktori értekezés Dr. Szelke Emese Semmelweis Egyetem Elméleti Orvostudományok Doktori Iskola
Témavezetők: Hivatalos bírálók: Szigorlati bizottság elnöke: Szigorlati bizottság tagjai:
Dr. Sándor Péter, egyetemi tanár Dr. Várbíró Szabolcs, egyetemi tanársegéd Dr. Valent Sándor egyetemi docens Dr. Páll Dénes med. habil egyetemi docens Dr. Pavlik Gábor egyetemi tanár Dr. Kékesi Violetta egyetemi docens Dr. Jakab Gábor osztályvezető főorvos
Budapest 2010
Tartalomjegyzék Rövidítések jegyzéke......................................................................................................... 4 Bevezetés .......................................................................................................................... 5 A humán agyi keringési rendszer felépítése ......................................................................... 7 Az artériás rendszer............................................................................................................................. 7 A vénás rendszer ................................................................................................................................. 8 A kapillárisok ...................................................................................................................................... 8
Az agyi vérkeringés általános sajátosságai ........................................................................... 9 A humán hypothalamicus régió főbb sajátosságai, funkcionális jelentősége .................. 10 A human hypothalamus összeköttetései............................................................................................ 13 A humán hypothalamus szabályozó szerepe ..................................................................................... 14
Az ösztrogén hatása az agyi érrendszerre........................................................................... 15 Az ösztrogén célpontja az agyi ereken .............................................................................................. 15 A „klasszikus” ösztrogénreceptorok ............................................................................................ 15 Az ösztrogén nongenom hatása .................................................................................................... 16 A nemi hormonok forrása a központi idegrendszerben .................................................................... 16 Az ösztrogén hatása az agyi erek tónusára ........................................................................................ 17 Az ösztrogén hatása az endotéliális faktorokra ................................................................................. 18 Az endotéliális nitrogén-monoxid szintáz (eNOS) ....................................................................... 18 Az ösztrogén NO-rendszer által kifejtett hatásai: ......................................................................... 20 Prosztanoidok ............................................................................................................................... 20 Endotél-függő hiperpolarizációs faktor (EDHF) .......................................................................... 21 Az ösztrogén direkt hatása a vaszkuláris simaizomsejtekre .............................................................. 21 Az ösztrogén hatása az agyi vérkeringésre ....................................................................................... 23 Humán vizsgálati eredmények: ......................................................................................................... 24
Az ösztrogén egyéb, a központi idegrendszerben igazolt hatásai ..................................... 26 A progeszteron hatásai ......................................................................................................... 28 A progeszteron extracerebrális erekre kifejtett hatásai ..................................................................... 28 A progeszteron cerebrális erekre kifejtett hatásai ............................................................................. 29
Célkitűzés ....................................................................................................................... 31 Módszerek ...................................................................................................................... 33 Vizsgálati állatok ................................................................................................................... 33 Kísérleti előkészítés, előkezelések ........................................................................................ 33 Kísérleti összeállítás, invazív beavatkozások ...................................................................... 34 Mérési módszerek ................................................................................................................. 35 A hypothalamicus véráramlás mérése ............................................................................................... 35 Az agyi vértérfogat mérése ............................................................................................................... 37
Az autoregulációs teszt ......................................................................................................... 39 A hypothalamicus véráramlás és az agyi vértérfogat változásainak vizsgálata az artériás PaCO2-szintek függvényében ............................................................................................... 40 Statisztikai analízis ............................................................................................................... 40
Eredmények ................................................................................................................... 42 Az ovariektómia, az ösztrogén- és a progeszteron-kezelés hatása a hypothalamus nyugalmi véráramlására ...................................................................................................... 42
2
Az ovariektómia, az ösztrogén- és a progeszteron-kezelés hatása a hypothalamus lokális szöveti véráramlásának autoregulációjára ......................................................................... 44 A keringési- és vérgáz-paraméterek változása ovariektómia, ösztrogén- és progeszteronkezelés után............................................................................................................................ 47 A normál, egyensúlyi állapot (steady-state) összehasonlítása ........................................................... 47 A haemorrhagia alatti változások összehasonlítása .......................................................................... 48
A női nemi hormonok vérszintváltozása ............................................................................. 50 A levett vértérfogat és testsúlyváltozások ovariektómia, ösztrogén- és progeszteronkezelés után............................................................................................................................ 51 Az agyi vértérfogat (CBV) és a hypothalamus ereinek CO2 érzékenysége ...................... 52
Az ovariektómia, ösztrogén-, progeszteron- és kombinált hormonkezelés hatása a teljes agyi vértérfogatra hiper- és hipokapnia során ........................................................................................... 52 Az ovariektómia, ösztrogén-, progeszteron- és kombinált hormonkezelés hatása a regionális hypothalamicus véráramlás CO2-érzékenységére ............................................................................. 54 Hiperkapniás érzékenység ............................................................................................................ 54 Hipokapniás érzékenység ............................................................................................................. 54
A keringési és vérgáz-paraméterek változása a PaCO2 változtatása során a különböző kísérleti csoportokban .......................................................................................................... 56 A PaCO2 változtatásának mértéke .................................................................................................... 58
Megbeszélés .................................................................................................................... 59 A hypothalamus véráramlása .............................................................................................. 59 A női nemi hormonok hatása a nyugalmi, steady-state hypothalamicus véráramlásra ..................... 59 A női nemi hormonok hatása a hypothalamicus véráramlás reaktivitására a szisztémás artériás vérnyomás változtatása esetén .......................................................................................................... 61 A női nemi hormonok hatása a hypothalamicus véráramlás reaktivitására az artériás pCO2 változtatása esetén ............................................................................................................................. 62
Az agyi vértérfogat................................................................................................................ 63 A női nemi hormonok hatása a hemisphaeriális agyi vértérfogat reaktivitására az artériás PCO2 változtatása esetén ............................................................................................................................. 63
Következtetések .............................................................................................................. 66 Összefoglalás .................................................................................................................. 67 Summary ........................................................................................................................ 70 Irodalomjegyzék ............................................................................................................. 72 Köszönetnyilvánítás ....................................................................................................... 99
3
Rövidítések jegyzéke ACM
– artéria cerebri media
CBF
– agyi véráramlás
rCBF
– regionális agyi véráramlás
CBV/gCBV – (globális, hemisphaerialis) agyi vértérfogat C
– ösztrogén+progeszteron (kombinált) kezelés
CCA
– artéria carotis communis
CO2
– szén-dioxid
CSF
– cerebrospinalis folyadék
CVR
– cerebrovaszkuláris reaktivitás
ECA
– artéria carotis externa
ER-α
– ösztrogénreceptor-α
ER-β
– ösztrogénreceptor-β
HBF
– hypothalamicus véráramlás
HR
– szívfrekvencia
IC
– artéria carotis interna
MAP
– artériás középnyomás
MPA
– medroxi-progeszteron-acetát
MRI
– Magnetic Resonance Imaging-mágneses rezonanciás képalkotás
NO
– nitrogén-monoxid
NOS
– nitrogén-monoxid-szintáz
OVX
– petefészek-eltávolítás (kétoldali)
Ö
– ösztrogén-kezelés
P
– progeszteron-kezelés
PET
– Pozitron Emission Tomography-pozitronemissziós tomográfia
PI
– pulzatilis index
SPECT
– Single Photon Emission Computed Tomography-single foton emissziós komputertomográfia
4
Bevezetés
A világ fejlett országaiban az egészségügy számára egyre nagyobb kihívást jelent a lakosok születéskor várható átlagos élettartamának hosszabbodása. Az életkor növekedésével a szív- és érrendszeri betegségek incidenciája és az ezekből adódó halálozás jelentősen növekszik. Irodalmi adatok bizonyítják, hogy hasonló korú férfiakhoz viszonyítva a fertilis korú, menopauza előtt álló nők körében az érrendszeri betegségek (a koszorúér-betegség, az esszenciális hipertónia és a stroke) incidenciája és az ezekből eredő mortalitás is alacsonyabb, míg menopauza után ugrásszerűen megnő [19, 55, 106, 136, 166, 77, 94, 197]. A menopauza után két évvel az azonos korú férfiak és nők kardiovaszkuláris halálozása már hasonló értéket mutat. Míg a szív- és érrendszeri betegségekből eredő halálozás Nyugat-Európában és az Egyesült Államokban csökken, addig hazánkban a menopauza után lévő női lakosság körében ezzel ellentétesen, növekvő tendenciát mutat. Az elmúlt száz évben hazánk női lakosságának születéskor várható átlagos élettartama mintegy 20-25 évvel nőtt. Ebből következik, hogy a menopauzát megérő és azt túllépő nők száma jelentősen emelkedett. Ezzel összefüggésben az őket érintő, emelkedő számú kardiovaszkuláris megbetegedések a figyelem középpontjába kerültek. Jogosan merült fel annak lehetősége és hasznossága, hogy a menopauza során csökkenő női nemi hormonszintet mesterséges úton, a szervezeten kívülről pótoljuk. Több, nagy populációt érintő epidemiológiai vizsgálat eredményei igazolták, hogy a posztmenopauzális hormonkezelés védő hatást gyakorol mind a cerebrovaszkuláris, mind a kardiovaszkuláris betegségekkel szemben [79, 166, 223, 249, 224, 1, 55, 81, 83, 82, 108, 134, 179, 182, 222, 248, 226]. Ugyanakkor egyes vizsgálatok eredményei arra figyelmeztetnek, hogy a populációnak létezhetnek olyan alcsoportjai, amelyek fogékonyabbak lehetnek a hormonpótló kezelés korai prothrombotikus hatására [95, 183, 90, 80, 62]. A női nemi hormonok közül az ösztrogén anyagcserére gyakorolt jótékony hatását több vizsgálat igazolta. Az ösztrogén számos, klinikailag előnyös hatását mutatták ki a lipidprofilra, az LDL-oxidációra, a lipoprotein (a) szintre, a koleszterin érfali lerakódására,
a
thrombocyta-aggregációra,
5
valamint
az
érfali
myointimális
sejtproliferációra. Mérsékelte az osteoporosis és a köszvény kialakulását is [91, 147, 237, 25, 26, 245, 39, 215, 251, 35, 150, 4, 32, 58, 143, 154, 194, 209, 246, 87, 124, 181]. Csökkenti az inzulin rezisztencia és a következményes hiperglikémia, illetve hiperinzulinémia kialakulását [147, 258]. Ezen metabolikus változások végül az érfalban az arterioszklerózis kialakulása ellen hatnak [6, 49, 85, 96, 115, 146, 148]. Az ösztrogén anyagcsere hatásai mellett a kutatói érdeklődés a női nemi hormonoknak az érfalat érintő, közvetlen hatásai felé tolódott [67, 107, 151, 152, 205, 227]. Az ösztrogén vazorelaxáns hatást fejt ki a koszorúsereken [104, 105, 187], egyes perifériás artériákon [130], illetve zsigeri artériákon is [40, 165, 250]. A posztmenopauzális hormonkezelés alkalmazhatósága szempontjából nagyon fontos volna tudni, vajon a keringő nemi hormonok milyen hatással vannak a központi idegrendszer érhálózatára és a cerebrovaszkuláris rendszer működésére. Az eddigi vizsgálatok eredményei lényeges kérdések vonatkozásában is ellentmondásosak. Ilyen megválaszolatlan kérdés például: vajon hasznos vagy káros hatást gyakorol-e az ösztrogén a cerebrovaszkuláris betegségek kockázata és következményei szempontjából [9, 23, 29, 76, 129, 190, 131, 90, 80]? A progeszteron és a tesztoszteron cerebrovaszkuláris hatásairól (jelenleg még) az ösztrogén agyi keringési hatásainál is kevesebb ismerettel rendelkezünk [173].
6
A humán agyi keringési rendszer felépítése
Az artériás rendszer Az agyat négy nagy verőér (a két artéria carotis interna és a két a. vertebralis) látja el, melyek a sella turcica felett anasztomózist alkotnak: a circulus arteriosus Willisi-t (1. ábra). Az agyat közvetlenül ellátó artériák muszkuláris típusúak, falrétegeik: Tunica intima (a falvastagság körülbelül 17%-át alkotja) Tunica media (a falvastagság körülbelül 52%-át alkotja) Tunica adventitia (a falvastagság körülbelül 31%-át alkotja) A media háromnegyedét simaizom alkotja, mely több rétegben, körkörösen helyezkedik el. A kollagén rostok ezzel szemben az ér tengelyével párhuzamosan, a simaizomkötegekre merőlegesen helyezkednek el. A simaizomrétegek száma az érátmérő csökkenésével
párhuzamosan
csökken.
Az
agyszövetbe
penetráló
arteriolák
prekapilláris szakaszán sphinctereket már nem találunk, falukban már csak egy-két simaizomsejt található. Az adventitiát vékony, laza kötőszövet alkotja, melyben a perivaszkuláris idegek axonterminálisai találhatók. Az intima érendotélből és kevés elasztikus kötőszövetből áll, melyek a circulus arteriosustól distalisan nem alkotnak membrana elastica internát.
7
1. ábra: A circulus arteriosus Willisi felépítése (Forrás: William F. Ganong: Az orvosi élettan alapjai, Medicina, Budapest, 1994)
A vénás rendszer Önálló fallal rendelkező vénák (vv. cerebri superiores, vv. cerebri inferiores, v. basilaris, v. cerebri magna, vv. cerebelli superiores et inferiores): közös jellemzőjük, hogy az agyi sinusokba torkollanak. A venulák falát endotél és peritéliumnak nevezett réteg alkotja. Ebben nyúlványos sejtek találhatók. Izomfaluk általában vékony, intracerebrális musculáris típusú vénákat csak emberben találtak. A keményagyhártya közötti rések (sinus durae matris).
A kapillárisok A kapillárisok fala endotélből, pericitákból és bazális membránból áll. Az sejtekben igen sok mitokondrium található, a sejteket „tight junction”-szerűen specifikus fehérjék kapcsolják össze, a sejteken fenesztráció nem található. A kapillárisfal endotél-sejtjei
8
közötti szoros kapcsolat képezi a vér–agy-gát strukturális alapját, míg a sejtekben található enzimek jelentik a funkcionális gátat a nagy molekulájú, illetve vízoldékony anyagok számára. Az endocytoticus vesiculumok száma alacsony. A pericita-endotél közötti szoros kapcsolat a két sejttípus között ionáramlást tesz lehetővé. Megfigyelések szerint mind az endotélben, mind a pericitákban kontraktilis fehérjék találhatóak és mindkét sejtféleségben kimutatható az innerváció egészen a kapillárisok szintjéig.
Az agyi vérkeringés általános sajátosságai A csontos koponyán belül a térfogat állandó. Ezen állandó, felnőtt korban még részleges tágulásra sem képes helyen „osztozik” az agyszövet, a liquortér és a vér. A Monroe– Kelly-elv értelmében tartósan egyik kompartment térfogata sem változhat meg csak a másik kettő rovására. Az agyi vérkeringést globálisan állandó szinten tartják intrinsic szabályozó mechanizmusai, melyek széles szisztémás artériás középnyomás (MAP) tartományban képesek az agyi véráramlás, a perfúzió állandóságát biztosítani. A regionális agyi véráramlás (rCBF) viszont helyi szinten rendkívüli változatosságot mutat. Alapvető az a megfigyelés, hogy a funkcionálisan aktív neuronokban fokozódik a metabolizmus, és környezetükben fokozódik a regionális agyi véráramlás. Ez a jelenség az úgynevezett neuro-vaszkuláris coupling. Több mint száz éves, és 1890-ben került Roy és Sherrington által leírásra az a hipotézis, mely a funkcionálisan aktív neuronok anyagcsere végtermékei felszaporodásával és ezen anyagok vazodilatációt okozó hatásával magyarázza az aktiválódott neuronok közelében létrejövő áramlásfokozódást. A metabolikus hipotézis azonban – bár történetét tekintve az első magyarázat a neurovaszkuláris couplingra – nem képes minden tekintetben megmagyarázni a jelenséget. A funkcionális aktiválódást követő áramlásfokozódás dinamikája nem modellezhető pusztán a H+, K+ ionok és adenozin felhalmozásával, mert a lokális véráramlás növekedése megelőzi ezen anyagok lokális koncentrációjának növekedését, és az áramlásváltozás nagysága sem korrelál a felszaporodó metabolitok mennyiségével. A neuro-vaszkuláris coupling mechanizmusainak jobb megértése többek között azért is alapvető
jelentőségű,
mert
a
modern
9
neuroimaging
technikák
éppen
az
áramlásnövekedés (vagy csökkenés) alapján következtetnek a funkcionális aktivitás lokális változására. Az agyi erek autonóm idegrendszeri innervációjának neuroanatómiai bizonyítékai léteznek. A perivaszkuláris térben elhelyezkedő idegvégződések létét, ezek eredetét, axonjait, az axonterminálison neurotranszmitterek termelődését, és ezek lebontásához szükséges enzimeket is sikerült igazolni. Felfedezésre került a perivaszkuláris idegek eredése, valamint az is, hogy melyik agyi régióban milyen típusú ér az, amelyik beidegzés (szabályozás) alatt áll. A fenti rendszer képezi az alapját a regionális agyi véráramlás idegi szabályozásának, melynek létét egészen az ezredfordulóig több neves kutató vitatta. A regionális agyi véráramlás idegi szabályozása rendkívüli diverzitást mutat. Fajonként, agyi régiónként, valamint a mérésre használt kísérleti módszertől is függően, sokszor egymásnak ellentmondó eredmények születtek.
A humán hypothalamicus régió főbb sajátosságai, funkcionális jelentősége A hypothalamus a köztiagy (diencephalon) legalsó szintjét és fenekét képzi, a harmadik agykamra oldalfalát alkotja. A vegetatív idegrendszer fő központja és egyben az endokrin funkciók legfontosabb koordinátora. Értekezésemben ezért a lokális agyi véráramlás petefészek-irtást követő változásainak tanulmányozása során ezt a régiót helyeztük vizsgálataink középpontjába. Anatómiailag három, funkcionálisan kettő, az elülső rostszegény és a hátulsó rostgazdag részre osztható. 1) Rostszegény rész a) Hypophysaer magok i) Nagysejtes magok (nucleus supraopticus és paraventricularis): idegrostok kötik össze a neurohypophysissel. Neuronjaik hormonokat termelnek (oxitocin, vazopresszin) és ezen effektor hormonokat a neuronok axonjai a neurohypophysisben tárolják, majd szükség szerint a vérkeringésbe juttatják.
10
ii) Kissejtes magok (nucleus infundibularis és ventromedialis): a tuber cinereumban helyezkednek el (tuberális magvak), neuronjaik releasing hormonokat termelnek, ezeket a hormonokat a portális vénák szállítják az adenohypophysisbe, ahol az adenohypophysis hormonürítését fokozzák (releasing faktorok, vagy liberinek) illetve gátolják (releasing inhibitorok, vagy statinok).
b) Non-hypophysaer magok i) Periventricularis és medialis zóna (nuclei preoptici, nucleus hypothalami anterior, n. ventromedianus és n. posterior): ezek funkciója pontosan még nem ismert. ii) Laterális zóna (n. preopticus lateralis, n. tuberalis lateralis és n. tuberomamillaris): a medialis előagyi kötegen keresztül a limbicus rendszerrel és az agytörzzsel állnak kapcsolatban. A hypothalamus elülső és laterális részének (n. preopticus lateralis, nucleus hypothalamicus) ingerlése paraszimpatikus hatást vált ki (pulzusszám, vérnyomás, hőtermelés csökken, élelemfelvétel nő és értágulat alakul ki). A hypothalamus medialis részének ingerlése (n. ventralis medialis) szimpatikus hatást eredményez. 2) Rostgazdag rész a) A corpus mamillare (n. mamillaris medialis és lateralis) a limbicus rendszer funkcionális láncának a Papez-gyűrűnek fontos tagja.
11
2. ábra: A hypothalamus és a portalis erek (Forrás: William F. Ganong: Az orvosi élettan alapjai, Medicina, Budapest, 1994)
12
A human hypothalamus összeköttetései
1. táblázat: A hypothalamus összeköttetései William F. Ganong: Az orvosi élettan alapjai (Medicina, Budapest, 1994) című könyve alapján
13
A humán hypothalamus szabályozó szerepe
2. táblázat: A hypothalamus szabályozó szerepe William F. Ganong: Az orvosi élettan alapjai (Medicina, Budapest, 1994) című könyve alapján
14
Az ösztrogén hatása az agyi érrendszerre Számos, különböző állatfajon, különböző agyi régiókban, normál- és pathológiás állapotban
végzett
kísérletek
igazolják,
hogy
az
ösztrogén,
illetve
egyéb
szexuálszteroidok jelentős hatást gyakorolnak a cerebrovaszkuláris működés különböző területein. Úgy tűnik, hogy az ösztrogén nem csupán „egészséges” körülmények között hat az agyi érrendszerre és működésre, hanem különböző cerebrovaszkuláris pathológiás állapotok előfordulását és súlyosságát is befolyásolja (például stroke, dementia és agyi sérülések).
Az ösztrogén célpontja az agyi ereken A cerebrovaszkuláris szövetek speciális hormonreceptorokkal rendelkeznek, és metabolikus enzimeket termelnek a nemi hormonok részére.
A „klasszikus” ösztrogénreceptorok A
„klasszikus”
ösztrogénreceptorok
magreceptorok,
melyek
génexpressziót
befolyásolnak egyéb, gyakran szövetspecifikus transzkripciós faktorokkal együtt [134]. Két külön típusuk ismert: az ösztrogénreceptor-α (ER-α) és az ösztrogénreceptor-β (ERβ). ER-α Jelenlétét patkányok piális artériáin és intracerebralis erekben igazolták [43, 228, 231, 230]. Immunofluorescens módszerrel vizsgálva ER-α immunoreaktivitás látható mind az endotél-, mind a vaszkuláris simaizomsejtekben [43, 231, 256]. Ezeken a sejteken belül megtalálható a sejtmagban [230], a membránban (az endotéliumban a caveolin-1-gyel) [43, 228] és a mitokondriumon belül [230, 256]. In vivo ösztrogén-kezelés növeli az ER- α protein termelődését az agyi erekben, de nem befolyásolja a szubcelluláris receptorok működését. ER-β Ezen receptortípusról lényegesen kevesebb ismerettel rendelkezünk. Agyi artériák lizátumában immunoblottal mutatták ki a jelenlétét [43], lokalizációja alapján feltételezhető, hogy szerepe van az ösztrogén agyi ereken kifejtett hatásában.
15
Az ösztrogén nongenom hatása Ioncsatornákon, membrán receptorokon és szignál transzdukciós folyamatokon keresztül valósul meg [92, 161, 243]. A nemi hormonok a központi idegrendszerben az ereken kívül egyéb sejttípusokon is hatnak, így például az astrocytákon, az idegsejteken és a keringő vér alakos elemein (például a vérlemezkéken és a leukocytákon) [41, 84, 111, 170, 175, 180, 263]. A nemi hormonok ezeken keresztül indirekt módon is hathatnak az agyi érrendszerre.
A nemi hormonok forrása a központi idegrendszerben A központi idegrendszerbe kerülő nemi hormonok természetes forrásait elsődlegesen a gonádok jelentik Ezen kívül non-reproduktív szövetek is képesek nemi hormonokat szintetizálni [217]. Baulie és Robel észlelték először, hogy számos szexuálszteroid – pregnenolon, dehidroepiandroszteron és ezek szulfát-észterei – nagyobb koncentrációban találhatók az agyban, mint a plazmában. Szintén rámutattak, hogy e szteroidok szintje az agyszövetben adrenalectomia és kasztráció után továbbra is magas marad. Harmadsorban észlelték, hogy a szteroidok cirkadián koncentráció változása nincs szinkronban a plazmában észlelt változásokkal. Ezek a megfigyelések vezették a szerzőket arra a következtetésre, hogy az agy képes biológiailag aktív szteroidok termelésére. Így született meg a neuroszteroid fogalma. Úgy tűnik, hogy a neuroszteroidok széles körű biológiai aktivitással rendelkeznek az agyban. Számos neurotranszmitter és neuropeptid receptorral állnak kapcsolatban, az agyban (GABA, BZD, kainate, AMPA, glicin, szerotonin, nikotinerg, muszkarinerg receptorok). In vivo vizsgálatok eredményei szerint a neuroszteroidok számos neurofiziológiai és viselkedést befolyásoló hatással rendelkeznek (kognitív funkciók, magatartás, arousal, stresszérzékenység, depresszió, anxietas, alvási minták, valamint szexuális és táplálkozási viselkedések). Az astrocyták tűnnek a legaktívabb szteroid-szintetizáló sejteknek. Ezek a sejtek a legtöbb szteroid-szintézisben aktív enzim expresszálására képesek. (citokróm P450scc, P450c17, 3bHSD, 17bHSD, P450 aromatáz) és képesek pregnenolont, progeszteront
16
dehidroepiandroszteront, androsztendiont, tesztoszteront, ösztradiolt és ösztront termelni.
Astrocyták
a
legfőbb
progeszteron-,
dehidroepiandroszteron-
és
androgéntermelők, míg az oligodendrogliák a pregnenolon, a neuronok a fő ösztrogéntermelők [264, 48]. A neuroszteroidok bioszintézisét befolyásoló neuronális mechanizmusokról lényegesen kevesebb ismerettel rendelkezünk [48].
Az ösztrogén hatása az agyi erek tónusára A nemi hormonok befolyásolják az agyi erek tónusát: 1.
In vitro artéria cerebri media szegmensekben a miogén tónus különbözött a hím és nőstény állatokból származó mintákban. A miogén tónus nagyobb, a disztenzibilitás alacsonyabb volt a hímekben és az ovariektómizált nőstényekben
az
érintetlen
és
az
ösztrogén
pótolt
ovariektómizált
nőstényekhez képest. Az ösztrogén e hatásáért a megemelkedett mennyiségű és/vagy funkciójú NO lehet felelős [64, 256]. 2.
Krónikus, in vivo ösztrogén vagy tesztoszteron kezelés ellentétes módon befolyásolja az agyi erek reaktivitását, az ösztrogén csökkenti, androgének növelik az értónust [65, 74, 75].
3.
Krónikus
kezelés
szelektív
ösztrogénreceptor
modulátorral,
például
Tamoxifennel szintén csökkenti az agyi artériák miogén tónusát [238, 244]. 4.
Az ösztrogén növeli a vazodilatációt eredményező faktorok termelődését vagy az irántuk való érzékenységet [38, 63, 64, 163, 164, 176, 218, 256], illetve valószínűleg a konstrikciós faktorok ellen is hat [37].
A nemi hormonok endotéliális mechanizmusokon keresztül megvalósuló hatása az agyi erek reaktivitására a 3. ábrán került összefoglalásra:
17
tesztoszteron Növelés= konstrikció endotélium értónus endotélium
Csökkentés= dilatáció
ösztrogén 3. ábra: A nemi hormonok endotéliális mechanizmusokon keresztül megvalósuló hatásának lehetőségei az agyi erek tónusára
Az ösztrogén hatása az endotéliális faktorokra Az endotéliális nitrogén-monoxid szintáz (eNOS) Az ösztrogén azon képessége, hogy az agyi érrendszerben befolyásolja a nitrogénmonoxid (NO) termelődését, a nemi hormonok agyi keringési hatásai közül a legintenzívebben kutatott terület. Az endotéliális NO-szintáz (eNOS) aktivitásának növekedésével a nitrogén-monoxid (NO) termelődése növekszik. A NO aktiválja a guanil-cikláz enzimet, így növeli a cGMP-szintet. Ez utóbbi cGMP-dependens proteinkinázokon keresztül a simaizomsejtek K+-csatornáinak aktivációjához, a membránok hiperpolarizációjához, a kalcium-csatornák záródásához, így az intracelluláris kalcium csökkenéséhez és relaxációhoz vezet. Az értágító, aggregáció-gátló és simaizomproliferáció-gátló NO termeléséért felelős NOS három formáját különítették el, ezek három különböző genom expressziója által szintetizálódnak: az endotél-sejtekben jelenlévő kalcium által aktiválható konstitutív eNOS; az először idegsejtekben leírt, szintén kalcium-dependens, konstitutív nNOS;
18
a különböző szövetekben megtalálható, kalcium-independens, citokinekkel indukálható iNOS enzimek. Az ösztrogén eNOS-ra kifejtett hatásai: Génszintű hatás 1.
Az ösztrogénreceptor (ER) aktiváció stimulálja az eNOS gén expresszióját [134, 256].
2.
Izolált agyi erek több eNOS proteint termelnek fiziológiás koncentrációjú 17β-ösztradiollal történt in vitro inkubáció után. Ez a hatás ER inhibitor (ICI 182, 780) adásával blokkolható volt [132, 256].
3.
In vivo ösztrogén expozíció után az eNOS mRNS [229] és fehérje [121, 131, 176, 256] szintjét is magasabbnak találták.
4.
Ezek a hatások mindkét nemben jelentkeztek [131], de úgy tűnik, hogy az ER-α lehet felelős értük, mivel ER-α knock-out egerekben nem alakultak ki [66, 256].
5.
Az ösztrogén csökkenti a caveolin-1 fehérje mennyiségét. Ez a fehérje felelős az eNOS megkötéséért a membrán caveoláiba, mely korrelál az eNOS aktivitás csökkenésével [50, 204, 220, 262]. Piális artériákon a caveolin-1 expresszióját magasabbnak találták ovariektómizált állatokban az intakt és ösztrogén kezelt nőstényekhez képest [176, 204, 262].
6.
Az ösztrogén növeli a cerebrális artériákban a calmodulin termelődést, mely szükséges az eNOS kalcium-általi aktiválásához [220].
Nongenom hatás Az ösztrogén aktiválja a foszfoinozitol-3 kináz-Akt szignált, mely az eNOS szerin 1177/1179 foszforilációját eredményezi. Ezáltal az enzim aktivitása nő és az érzékenyebbé válik a kalcium általi stimulusra [92, 228, 256].
19
Az ösztrogén NO-rendszer által kifejtett hatásai: 1.
Cerebrális artériák és arteriolák nagyobb NO-dependens dilatációját mutatták ki nőstényekben és ösztrogén-kezeltekben, mint hímekben és ovariektómizált nőstényekben [63, 64, 65, 176, 218, 256].
2.
In vivo piális artériákban [176, 220] és in vitro izolált artéria szegmensekben [63, 64, 65, 220] az NO-dilatáció endotél-függő volt.
3.
Agyi mikroerekben és agyi homogenizátumokban nőtt a ciklikus GMP szint [167].
4.
Az acetilkolin dilatátor hatását elnyújtott ösztrogén-kezelés után nagyobbnak találták [57, 142, 253].
5.
Patkányok artéria basilarisában nem találtak különbséget az acetilkolinra illetve NOS-bénítókra adott válaszban krónikus ösztrogén-kezeltekben az ovariektómizált alanyokhoz képest [29]. Ez a körülmény felvetheti az agyi érrendszeren belüli regionális különbségek lehetőségét az ösztrogén hatásában.
6.
Számos in vitro és in vivo tanulmány igazolt cerebrovaszkuláris dilatációt ösztrogén adása után, de ezekben általában a fiziológiás szintnél nagyobb mennyiségű (mikromólos) ösztrogén-dózist használtak [69, 122]. Szelektív ER-modulátorok (raloxifen, tamoxifen) hatására is fellépett akut dilatáció, de ezekben a kísérletekben is nagyobb koncentrációt használtak [57, 242]. Ezeket a hatásokat, egy kísérletet kivéve [122], ER- és endotélindependensnek találták.
7.
Néhány újabb tanulmányban nanomoláris ösztrogén használata mellett is kialakult akut dilatáció. A jelenség hátterében nem klasszikus ER-ok és a foszfoinizitol-3-kináz szerepe merült fel, azonban ezek szerepe még nem bizonyított.
Prosztanoidok Az ösztrogén az agyi érrendszer tónusát befolyásoló hatását az NO-rendszeren kívül a prosztanoidok által fejti ki, mivel a prosztanoidok egyensúlyát a vazodilatátor hatású prosztaciklinek felé tolja el [74, 163]:
20
1.
Az ösztrogén hatására kialakuló vazodilatációban a NOS enzimen kívül a ciklooxigenáz (COX) enzim is részt vesz [63, 121, 163, 256].
2.
Az ösztrogén-kezelés két enzim szintjét növeli meg, melyek a prosztaciklin termelődéséért felelősek: a COX-1-t és a prosztaciklin-szintázt [163, 164, 256].
3.
Az ösztrogén COX-1 enzimre kifejtett hatását erősebbnek találták akkor, amikor a NOS-aktivitás csökkent, mely azt sugallja, hogy a prosztaciklinfüggő vazodilatáció talán háttérmechanizmus lehet a NOS-diszfunkció esetében.
Endotél-függő hiperpolarizációs faktor (EDHF)
Mivel az ösztrogén a vazodilatációs hatását az endotél segítségével fejti ki, felmerült a kérdés, vajon az endotél-sejtek által termelt harmadik vazodilatációs faktor, az EDHF felelős lehet-e az értónus csökkentéséért [31]. Az EDHF pontos identititása még nem ismert. Úgy definiálható, mint egy agonistaindukált, endotél-függő dilatációt eredményező entitás/anyag, mely a vaszkuláris simaizomsejtek hiperpolarizációjához vezet Ca2+-dependens K+-csatorna nyitásán keresztül. A NOS- és a COX- enzimek effektív gátlása mellett jelenik meg.
1.
Az agyi erekben ATP-stimulációra jelentkező EDHF választ nőstényekben a hímekhez viszonyítva kisebbnek találták [73, 74, 256].
2.
Az ösztrogén az EDHF hatását agyi ereken csökkentette [73, 74, 256], ez a cerebrovaszkuláris hatás ellentétes volt azzal, amit a perifériás ereken találták [31, 256].
Az ösztrogén direkt hatása a vaszkuláris simaizomsejtekre 1.
Az endotélium eltávolítása után az agyi artériák tónusa nem különbözött az intakt, az ivartalanított és a hormonkezelt állatokban [63, 64, 66, 75].
21
2.
A simaizomsejteken direkt ható vazodilatátorok és vazokonstriktorok hatását a nemi hormonkezelés nem változtatta meg [142].
3.
Artéria basilaris simaizomsejt-tenyészetben az intracelluláris magnézium szint ösztrogén- és progeszteron-kezelésre megváltozott, de tesztoszteronkezelés után változatlan maradt.
4.
Patkány izolált artéria cerebri media simaizomsejtekben a bazális kalcium szint a hím, nőstény, ovariektómizált és hormonkezelt állatok között nem különbözött egymástól [72].
5.
Az ösztrogén a Ca2+-influx gátlásán keresztül [69, 178] direkt hatással relaxálja az agyi artériákat. Ezt a hatást azonban nagy hormonkoncentrációval érték el és ER-független volt.
Az ösztrogén-függő vazodilatációs mechanizmusokat a 4. ábra foglalja össze:
Ösztrogén-függő vazodilatáció génszintű hatás -
3.
nongenom hatás
„klasszikus” ER ↑ eNOS funkció ↑ eNOS expresszió ↓ CAV-1 expresszió ↑ calmodulin ↑ COX-1 expresszió ↑ prostaciklinszintáz expresszió ↓ EDHF funkció ↓ vazokonstriktor aktivitás
? - nem „klasszikus” ER - nM ösztrogén igény - PI-3- kináz
ábra: Az ösztrogén-függő vazodilatációs mechanizmusok
22
- endotélindependens - ER independens - µM ösztrogén igény
Az ösztrogén hatása az agyi vérkeringésre Az agyi vérkeringés és a nemi hormonszint változás kapcsolatával számos tanulmány foglalkozik. Az eredmények azonban ellentmondásosak, így egyértelmű összefüggésről jelenleg még nem beszélhetünk. Állatkísérletek (patkányokban): 1.
Holschneider és munkatársai a bazális agyi véráramlás (CBF) alakulását vizsgálták kontroll és ovariektómizált (OVX) állatokban. A kortikális és kéreg alatti (mediális preoptikus terület, amygdala, nucleus arcuatus, anterior hypothalamus) régiókban a két állatcsoport nyugalmi véráramlása között nem volt különbség (14C-iodoantipyrine autoradiographia) [93].
2.
Ances és társai a hiperkapnia CBF-re gyakorolt hatását tanulmányozták hím, intakt és ovariektómizált nőstényekben. Steady-state állapotban az egyes csoportok között nem volt különbség. Tranziens, nagyfokú hiperkapniában azonban az elülső láb ingerlésével létrehozott áramlásfokozódás mind a hímekben, mind a nőstényekben emelkedettebb maradt [8].
3.
He és munkatársai tranziens, globális iszkémia CBF-re gyakorolt hatását vizsgálták intakt, OVX és ösztrogén-kezelt állatokban. Az utóbbi csoportban nőtt a hippocampális áramlás, míg a parietális cortexben változatlan maradt. Az intakt és az OVX csoport között nem volt különbség [89].
4.
Alkayed és társai hím, intakt nőstény és OVX+ kombinált hormonkezelt állatokban lézer-Dopplerrel
és
14C-iodoantipyrine
autoradiographiával
vizsgálták a reverzibilis artéria cerebri media okklúzió (MCAO) hatását a regionális agyi véráramlásra. Megállapították, hogy az egyes csoportok rCBF értékei sem iszkémia alatt sem a korai reperfúzió során nem különböztek egymástól [7]. 5.
Rusa és munkatársai ovariektómizált, majd három eltérő ösztrogéndózissal kezelt, nőstény patkányokban lézer-Dopplerrel és 14C-iodoantipyrine autoradiographiával vizsgálták a reverzibilis artéria cerebri media okklúzió (MCAO) hatását a regionális agyi véráramlásra. Megállapították, hogy az
23
egyes csoportok rCBF értékei sem iszkémia alatt (cortexben mérve) sem az iszkémia végén (striatumban mérve) nem különböztek egymástól [195].
Humán vizsgálati eredmények: Premenopauzában: 1.
Krejza és munkatársai egészséges nőkben Doppler-ultrahangos módszerrel a menstruációs ciklus alatt mérték az artéria carotis communis (CCA), az artéria carotis interna (ICA) és az artéria carotis externa (ECA) pulzatilis indexét (PI). A follikuláris fázisban (magas ösztrogén szint) csak az ICA-ban csökkent a pulzatilis index, az ECA-ban nőtt, a CCA-ban nem változott. Az ICA PI csökkenése mögött a cerebrovaszkuláris rezisztencia csökkenését feltételezték [117, 118].
2.
Brackley és munkatársai a menstruációs ciklusban két alkalommal a follikuláris fázis közepén és a luteális fázis közepén nézték az ICA, ECA és az artéria cerebri media (ACM) hemodinamikai paramétereit. A Dopplerindexek a luteális fázisban az ACM-ban magasabbak voltak, de a carotisokban mért értékek között nem volt eltérés. [28]
3.
Diomedi és társai a hiperkapniára adott cerebrovaszkuláris reaktivitást (ACMDoppler-index) az ovulációs fázisban nagyobbnak találták, mint a menstruáció alatt [47].
4.
Brackley és munkatársai egészséges terhesekben Doppler-ultrahangos módszerrel a terhesség elején mind az ACM-ben, mind az ICA-ban csökkenő érfaltónust mértek. A terhesség előrehaladtával az ICA-ban nőtt az érfaltónus, míg az ACM-ben változatlan maradt [27].
5.
Bain és munkatársai premenopauzában lévő nőkben 12 hetes GnRh analóg kezeléssel mesterségesen alacsony ösztrogénszintet hoztak létre, és vizsgálták az ACM áramlási sebességet, CCA és ICA PI-t és a cerebrovaszkuláris reaktivitást acetazolamid hatására. Eredményeik szerint sem a nyugalmi hemodinamikai értékekben sem az agyi rezisztencia erek reaktivitásában nem volt szignifikáns különbség [15].
24
6.
Nevo és munkatársai in vitro fertilizációban résztvevő nőkben vizsgálták az ováriális stimuláció és az ICA-ban mért véráramlás kapcsolatát. Eredményeik szerint A késői folliculáris fázisban és a luteális fázis közepén a véráramlás szignifikánsan nőtt, a vaszkuláris rezisztencia pedig csökkent. A változások szignifikánsan korreláltak az ösztrogén szint emelkedésének mértékével [153].
Posztmenopauzában 1.
Bain és munkatársai posztmenopauzában nézték az ACM áramlási sebesség, ICA-PI és cerebrovaszkuláris reaktivitás (CVR) változását placebo, orális ösztradiol+norethisteron illetve ösztradiol+dydrogesteron 3 hónapos adása után. A CVR egyik csoportban sem változott, a PI szignifikánsan csökkent, az ACM áramlási sebesség nőtt a dydrogesterone csoportban [16].
2.
Penotti és munkatársai korai posztmenopauzában lévő nőkben ACM és ICA PI értékek változását vizsgálták 6 hónapos kombinált hormonkezelést (transzdermális
ösztradiol+
medroxi-progeszteron-acetát)
követően.
A
pulzatilis indexekben gyors csökkenés alakult ki, melyet a ciklikus progesztagén adása sem befolyásolt [177]. 3.
Slopien és munkatársai menstruáló, posztmenopauzás és ösztrogén-kezelt csoportban SPECT segítségével vizsgálták a cerebelláris, thalamicus és ventriculáris regionális véráramlás alakulását. A CBF posztmenopauzában lévő csoportban minden régióban alacsonyabb volt, de 12 hetes hormonpótlás után megemelkedett [219].
4.
Hormonpótló kezelés (konjugált ló ösztrogén magában és medroxiprogeszteron-acetáttal kombinációban adva is) során jelentősebb agyi atrophiát (teljes agyi térfogat, frontális lebeny, hippocampus területén) észleltek a 65 éves vagy annál idősebb nőkben [188].
25
Az ösztrogén egyéb, a központi idegrendszerben igazolt hatásai 1.
Ovariektómia után számos agyi területen nőtt a kapillárisok permeábilitása [196].
Ösztrogén-kezelés hatására: 2.
Fiatal, ovariektómizált patkányokban a bulbus olfactoriusban és a hippocampusban csökkent az extravazáció [17].
3.
Megváltozott az agyi glükóz homeosztázis [24, 212, 213].
4.
A cerebrális erekben gátlódott a simaizomsejtek migrációja [37].
5.
In vivo és in vitro is javult a cerebrovaszkuláris mitokondriumok energiatermelése [50, 230, 256].
6.
Csökkent a mitokondriumokban a káros szabadgyökök termelődése és az apoptózis [216, 256].
7.
Javult az endotéliális sejtek túlélése [213].
8.
Stimulálódott az angiogenezis [11, 103].
9.
Nőtt a protektív hő-sokk proteinek termelődőse az agyi erekben [126].
10.
Csökkent a leukociták adhéziója a piális venulákban [203, 256].
11.
Gátlódott egyes adhéziós molekulák expressziója az agyi mikrovaszkuláris endotél sejtekben [46, 61, 256].
12.
Csökkent a COX-2 fehérje indukciója és a PGE2 termelődése patkány agyi ereiben interleukin-1β [162] és endotoxin hatására [162, 185], valamint kísérletes iszkémia után [233].
13.
Csökkent az iNOS endotoxin hatására létrejövő indukciója hím [185] és nőstény [173, 256] patkányokban.
14.
A vér–agy-gátat alkotó mikroerek endothél-sejtjeiben ösztrogén hatására csökkent az iszkémia-indukált ödéma: ösztrogén hatására csökkent a nátriumkálium-klór kotranszporter fehérje expressziója [34].
Az említett vizsgálatok eredményei megmutatták, hogy az ösztrogén összetett módon befolyásolja a cerebrovaszkuláris funkciók számos területét. Az ösztrogén három legfontosabb hatása: (1) csökkenti a cerebrovaszkuláris tónust azáltal, hogy növeli az
26
endotél-függő vazodilatációs faktorok termelődését (a tesztoszteron ellentétes irányban hat); (2) csökkenti a cerebrovaszkuláris gyulladásos folyamatokat a gyulladásos mediátorok szintjének csökkentése által (tesztoszteron ellentétesen hat); (3) modulálja a mitokondriumok működését, növeli a sejtek energiatermelését a reaktív oxigéngyökök produkciójának csökkentése által. Figyelembe véve, hogy az ösztrogén ilyen széles körben hat a cerebrovaszkuláris funkciókra, jelen tudásunk a humán nemi hormonpótló-kezelésről még igencsak hiányos, kiegészítő vizsgálatokat igényel.
27
A progeszteron hatásai A posztmenopauzális hormonkezelés során nem hiszterektomizált nőknél manapság általában kombinált, ösztrogén és progeszteron-származékot is tartalmazó kezelést alkalmazunk. Progeszteron alkalmazására az endometrium hiperplázia és carcinoma kialakulásának csökkentése miatt kerül sor [125]. Egyes vizsgálatok szerint a progeszteron-származékok e kedvező hatásuk mellett rontják az ösztrogén kedvező metabolikus hatásait: csökkentik például az ösztrogén monoterápia által kiváltott HDL-koleszterinszint-emelkedést, és az ösztrogén közvetlen vazodilatatív hatását is gátolhatják [5, 42, 120, 141, 186, 221, 255]. A progeszteron-származékok közül a világon legelterjedtebben használt medroxiprogeszteron-acetát
(MPA)
esetleges
kedvezőtlen
kardiovaszkuláris
hatásának
lehetősége klinikai vizsgálatok alapján merült fel [5, 141]. Ezen negatív hatások miatt feltétlenül szükséges lenne a progeszteron metabolikus és direkt érfali hatásainak pontosabb ismerete. Ezekről azonban az ösztrogén hatásához képest jelenleg csak igen szerény információk állnak rendelkezésünkre.
A progeszteron extracerebrális erekre kifejtett hatásai Az emberi szívben és a nagyartériák falában (az endotél-sejtekben, a mediában, az adventitiában sikerült progeszteron-receptorokat kimutatni, azonban ilyen receptorokat ezidáig zsigeri erekben (uterus, prostata, vese, gyomor, bélrendszer) nem találtak [100, 140]. Emellett extravaszkulárisan elhelyezkedő progeszteron receptorokat is leírtak, melyek a progeszteron nongenom hatásaiért felelősek [18, 33, 110]. Sertésekben az artériák simaizomsejtjeiben sikerült kimutatni egy DNS-szakaszt, mely egy, a sejtmembránban elhelyezkedő nagy affinitású progeszteron-kötő fehérje szintéziséért felelős [56]. Kombinált hormonkezelés során: 1. Progeszteron hozzáadása csökkentette a krónikus ösztrogén-kezelés lipidprofilra gyakorolt kedvező hatásait [206].
28
2. Előzetes krónikus progeszteron-kezelés csökkentette az ösztrogén koronáriaáramlást és acetilkolin-függő dilatációt fokozó hatását [78, 138]. 3. Ovariektómizált majmokban és posztmenopauzában lévő nőkben medroxiprogeszteron-acetát (MPA) hozzáadása az ösztrogén-kezeléshez egyértelműen gátolta az ösztrogén acetilkolin (Ach)-dilatációt fokozó, vazokonstrikciót- és vaszkuláris rezisztenciát csökkentő hatását [71, 140, 141, 206, 232, 260]. 4. Koronária-betegségben szenvedő posztmenopauzás nőkben terheléses vizsgálat során a négyhetes ösztradiol-kezelés növelte a myocardiális iszkémia jeleinek kialakulásáig eltelt időt. Természetes progeszteron hozzáadása növelte, medroxiprogeszteron-acetát hozzáadása viszont csökkentette ezt a hatást [191]. 5. Ér simaizomsejt-kultúrákon a simaizomsejtekben a progeszteron-, illetve az ösztrogén-kezelés egymáshoz hasonló mértékben csökkentette a különböző agonistákkal létrehozott Ca2+-szint emelkedését. Ezek a hatások progeszteronilletve ösztrogénreceptor-gátlókkal megszüntethetők voltak [139]. 6. Progeszteron
adása
nem
változtatta
meg
az
ösztrogénterápia
vérnyomáscsökkentő hatását [208]. 7. Progeszteron adása nem változtatta meg az ösztrogén-kezelés értágító hatását [68, 140, 141, 259].
A progeszteron cerebrális erekre kifejtett hatásai Jelenlegi ismereteink szerint az irodalomban nincs információ arról, hogy vannak-e progeszteron-receptorok az agyi ereken. Mivel azonban ezeket a receptorokat az ereket körülvevő szövetekben és ér simaizomsejt kultúrákban már megtalálták, nem zárható ki annak a lehetősége, hogy a progeszteron-receptorok magukon az agyi ereken is expresszálódnak [149, 254]. A progeszteronnak az agyi érrendszer reaktivitására kifejtett hatásáról jelenleg még viszonylag kevés kísérleti bizonyítékkal rendelkezünk. Ezek a következőkben foglalhatóak össze: 1) Akut, intraperitoneális progeszteron adás után a piális artériák dilatációja alakult ki. Ösztrogén adását követően ez a változás nem jelentkezett [127, 128].
29
2) A progesztinek, a progeszteron és a medroxi-progeszteron-acetát (MPA) nem befolyásolja a cerebrovaszkuláris eNOS-protein szintjét [132]. 3) Posztmenopauzában lévő nőkben hormonkezelés során: a) A létrejövő vazodilatáció (az artéria cerebri mediában és a carotisban) különbözött attól függően, hogy melyik progeszteron-származékot használták. Dydrogesteron hatásosabb volt, mint a norethiszteron. A cerebrovaszkuláris dilatációs kapacitás nem változott kombinált hormonkezelés során [16]. b) Korai posztmenopauzában lévő nőkben a hormonkezelés gyorsan csökkentette az artéria cerebri media és a carotis pulzatilis indexét. Ciklikus progeszteronpótlás (MPA) nem befolyásolta e pozitív változást [184]. 4) Kísérletes stroke-modellekben: a) Mind a progeszteron, mind egyik metabolitja az allopregnanolon (mely hatásosabbnak bizonyult) hatékonyan csökkentette az agykérgi infarktus nagyságát, átmeneti artéria cerebri media (ACM) occlusio után [207]. b) Progeszteron adása csökkentette iszkémiás agykárosodás mértékét abban az esetben, ha mind az ACM occlusio előtt, mind a reperfúzió alatt adták [144]. c) A progeszteron hatásosnak bizonyult mind a permanens, mind a tranziens iszkémiás károsodás csökkentésében. Hátterében a gyulladásos
válasz
csökkentését tételezték fel [123]. d) Kombinált hormonkezelés (konjugált equin ösztrogén és MPA) után csökkent az agykérgi infarktus területe, viszont ez a csökkenés subcorticális régiókban nem jelentkezett [123]. e) Exogén progeszteron adása nem befolyásolta az iszkémiás agyi szöveti károsodás mértékét ovariektómizált, nőstény patkányokban. Sőt, a krónikus progeszteron-kezelés után egyes subcorticális területeken (n. caudatus, putamen) az infarktus területe nőtt [145].
30
Célkitűzés A női nemi hormonhiány agyi érrendszerre és az agyi keringés legfontosabb paramétereire (akár nyugalmi körülmények között, akár a szervezet egyensúlyát megváltoztató helyzetekben) gyakorolt hatásaira, valamint a posztmenopauzális hormonpótló-kezelés
cerebrovaszkuláris
hatékonyságára
vonatkozóan
nem
rendelkezünk elegendő információval, és a rendelkezésünkre álló adatok is ellentmondásosak. Kísérleteink fő célja az volt, hogy megvizsgáljuk, milyen hatása van az ovariektómiának illetve női nemi hormonok adásának (1) a hypothalamicus lokális szöveti véráramlására, (2) a hypothalamicus véráramlás autoregulációjára, (3) hypothalamicus véráramlás és az agyi vértérfogat artériás pCO2 szintekkel összefüggő változásaira. Altatott, lélegeztetett patkányokon végzett vizsgálatainkban a következő, konkrét kérdésekre kerestük a választ: 1. A hypothalamus nyugalmi véráramlásával kapcsolatban: 1.1. Hogyan befolyásolja a női nemi hormonhiányos állapot a hypothalamus lokális szöveti véráramlásának nyugalmi értékét? 1.2. Hogyan változik az ovariektómizált állatok hypothalamicus véráramlása ösztradiol-kezelést követően? 1.3. Hogyan változik az ovariektómizált állatok hypothalamicus véráramlása medroxi-progeszteron-acetát-kezelést követően? 2. A hypothalamicus véráramlás autoregulációs mechanizmusával kapcsolatban: 2.1. Megváltoztatja-e a női nemi hormonhiányos állapot a hypothalamus véráramlási autoregulációját? 2.2. Hogyan
befolyásolja
az
ösztradiol-kezelés
hypothalamicus autoregulációját?
31
az
ovariektómizált
állatok
2.3. Hogyan befolyásolja az medroxi-progeszteron-acetát-kezelés az ovariektómizált állatok hypothalamicus autoregulációját? 3. A hypothalamicus véráramlás, és az agyi vértérfogat artériás pCO2-szintekkel összefüggő változásaival kapcsolatban: 3.1. Hogyan befolyásolja a hypothalamicus erek CO2-érzékenységét: 3.1.1. a női nemi hormonhiányos állapot (ovariektómia); 3.1.2. az ovariektómizált állatok ösztradiol-kezelése; 3.1.3. az ovariektómizált állatok medroxi-progeszteron-acetát-kezelése; 3.1.4. az ovariektómizált állatok kombinált (ösztradiol+medroxi-progeszteronacetát) kezelése? 3.2. Hogyan befolyásolja a teljes agyi vértérfogatot: 3.2.1. a hipokapnia és a hiperkapnia normál női nemi hormonszekrécióval rendelkező állatokban; 3.2.2. a
hipokapnia
és
a
hiperkapnia
a
női
nemi
hormonhiányos
(ovariektómizált) állatokban; 3.2.3. a hipokapnia és a hiperkapnia ovariektómizált, de ösztradiol-kezelésben részesülő állatokban; 3.2.4. a hipokapnia és a hiperkapnia ovariektómizált, de medroxi-progeszteronacetát-kezelésben részesülő állatokban; 3.2.5. a hipokapnia és a hiperkapnia ovariektómizált, de kombinált kezelésben (ösztradiol+medroxi-progeszteron-acetát) részesülő állatokban?
32
Módszerek Vizsgálati állatok Vizsgálatainkat összesen 87 darab, ivarérett, hím állatoktól mindvégig távol tartott, nőstény Sprague-Dawley patkányon végeztük, altatásban, pozitív nyomású lélegeztetés és vérgáz-stabilizálás mellett. A vizsgálat kezdetén tömegük 200 és 240 gramm között volt.
Kísérleti előkészítés, előkezelések Az állatokat két fő részre osztottuk: 1. Álműtétet végeztünk, (kontrollcsoport, n=25) a hasüreget megnyitottuk, majd visszazártuk. 2. A hasüreg megnyitása után kétoldali petefészek-eltávolítást végeztünk (n=62). Az ovariektómizált állatokat aztán négy csoportba osztottuk: 2.1. Az első csoport állatai (OVX+Ö csoport, n=17) ösztradiol-propionát kezelést kaptak 450 μg/kg dózisban, hetente egy alkalommal, intramuszkuláris (i.m.) injekció formájában. 2.2. A második csoport állatai (OVX+P csoport, n=18) medroxi-progeszteronacetátot (MPA) kaptak 15 mg/kg dózisban, kéthetente egy alkalommal, intramuszkuláris injekció formájában. 2.3. A harmadik csoport állatai (OVX+C csoport, n=8) ösztradiol-propionátot (450 μg/kg dózisban, hetente egy alkalommal, i.m.) és medroxi-progeszteronacetátot is kaptak (15 mg/kg dózisban, kéthetente egy alkalommal, i.m.), a kombinált hormonkezelés modellezése céljából. Az ösztradiol-propionátot (Biogal; Debrecen, Magyarország) napraforgó-olajban (0,9 mg/ml), a medroxi-progeszteron-acetátot (Depo-Provera; Upjohn, Puurs, Belgium) fiziológiás sóoldatban (30 mg/ml) oldottuk fel.
33
2.4. A negyedik csoport állatai (OVX csoport, n=19) csak a női nemi hormonok hordozóanyagát (napraforgó-olaj és fiziológiás sóoldat) kapták, hetente egy alkalommal, i.m. Ezeket a kezeléseket az operáció után négy hétig folytattuk. A műtétek steril körülmények között, intraperitoneális altatásban történtek, melyet 40 mg/kg dózisú, intraperitonealisan
adott
nátrium-pentobarbitállal
(Nembutal,
Phylaxia-Sanofi,
Magyarország) hoztunk létre. Vizsgálataink kezdetén alapkutatási szemszögből közelítettük meg a vizsgált paramétereket. Tiszta, egynemű hormonhatásokat vizsgáltunk a kísérleti rendszerünkön belül. Ezen vizsgálatok időbeli lezárását és publikációra való elküldését követően gondolatmenetünket kiegészítettük egy, a klinikum szempontjából releváns kérdéssel, a kombinációs kezeléssel. A homogén hatások vizsgálata volt elsődleges tudományos célunk, de ekkor már a klinikai gyakorlatban leggyakrabban előforduló kombinált hormonkezelés szummált hatását is vizsgáltuk. A már lezárt és közölt anyagot nem egészítettük ki az új vizsgálati csoporttal. Az egyes vizsgálati rendszerekben párhuzamosan indítottuk az egyes csoportokat (azonos alomból származó állatokkal), hogy az évszakok, a környezeti, illetve az individuális különbségek minél kevésbé befolyásolják az eredményeket – emiatt is nehézkes és költséges lett volna egy újabb csoport vizsgálatáért újraindítani az öt kísérleti csoportot.
Kísérleti összeállítás, invazív beavatkozások A négyhetes kezelés letelte után az állatokat intraperitoneálisan adott Uretánnal (1,3 g/kg etil-karbamát, SIGMA; St. Louis, MO, USA) altattuk, trachea kanülön keresztül mesterségesen lélegeztettük (Harvard, Dual Phase Control Pump, South Natick, MA, USA), testhőmérsékletüket melegítőpárna segítségével állandó, 37 Co-os szinten tartottuk. Mindkét oldali femorális artériába kanült helyeztünk. Az egyik oldali kanülön keresztül folyamatos artériás vérnyomásmérést végeztünk. A másik oldali kanülön keresztül vémintákat vettünk az artériás vérgázértékek (PaO2, PaCO2), a pH és a haemoglobinszint meghatározása céljából. Az egyik oldali femorális vénába is kanült helyeztünk, melyen keresztül az altatás fenntartására Urethant és a vérlemezkék
34
összecsapódásának megakadályozása céljából 200 IU/kg heparint (SIGMA; St. Louis, MO, USA) adtunk.
Mérési módszerek
A hypothalamicus véráramlás mérése Annak ellenére, hogy az agy érrendszerének viszonylag pontos leírása már a XVII. században megtörtént, a teljes test véráramlásának mérését, és ezen belül egyes szervek részesedésének arányát csak a XIX. században kezdték vizsgálni. Az agyi vérkeringés azonban még hosszú ideig nem volt vizsgálható. Wiggers, neves keringéskutató 1905ben így fogalmazott: „Talán nincs még egy szerv, amely kevésbé alkalmas volna a keringéskutatásra, mint az agy.” A XX: század közepén azonban jelentős előrelépés történt a kvantitatív agyi véráramlás-mérés terén: Aukland és munkatársai az 1960-es évek elején dolgozták ki azt a hidrogén gáz-clearance-en alapuló polarográfiás módszert, mely alkalmassá vált a lokális szöveti véráramlás mintavételszerű mérésére [13,14]. Aukland módszerét vese- és szívizom szöveti áramlásának mérésére próbálta ki.
Módszerének agyi véráramlásra való adaptálásának ötlete Pásztor Emil
gondolataiban fogalmazódott meg. Ilyen irányú mérések technikai előkészítéséhez és kivitelezéséhez a Kovách Arisztid vezetése alatt működő, akkori Budapesti Orvostudományi Egyetem Kísérleti Kutatólaboratóriumában kapott segítséget. Az első mérések irányítója egyik témavezetőm, Sándor Péter professzor úr volt. A csoport tagja volt többek közt Hamar János, Dóra Őrs és Nyáry István is. Az első próbálkozások kutyán történtek, a Szentágothai János tervezte sztereotaxiás készülék segítségével [155,157, 169, 168]. 1977-ben Nyári István és munkatársai a világon elsőként vizsgálták kutyákon a hypothalamus lokális szöveti véráramlását hidrogén gázclearance módszerrel, vérztetéses hypotenzió során [156]. A négyhetes előkezeléseket követő műtéti napon az altatott állatok fejét stereotaxiás készülékben rögzítettük, majd a ventromedialis hypothalamus területébe platina (Pt) elektródot vezettünk a hypothalamicus véráramlás mérése céljából. A hypothalamusba vezetett elektród koordinátái: a bregmától 1,5mm hátra, 1,5mm lateral felé és 1mm-re
35
felfelé a koponyalaptól. A koordinátákat a Paxinos és Watson által szerkesztett stereotaxiás atlasz alapján határoztuk meg [171]. Az inert gázok felhasználása a szöveti véráramlás mérésére feltételezi, hogy a gáz vénás koncentrációja és a szöveti koncentrációja közötti egyensúly pillanatszerű. Ez feltételezhetően a legkisebb tömegű molekula, a hidrogén gáz (H2) esetében teljesülhet a legideálisabban. Természetesen a szövet/vér megoszlási hányados ismerete is fontos, mely a H2-gázra nézve a zsírszövetet kivéve gyakorlatilag 1. A méréshez mérőelektródként 100 μm átmérőjű, teflonnal szigetelt, platina (Pt) elektródot használtunk, melynek csúcsa 1 mm hosszúságban szigeteletlen. Referencia elektródként kalomel (vagy Ag-AgCl) elektród szolgál. A mérés során a belélegeztetett H2 gázmolekula polarizációs feszültség hatására 2 H+-ionra bomlik, és a Pt elektród hegyén kialakuló aktuális ionizációs áram nagysága folyamatosan regisztrálható. Az elektródon mért áram függ az elektródra kapcsolt feszültségtől (egy bizonyos feszültségértékig, majd e fölött már függetlenné válik), valamint az oxidálható anyag, a molekuláris H2-gáz lokális koncentrációjától. (A szubsztrát koncentráció a mérőelektród felszínén 0). A mérőelektródon mért áram erőssége egyenesen arányos az ionizáció céljára lokálisan rendelkezésre álló H2-molekulák koncentrációjával. In vitro vizsgálatok alapján e feltételek mind teljesülnek, ha a polarizációs feszültség -270 mV. A biológiai folyadékok ugyanis e feszültség alkalmazása esetén nem tartalmaznak egyéb ionizálódó szubsztrátot, tehát a mérés a H2-re specifikus. A módszer előnye, hogy a H2 belélegeztetés leállítását követően kialakuló kimosási görbe értékelése során a kimosási görbe csökkenésének meredeksége, illetve a kimosási görbe alatti terület nagysága arányos a lokális szöveti véráramlás nagyságával, így a módszerrel
a
véráramlás
abszolút
értékben
meghatározható,
és
ml/g/perc
mértékegységben kifejezhető. Kísérleteink során a kimosási görbéket digitalizáltuk, számítógépen on-line regisztráltuk, és megfelelő számítógépes program segítségével értékeltük. A mérés korlátai: 1. Az áramlásmérés nem folyamatos, mintavételszerű, ezért nem tudjuk, hogyan változik az áramlás két egymást követő kimosási görbe között.
36
2. A tű alakú Pt-elektród bevezetése során a szúrcsatornának megfelelően egy henger alakú területen devitalizált szövet keletkezik – nagysága általában 200 μm –, mely nem vesz részt az anyagcserében és diffúziós barriert képezhet a H2 számára. Mérési adatok szerint bizonyos vastagságig (600 μm) ez a barrier nem okoz áramlásmérési pontatlanságot, csak kisfokú késést az egyébként változatlan formájú kimosási görbe megjelenésében.
Az agyi vértérfogat mérése Az agyi vértérfogat mérése egy viszonylag olcsó, megbízható és nagy pontosságú módszerrel, a fotoelektromos módszerrel történt. A módszert, melyet Tomita és munkatársai dolgoztak ki az 1970-es években macskák lokális, agykérgi vértérfogatának mérésére [241], Sándor Péter 1986-ban patkányok teljes (hemispherialis) agyi vértérfogatának vizsgálatára adaptálta [202]. Saját kísérleteinkben mi ez utóbbi, Sándor által módosított mérési módszert használtuk. A mérési összeállítás egy 548 nm-es hullámhosszú tartomány köré szűrt fényt emittáló, 0,8 mm átmérőjű, 1 mm hosszú mikrolámpából (Hamai Electronic Co., Tokió, Japán) és egy szilikon fotódiódából (SCB-55, Sharp Electric Co.,Tokió, Japán) áll. A lámpát a koponya hátsó részén nyitott nyíláson keresztül vezetjük a két hemispherium közé, a diódát az arcus zygomaticus felett, a lamina internáig elvékonyított koponyacsontra rögzítjük. A módszer alapja a Lambert–Beer-törvény, mely szerint egy adott fény intenzitása egy közegen áthaladva a következő törvényszerűség szerint csökken:
I=I0*eE*L Ahol: I: az áthaladt fény intenzitása, I0: a közegbe belépő fény intenzitása, E: a közeg extinkciós koefficiense, L: a közeg vastagsága. Ha a fényforrás az agyszövetet világítja meg, akkor az extinkciót két nagy komponensre bonthatjuk: az agyszövetre és a vérre. Ebben az esetben a fenti egyenlet átírható:
37
I=I0*e(Eb*l+Et*L) alakra, ahol: Eb: a vér extinkciós koefficiense, mely főleg a hemoglobin okozta abszorpcióból és a vörösvértest membránjának szóródásából származik, l: az átvilágított vérmennyiség vastagsága, Et: a szöveti extinkciós koefficiens, L: a szövet vastagsága. Ha szövetekben található vért sóoldattal helyettesítjük, azaz l=0 (vagy gyakorlatiasabb megfogalmazásban L>>l) akkor az egyenlet helyére a következőt írhatjuk:
I=It=I0*eEt*L A
fenti
két
egyenlet
hányadosa
logaritmikus
transzformációt
követően
a
következőképpen írható:
lnIt-b-lnIt=-Eb*l vagy ln(It/It-b)=Eb*l Ez az egyenlet fejezi ki a vér okozta extinkciós faktort a szövetben. Tekintve, hogy
It/It-b és Eb meghatározhatóak kísérleti jelleggel, ezek után az agyi vértérfogat felírható, mint a teljes agyszövet bizonyos százaléka, melyet a következőképpen határozhatunk meg:
CBV=100*l/L=100* ln(It/It-b)/( Eb *L) Az egyenlet idő szerinti deriváltja:
ΔCBV=-K*( ΔIt-b/It) ahol K= 100/(Eb *L). Ezen egyenlet alapján azt mondhatjuk, hogy amennyiben Eb, It és L állandóak egy kísérlet során, úgy a mért ΔIt-b gyakorlatilag ΔCBV mérést jelent megfelelő kalibrálás után, ha a polaritás ellentétes. It és L állandóságát biztosítja az a tény, hogy a mérési összeállításban a fényforrás és a jelfogó dióda rögzítve vannak. Az Eb állandóságát a hematokrit állandósága biztosítja, tekintve, hogy értéke a legnagyobb mértékben ennek függvénye. Az Eb-t in vitro kísérletekben úgy határozták meg, hogy különböző vastagságú véroszlopok által abszorbeált fényt mértek fiziológiás sóoldattal, mint vakkal szemben.
38
Az áteresztett fény intenzitása és a véroszlopok vastagsága közötti összefüggés linearisnak bizonyult, az egyenes meredeksége egyedül a hematokrit függvénye volt, nem függött, pl. a vér oxigenizáltsági fokától, vagy egyéb fiziko-kémiai tulajdonságától sem. L értékét post mortem méréssel határozták meg, nagyszámú mérés segítségével; adott súlytartományra (az állatok tömegére vonatkoztatva) meg lehetett adni a lámpa-dióda távolság átlagértékét. Ezzel meghatározhatóvá vált az adott speciesben a teljes (hemispherialis) agyi vértérfogat normál értéke, mely a kalibráció alapjául szolgál. A mérés kezdetén egy ún. on-off kalibráció történik fiziológiás körülmények között. Ez a lámpa ki- és bekapcsolt állapota közötti fényintenzitás-különbség meghatározását jelenti. Ezután a lámpát bekapcsolt állapotban tartva a fotódiódán mért jelintenzitás folyamatos „vörösvértest-massza” mérést tesz lehetővé, mely alapján a CBV kiszámítható. A módszerrel mért eredmények jól korrelálnak a radioaktív izotópot, mint tracert használó módszerekkel kapott adatokkal. Az újdonsága a metódusnak, hogy jóval olcsóbb, nem igényel speciális felszereltséget a mikrolámpán és a szilikon fotodiódán kívül, dinamikus módszer, tehát a mérés ideje alatt folyamatosan képes felvilágosítást nyújtani az agyi vértérfogat (CBV) térfogat %-ban kifejezett értékéről.
Az autoregulációs teszt A hypothalamicus
erek
autoregulácós
képességének vizsgálatához, illetve a
hypothalamicus véráramlási autoreuláció alsó határának meghatározásához,
a
szisztémás artériás nyomást a normotenzív kontrollértékről lépcsőzetesen 80, 60, majd 40 Hgmm-re csökkentettük. Nyomáscsökkenést standardizált módszerrel, a femorális artériából történő véreztetéssel hoztunk létre, puffer rezervoár rendszer segítségével [54]. Az adott nyomásszint eléréséhez átlagosan 10 percre volt szükség. Az állapot stabilizálása
után
mindhárom
hipotenziós
nyomásszinten
meghatároztuk
a
hypothalamus véráramlási értékét, a mérés 2-2,5 percig tartott. Az autoregulációs vizsgálatot minden egyes állatban csak egy alkalommal végeztük el. A véralvadás megakadályozása érdekében az állatok a véreztetés megkezdése előtt 200 U/kg heparint kaptak, i.v. Az agyi véráramlás autoregulácójának alsó küszöbét az a legmagasabb
39
artériás középnyomás szint jelentette, melynél a véreztetés során a hypothalamicus véráramlás már szignfikánsan csökkenni kezdett a steady-state, kontrollértékhez képest.
A hypothalamicus véráramlás és az agyi vértérfogat változásainak vizsgálata az artériás PaCO2-szintek függvényében A hypothalamus ereinek CO2-érzékenységét (azaz a hypothalamus lokális szöveti véráramlásának Pa CO2-szint függvényében történő változásait), illetve az agyi vértérfogat CO2-érzékenységét altatott, lélegeztetett, normoxiás, normál szisztémás artériás nyomású patkányokon határoztuk meg H2-gáz clearance-es véráramlásmérési és fotodiódás vértérfogatmérési módszerek segítségével. Minden kísérleti állatban egy alkalommal hypocapniát, (PaCO2=26-31 Hgmm) normocapniát (PaCO2=36-39 Hgmm), majd hypercapniát (PaCO2=52-57 Hgmm) hoztunk létre. Minden PaCO2-szinten meghatároztuk az artériás pH, haemoglobin, valamint a HBF és CBV értékeket. Egyegy PaCO2-szinten kb. 10 percig tartottuk az állatokat, hogy állandosult CO2-tenzió mellett tudjuk mérni az áramlás- és térfogatértékeket. Az egyes PaCO2-szintek között 25-30 perces szünetet tartottunk. A hypocapniát hyperventillációval, a hypercapniát 5%-os CO2-koncentrációjú gázkeverék belélegeztetésével hoztuk létre. A mérések során vigyáztunk arra, hogy a PaCO2-szintek változásával egyidejűleg a PaO2-szintek ne változzanak, illetve normál tartományban maradjanak.
Statisztikai analízis Az egyes vizsgálati csoportok között a steady-state állapotban meghatározott HBF-, illetve CBV-paramétereket kéttényezős varianciaanalízis módszerével (ANOVA) hasonlítottuk össze, Newman-Keuls vagy Tukey’s post hoc teszttel kiegészítve. Az autoreguláció alsó szintjének meghatározása céljából mind a négy vizsgálati csoporton belül összehasonlítottuk a normotenziós, steady-state HBF-értékeket a különböző artériás nyomásszinteken mért véráramlási értékekkel, ismétléses ANOVAmódszerrel.
40
Az agyi véráramlás és vértérfogat CO2-érzékenységének megállapítása céljából – minden vizsgálati csoporton belül – normo-, hyper- és hypocapniás állapotokban ábrázoltuk a mért HBF- illetve CBV-értékeket. A hormonkezelés és az artériás széndioxid-szint függvényében hasonlítottuk össze a kísérleti csoportokat. Az eredmények ismertetése során az értékek átlag± SEM formában kerültek bemutatásra, az „n” a csoportokon belüli állatok számát jelenti. A p<0,05 értéket tekintettük szignifikáns változásnak.
41
Eredmények Az ovariektómia, az ösztrogén- és a progeszteron-kezelés hatása a hypothalamus nyugalmi véráramlására A hypothalamicus véráramlás álműtött, kontrollpatkányokban mért nyugalmi értéke (HBF=0,92±0,09 ml/g/min, n=10) ovariektómia hatására szignifikánsan csökkent (HBF= 0,65±0,08 ml/g/min, n=7) (5. ábra). Az ovariektómiát követő ösztrogén-kezelés a szignifikánsan csökkent áramlásérték normál szintre történő teljes visszatérését eredményezte (HBF= 0,89±0,13 ml/g/min, n=7), mely érték statisztikailag nem különbözött szignifikánsan a kontrollállatok nyugalmi áramlásértékétől (5. ábra). Az ovariektómiát követő progeszteron-kezelés nem eredményezett hasonló változást: a nyugalmi HBF szignifikánsan alacsonyabb maradt (HBF= 0,59±0,08 ml/g/min, n=9), mint a kontrollcsoport nyugalmi áramlásértéke (5. ábra).
42
*
* 1
0,8
0,59+/-0,08
0,2
0,65+/-0,08
0,4
0,89+/-0,13
0,6
0,920+/-0,09
Nyugalmi véráramlás a hypothalamusban ml/g/min
1,2
0
Kontroll
OVX
OVX+Ö
OVX+P
5. ábra: Az
álműtött
(kontroll,
n=10);
ovariektómizált
az
(OVX,
n=7);
az
ovariektómizált+ösztrogén-kezelt (OVX+Ö, n=7) és az ovariektómizált+progeszteronkezelt (OVX+P, n=9) állatok lokális szöveti véráramlása a hypothalamusban, nyugalmi állapotban. (Az értékek átlag± SEM formában kerültek feltüntetésre, * = p<0,05) Figyelemreméltó, hogy (1) a hypothalamus nyugalmi véráramlása az álműtött, kontrollállatokhoz képest szignifikánsan alacsonyabb az ovariektómizált és a progeszteron-kezelt
csoportokban
(2),
ösztrogén-kezelés
kontrollértékre tér vissza.
43
hatására
a
HBF
a
Az ovariektómia, az ösztrogén- és a progeszteron-kezelés hatása a hypothalamus lokális szöveti véráramlásának autoregulációjára A kontroll-, álműtött csoport hypothalamicus véráramlása a véreztetéses hypotenzió során jól regulált maradt – statisztikailag nem változott jelentősen – amikor a nyugalmi, kontrollszintről (MAP 95±3 Hgmm, HBF= 0,92±0,09 ml/g/min, n=10) a 79±1 Hgmmes nyomásszintre csökkent (HBF= 0,78±0,05 ml/g/min, n=10). A HBF csökkenése csak akkor vált szignifikánssá, amikor a nyomás tovább csökkent 60±1 Hgmm-re (HBF= 0,71±0,1ml/g/min, n=10), majd 40±1 Hgmm-re (HBF= 0,58±0,07 ml/g/min, n=10) (6. ábra). Ovariektómiát követően (OVX-csoport) ez a helyzet két vonatkozásban is megváltozott. Az ovariektómia egyrészt szignifikánsan csökkentette a HBF kiindulási értékét, (HBF=0,65±0,08 ml/g/min, n=7) másrészt szignifikánsan csökkentette a HBF autoregulációjának az alsó küszöbét is. A hypothalamus véráramlása nem változott jelentősen akkor sem, amikor a MAP 80 Hgmm-re (HBF=0,58±0,07 ml/g/min, n=7), sem pedig amikor 60 Hgmm-re csökkent.(HBF=0,55±0,09 ml/g/min, n=7). Ezekben az állatokban a HBF csökkenése csak a véreztetéses hypotenzió harmadik, legsúlyosabb lépcsőjénél vált szignifikánssá, amikor a MAP 40 Hgmm-re csökkent (HBF=0,46±0,07 ml/g/min
(n=7)).
Tehát
ovariektómia hatására a hypothalamicus
véráramlás
autoregulációjának alsó határértéke alacsonyabb vérnyomás felé tolódott (6. ábra). Az ovariektómiát követően ösztrogén-kezelt csoport állataiban a kiindulási HBF értéke nem különbözött a kontrollállatok HBF értékétől (HBF=0,89±0,13 ml/g/min, n=7). Ez az áramlásérték nem változott, amikor a MAP 98±3 Hgmm-ről 79±1 Hgmm-re csökkent (HBF=0,82±0,16 ml/g/min, n=7). Azonban a MAP további csökkentése 60±1 Hgmm-re (HBF=0,59±0,05 ml/g/min, n=7), majd 40±1 Hgmm-re (HBF=0,44±0,04 ml/g/min, n=7),
már
ugyanúgy
szignifikáns
HBF-csökkenést
kontrollcsoport állataiban (6. ábra).
44
eredményezett,
mint
a
A ovariektómiát követően progeszteron-kezelt csoportban, (OVX+P) az ovariektómia hatására eleve alacsonyabb kindulási HBF-érték (HBF=0,59±0,08 ml/g/min, n =9) a lépcsőzetes vérnyomás csökkentés hatására akkor vált szignifikánssá, amikor a MAP 60±1 Hgmm-re (HBF=0,41±0,05 ml/g/min, n=9), majd 40±1 mm Hgmm-re csökkent (HBF=0,39±0,05 ml/g/min, n=9). Az autoregulációs készség tehát alacsonyabb HBFszinteken gyakorlatilag ugyanúgy alakult, mint a kontroll- és az OVX+ösztrogén-kezelt csoportokban (6. ábra).
Véráramlás a hypothalamusban (ml/g/min)
1,2
Nyugalom 80 Hgmm 60 Hgmm
1
40 Hgmm
* 0,8
*
*
0,6
*
*
*
0,4 0,2 0
Kontroll
OVX
OVX+Ö
OVX+P
6. ábra: Az
álműtött
(kontroll,
n=10);
az
ovariektómizált
(OVX,
n=7);
az
ovariektómizált+ösztrogén-kezeltt (OVX+Ö, n=7) és az ovariektómizált+progeszteronkezelt (OVX+P, n=9) állatok nyugalmi véráramlása a hypothalamusban egyensúlyi állapotban
és
a
hemorrhagiás
hypotenzió
három
egymást
követő
artériás
nyomásszintjén: 80Hgmm-es, 60 Hgmm-es és 40 Hgmm-es átlagos artériás középnyomásnál. (Az értékek átlag± SEM formában kerültek ábrázolásra, minden egyes csoporton belül a * = p<0,05 értéket tekintettük szignifikáns változásnak a véreztetés előtti, nyugalmi értékekhez képest. Figyelemreméltó, hogy az ovariektómizált állatokban a hypothalamicus véráramlás csökkenése csak a 40 Hgmm-es szisztémás artériás középnyomás szintnél vált
45
*
szignifikánssá,
a
többi
kísérleti
csoportban
ez
már
60
Hgmm-es
artériás
középnyomásnál bekövetkezett. Az ovariektómia hatására a hypothalamicus véráramlási autoreguláció alsó határa tehát alacsonyabb nyomásértékek felé tolódott, ezt a változást mind az ösztrogén, mind a progeszteron megszüntette.
46
A keringési- és vérgáz-paraméterek változása ovariektómia, ösztrogén- és progeszteron-kezelés után A normál, egyensúlyi állapot (steady-state) összehasonlítása Az álműtött, kontrollcsoport szisztémás artériás középnyomása (MAP=95±3 Hgmm) nem különbözött statisztikailag sem az ovariektómizált (OVX) (MAP=97±4 Hgmm), sem az ovariektomiát követően ösztrogén-kezelt (OVX+Ö) (MAP=98±2 Hgmm), sem a ovariektomiát követően progeszteron-kezelt (OVX+P) (MAP=91±3 Hgmm) csoport állataiban mért értékekhez képest. Az álműtött, kontrollcsoport nyugalmi szívfrekvencia értékei 430 ütés/min és 500 ütés/min között voltak. Nyugalmi állapotban nem volt szignifikáns különbség a négy csoportban mért szívfrekvencia értékek között (3. táblázat). Csoport
Artériás Szívfrekvencia középnyomás ütés/min Hgmm
PO2 Hgmm
PCO2 Hgmm
pH
Kontroll n=10
95±3
461±6,9
98,8±3,2
38,7±0,5
7,35 ±0,005
97±4
460±16
96,8±2,9
38,4±0,6
7,38 ±0,006
OVX+Ö n=7
98±2
437±10
102,4±3,6
37,7±0,5
7,38 ±0,005
OVX+P n=9
91±3
442±12
92,7±3,4
38,6±0,5
7,33 ±0,01
Normál, OVX egyensúlyi n=7 állapot
3. táblázat: Az álműtött (kontroll); az ovariektómizált (OVX); az ovariektómizált+ösztrogén-kezelt (OVX+Ö) és az ovariektómizált+progeszteron-kezelt (OVX+P) állatcsoportok keringési és vérgáz paraméterei a kiindulási állapotban. Az adatok átlag ± SEM formában vannak megadva; *=p <0,05 a szignifikáns változás. Normál, egyensúlyi állapotban nem volt szignifikáns különbség a négy vizsgált csoport között az artériás középnyomás, a
szívfrekvencia
és
az
artériás
47
vérgáz
paraméterek
tekintetében.
A haemorrhagia alatti változások összehasonlítása A négy kísérleti csoporton belül a szívfrekvencia (HR) értékei között nem volt szignifikáns különbség a kontrollértékekhez képest a 80 Hgmm-es és a 60 Hgmm-es artériás nyomásszinten (HR=420-460 ütés/min). Viszont a 40 Hgmm-es MAP szinten az ovariektomiát követően ösztrogén-kezelt csoport állataiban szignifikánsan csökkent a szívfrekvencia (4. táblázat). A véreztetés ellenére nem fokozódó tachycardia okaként a szimpatikus tónusfokozódás valószínűsíthető. A kísérleteink során azért alkalmaztuk az altatószerdózis alsó tartományát, mivel biológiailag megterhelő kísérlet során (koponya műtét + véreztetés) az altatódózis növelése több kísérleti állat elvesztést okozatta volna. A vizsgálati összeállítás bonyolultsága, a speciális előkészítések (egy hónapig tartó hormonkezelés, egyszerre nagy mennyiségű állat rövid idő alatti feldolgozása) miatt a kísérlet közbeni halálozást igyekeztünk elkerülni. Ugyanakkor az állatoknak a kísérlet alatt klinikailag látható fájdalomreakcióik nem voltak, ezért nem növeltük az altatószer adagját. A véreztetés lassan, fokozatosan, szinte folyamatosan történik, nem hirtelen térfogatelvonással, ez, az amúgy működésbe lépő kompenzációs mechanizmusokat folyamatosan tompítja, tehát hatásuk kisebb mértékű lesz. Ezen hatások összességében az alapállapotban is jelentkező tachycardiához képest már nem okoztak szignifikáns szívfrekvencia-emelkedést Az artériás vérgázértékeket (pCO2, pO2, pH) mind a négy kísérleti csoport állataiban normál, fiziológiás szinten tartottuk, nem változtak a véreztetés során (pCO2=36-39,3 Hgmm; pO2=93-105 Hgmm; pH=7,30-7,38) (4. táblázat). Egyes vizsgálati csoportokban enyhe acidózis volt észlelhető, de nem volt szignifikáns különbség a vizsgálati csoportok között. A vizsgálatok során a lélegeztetést rendszeres időközönként történő vérgáz-ellenőrzésekkel igyekeztünk kontrollálni, és szükség szerint módosítani, hogy a sav-bázis háztartás az összes állatnál az élettani tartományban maradjon. A pH-n belül néhány százados eltérésnek véleményem szerint nincs klinikailag releváns hatása.
48
Normál, egyensúlyi állapot
80 Hgmm
60 Hgmm
40 Hgmm
Csoport
Szívfrekvencia ütés/min
pO2 Hgmm
pCO2 Hgmm
pH
Kontroll n=10
460,9±6,9
98,82±3,2
38,7±0,5
7,35 ±0,005
OVX n=7 OVX+Ö n=7 OVX+P n=9
460±16
96,8±2,9
38,4±0,6
437±10
102,4±3,6
37,7±0,5
442±12
92,78±3,4
38,6±0,5
Kontroll
459,1±7,3
96,5±2,9
37,7±0,6
OVX
437,5±18
99,1±1,8
37,5±0,6
OVX+Ö
428,7±11
102,4±5,4
38,2±0,4
OVX+P
444,4±12
92,7±3,1
39,3±1,0
Kontroll
441,8±9,4
96,6±3,4
36,1±0,6
OVX
430,1±19
102,2±2,4
36,6±0,5
OVX+Ö
428,7±13
106,6±6,1
37,8±0,2
OVX+P
432,2±13
93,9±3,1
38,7±1,0
Kontroll
445,5±6,8
100,9±4,7
35,8±0,5
OVX
420,1±15
105,1±2,4
36,3±1,01
OVX+Ö
* 388,7±16
109,9±6,0
36,9±0,45
OVX+P
428,9±14
98,7±4,09
38,4±0,78
7,38 ±0,006 7,38 ±0,005 7,33 ±0,01 7,34 ±0,006 7,38 ±0,015 7,36 ±0,005 7,33 ±0,009 7,33 ±0,006 7,37 ±0,008 7,36 ±0,008 7,31 ±0,015 7,31 ±0,012 7,33 ±0,015 7,31 ±0,032 7,29 ±0,012
4. táblázat: Az álműtött (kontroll); az ovariektómizált (OVX); az ovariektómizált+ösztrogén-kezelt (OVX+Ö) és az ovariektómizált+progeszteron-kezelt (OVX+P) állatcsoportok keringési és vérgázparaméterei a hemorrhagia négy stádiumában (normál, egyensúlyi állapot; 80 Hgmm-es; 60 Hgmm-es és 40 Hgmm-es átlagos artériás középnyomás esetén). Az adatok átlag ± SEM formában vannak megadva; *=p <0,05 a szignifikáns változás az adott MAP szinten a kontroll csoporthoz képest.
49
A női nemi hormonok vérszintváltozása Az állatok feldolgozása ösztrusz ciklustól függetlenül történt. Az első feldolgozási szériában ellenőriztük a hormonszinteket. A kísérlet időzítése csak az álműtét napjához lett igazítva (28 napos vizsgálati protokoll). Ovariektómia határa ösztrogén szérumszintje szignifikánsan csökkent a kontroll csoporthoz képest, ezt a változást a szelektív ösztrogén-kezelés ellensúlyozta. A szelektív progeszteron-kezelésben részesült állatokban az ösztrogén szérumszintje szintén szignifikánsan alacsony maradt, az ovariektómizált csoporthoz hasonlóan. (5. táblázat). Ovariektómia hatására a progeszteron szérumszintje szignifikánsan csökkent a kontroll csoporthoz képest, ezt a változást a szelektív progeszteron-kezelés ellensúlyozta. A szelektív ösztrogén-kezelésben részesült állatokban a progeszteron szérumszintje szintén szignifikánsan alacsony maradt, az ovariektómizált csoporthoz hasonlóan (5. táblázat).
Kontroll (n=10) OVX (n=7) OVX+Ö (n=7) OVX+P (n=9)
Ösztradiol pg/ml 163,1±10,26
Progeszteron ng/ml 34,8±1,57
*110,68±8,67
*12,19±0,85
190,41±14,4
*19,77±3,58
*111,11±5,84
28,2±3,63
5. táblázat: A női nemi hormonok szérumszintje az álműtött (kontroll), az ovariektómizált (OVX), az ovariektómizált+ösztrogén-kezelt (OVX+Ö) és az ovariektómizált+progeszteron-kezelt (OVX+P) állatcsoportban. Az adatok átlag ± SEM formában vannak megadva; *=p <0,05 a szignifikáns változás a kontroll csoport értékeihez képest.
50
A levett vértérfogat és testsúlyváltozások ovariektómia, ösztrogén- és progeszteron-kezelés után Az ovariektómizált és az ovariektómiát követően progeszteron-kezelt csoportban a testsúly nagyobb volt az álműtött, kontroll állatokéhoz képest. Az ovariektómiát követően ösztrogén-kezelt csoport állatai könnyebbek voltak a kontroll állatoknál (6. táblázat). Nem volt statisztikailag szignifikáns különbség a levett vérvolumen tekintetében a kontroll állatokhoz képest a véreztetéses hypotenzió azonos lépcsőfokán (6. táblázat).
Csoportok
Kontroll (n=10) OVX (n=7) OVX+Ö (n=7) OVX+P (n=9)
Testsúly Elvesztett vérmennyiség kg ml 0,270 ±0,005 *0,298 ±0,006 *0,236 ±0,009 *0,296 ±0,009
Elvesztett ml/kg
vérmennyiség/testsúly
80 Hgmm 60 Hgmm
40 Hgmm
80 Hgmm 60 Hgmm
40 Hgmm
1,47±0,3 3,08±0,4
4,67±0,6
5,4±1,2
17,08±2,2
2,09±0,6 4,2±0,4
5,72±0,4
7,04±1,8 14,14±1,3
19,3±1,6
1,81±0,3 3,07±0,4
4,38±0,4
7,88±1,6 13,2±1,6
18,65±1,1
1,38±9,1 3,03±0,3
5,28±0,3
4,72±1,5 10,22±1,1
17,92±1,5
11,26±1,7
6. táblázat: Az álműtött (kontroll); az ovariektómizált (OVX); az ovariektómizált+ösztrogén-kezelt (OVX+Ö) és az ovariektómizált+progeszteron-kezelt (OVX+P) állatcsoportok testsúlya és a véreztetés során levett vértérfogatok. Az adatok átlag ± SEM formában vannak megadva; *=p <0,05 a szignifikáns változás a kontroll csoporthoz képest. Az OVX és az OVX+P állatcsoport szignifikánsan nagyobb, míg az OVX+Ö csoport szignifikánsan alacsonyabb testtömegű a kontroll csoporthoz képest. A véreztetés során levett vértérfogatok és testsúlyra vetített véreztetési térfogatok vonatkozásában nem volt szignifikáns eltérés a kontroll csoporthoz képest.
51
Az agyi vértérfogat (CBV) és a hypothalamus ereinek CO2 érzékenysége
Az ovariektómia, ösztrogén-, progeszteron- és kombinált hormonkezelés hatása a teljes agyi vértérfogatra hiper- és hipokapnia során Ovariektómia hatására (OVX csoport, n=6) a CBV hiperkapniás állapotban szignifikánsan nőtt (CBV=5,52±0,16 térfogat%) a normokapniás értékekhez képest. (CBV=4,84±0,07 térfogat%) A hipokapniás állapotban mért CBV nem különbözött a normokapniás állapotban mért vértérfogat-értékektől (CBV=5,07±0,3 térfogat%) (7. ábra). Az ovariektómiát követően ösztrogén-kezelést kapott csoportban (OVX+Ö csoport, n=10) a CBV változatlan maradt hiperkapniás (CBV=5,37±0,26 térfogat%) és hipokapniás (CBV=4,87±0,3 térfogat%) állapotban is a normokapniás értékekhez képest .(CBV=4,85±0,12 térfogat%) (7. ábra). Az ovariektómiát követően progeszteron-kezelt állatokban (OVX+P csoport, n=9) az ovariektómizált állatokhoz hasonló változást észleltünk. A CBV szignifikánsan nőtt hiperkapnia hatására (CBV=5,96±0,15 térfogat%) a normokapniás értékekhez képest (CBV=4,96±0,15 térfogat%). A hipokapnia során mért CBV (CBV=4,65±0,4 térfogat%) nem különbözött szignifikánsan a normokapniás vértérfogattól (7. ábra). Az ovariektómiát követően kombinált (ösztrogén és progeszteron) hormonkezelésben részesült állatokban (OVX+C csoport, n=6) a teljes agyi vértérfogat nem különbözött szignifikánsan sem hiperkapnia (CBV=5,53±0,25 térfogat%), sem hipokapnia (CBV=4,56±0,47 térfogat%) alatt a kezdeti, normokapniás vértérfogat értékétől (CBV=4,91±0,13 térfogat%) (7. ábra).
52
7.ábra: Álműtött kontroll (n=10); ovariektómizált (OVX, n=6); ovariektómizált+ösztrogénkezelt (OVX+Ö, n=10), ovariektómizált+progeszteron-kezelt (OVX+P, n=9) és az ovariektómizált+kombinált, ösztrogén+progeszteron hormonkezelt (OVX+C, n=6) állatok haemisherialis agyi vértérfogatának átlagértékei hipokapniás, normocapniás és hiperkapniás artériás PaCO2-értékek mellett (átlag± SEM, * = szignifikáns (p<0,05) változások a normokapniás állapotban mért értékekhez képest, minden egyes csoporton belül).
53
Az ovariektómia, ösztrogén-, progeszteron- és kombinált hormonkezelés hatása a regionális hypothalamicus véráramlás CO2érzékenységére
Hiperkapniás érzékenység Az ovariektómizált állatokban (OVX, n=12) a hiperkapniás állapotban meghatározott CO2-érzékenység szignifikánsan magasabb volt az álműtött (kontroll-, n=15) állatokhoz képest. Az ovariektómizált+ösztrogén-kezelt (OVX+Ö, n=9) csoportban a kontrollállatokhoz hasonlóan alacsonyabb CO2-érzékenységet találtunk. Az ovariektomiát követően progeszteron-kezelt, (OVX+P csoport, n=9) és kombinált (ösztrogén és progeszteron) hormonkezelt állatokban (OVX+C, n=8) az ovariektómizált állatokhoz hasonló változást észleltünk. A CO2-érzékenység szignifikánsan nagyobb volt a kontroll állatokhoz képest (7. táblázat).
Hipokapniás érzékenység A
hypothalamus
ereinek
hipokapniás
CO2-érzékenysége
nem
különbözött
szignifikánsan a kontroll-, álműtött csoporthoz képest sem ovariektómia, sem pedig az ovariektomiát követő különböző hormonkezelések hatására (7. táblázat).
54
CO2-érzékenység: ml/g/perc/1 Hgmm PaCO2 változás
Csoport
Hiperkapnia
Hipokapnia
Kontroll n=15
0,31±0,23
0,86±0,.45
OVX n=12
*1,42±0,5
0,55±0,85
OVX+Ö n=9
0,61±0,67
0,87±0,62
OVX+P n=9
*1,32±0,26
1,43±0,4
OVX+C n=8
*0,96±0,12
0,46±0,45
7. táblázat: Az álműtött (kontroll-); az ovariektómizált (OVX); az ovariektómizált+ösztrogén-kezelt (OVX+Ö),
az
ovariektómizált+progeszteron-kezelt
ovariektómizált+kombinált
hormonkezelt
(OVX+C)
(OVX+P) állatcsoportok
és
az
regionális
hypothalamicus CO2-érzékenysége hiperkapnia és hipokapnia során. Az adatok átlag ± SEM formában vannak megadva; *=p <0,05 a szignifikáns változás. A hypothalamus ereinek hiperkapniás CO2-érzékenysége ovariektómia után nőtt, mely változást a szelektív ösztrogén-pótlás kivédett. A hipokapniás érzékenységek között nem volt szignifikáns különbség az öt vizsgálati csoport között.
55
A keringési és vérgáz-paraméterek változása a PaCO2 változtatása során a különböző kísérleti csoportokban A szisztémás artériás középnyomás (MAP) mind az öt kísérleti csoporton belül fiziológiás, normál tartományban maradt a kísérlet egésze során (MAP= 88-106 Hgmm) (8. táblázat). Az öt kísérleti csoporton belül a vér haemoglobin koncentrációja nem változott szignifikánsan a kontrollértékekhez képest hiperkapnia és hipokapnia alatt sem. Az ösztrogén- és kombinált hormonkezelt csoportban számszerűleg alacsonyabb a hemoglobin szintje, de ezek a hemoglobin-szintek minden vizsgált csoportban az élettani normál tartományban voltak. Ezek az eltérések így a biológiai normál szórásból adódhatnak (8. táblázat). Az artériás vér oxigénkoncentrációját (paO2) mind az öt kísérleti csoport állataiban normál, fiziológiás szinten tartottuk. A PaCO2 változtatása során csak az OVX+P csoportban alakult ki szignifikáns különbség: hipokapniás állapotban a csoport PaO2 szintje
(PaO2=110,62±5
Hgmm)
magasabb
volt
a
normokapniás
értékhez
(PaO2=93,3±3,7 Hgmm) képest, de így is a fiziológiás értéktartományon belül maradt (8. táblázat).
56
Artériás középnyomás Hgmm
Haemoglobin g/l
PO2 Hgmm
Kontroll n=15 OVX n=12 OVX+Ö n=9 OVX+P n=9 OVX+C n=8
99±4
17,7±0,4
103,3±5,4
96±4
18,2±0,3
99,2±3,6
107±4
16,0±0,4
104,7±6,2
90±2
18,6±0,2
93,3±3,7
99±5
14,8±0,3
110,2±2
Kontroll
98,7±3,5
17,5±0,5
104,7±6,3
OVX OVX+Ö
106,2±7 102,5±3
17,7±0,3 15,6±0,4
102,4±9,1 106,5±6
OVX+P OVX+C
99±4 102,3±5
18,2±0,2 14,9±0,3
91,5±3,3 109,2±3,4
Kontroll
93±4
17,4±0,7
101,5±5
OVX
89±5
18,1±0,4
105±4,3
98,7±3 99±4 93,4±4
15,6±0,4 18,2±0,2 15,0±0,3
107,9±6,3 *110,6±5 112,7±5,9
Hipokapnia
Hiperkapnia
Normocapnia
Csoport
OVX+Ö OVX+P OVX+C 8. táblázat:
Az álműtött (kontroll-); az ovariektómizált (OVX); az ovariektómizált+ösztrogén-kezelt (OVX+Ö),
az
ovariektómizált+progeszteron-kezelt
(OVX+P)
és
az
ovariektómizált+kombinált hormonkezelt (OVX+C) állatcsoportok keringési és vérgázparaméterei a szén-dioxid koncentráció változtatás három stádiumában (normocapnia, hiperkapnia és hipokapnia esetén). Az adatok átlag ± SEM formában vannak megadva; *=p <0,05 a szignifikáns változás.
57
A PaCO2 változtatásának mértéke Mind az öt kísérleti csoporton belül a hiperkapnia és a hipokapnia mértéke is szignifikánsan különbözött a normocapniás PaCO2 értéktől (9. táblázat). Sem hipokapnia, sem hiperkapnia alatt nem volt szignifikáns PaCO2-különbség az öt vizsgálati csoport értékei között. Csoport
PaCO2 Hgmm
Normocapnia
Hiperkapnia
Hipokapnia
Kontroll n=15
37,44±0,41
*52,65±0,83
*28,63±1,08
OVX n=12
37,71±0,71
*53,35±0,86
*29,96±0,74
OVX+Ö n=9
38,32±0,43
*52,35±1,05
*30,63±0,7
OVX+P n=9
38,2±0,56
*56,72±1,75
*30,74±0,7
OVX+C n=8
37,18±0,24
*53,41±0,87
*26,98±0,88
9. táblázat: Az álműtött (kontroll-); az ovariektómizált (OVX); az ovariektómizált+ösztrogén-kezelt (OVX+Ö),
az
ovariektómizált+progeszteron-kezelt
(OVX+P)
és
az
ovariektómizált+kombinált hormonkezelt (OVX+C) állatcsoportok PaCO2 értékei a három vizsgálati állapotban (normocapnia, hiperkapnia és hipokapnia esetén). Az adatok átlag ± SEM formában vannak megadva; *=p <0,05 a szignifikáns változás az adott csoporton belül a normokapniában mért értékhez képest. Mind az öt vizsgálati csoportban a hiperkapnia és a hipokapnia mértéke is megfelelő volt.
58
Megbeszélés
Kísérleteink célja az volt, hogy információt szerezzünk a női nemi hormonok agyi érrendszerre kifejtett hatásairól. Vizsgálatainkhoz kisebb régiónak a hypothalamust választottuk, nagyobb egységként az egyik agyféltekét.
A hypothalamus véráramlása
A női nemi hormonok hatása hypothalamicus véráramlásra Vizsgálataink eredménye hypothalamicus
a
nyugalmi,
steady-state
azt igazolta, hogy nyugalmi állapotban a lokális
véráramlás
szabályozása
női
nemi
hormonfüggő
folyamat.
Ovariektómia után – vagyis női nemi hormonhiányos állapotban – a hypothalamus szöveti véráramlása szignifikánsan csökkent. Szelektív, krónikus ösztrogén-kezelés ezt a változást teljesen ellensúlyozta. Az ösztrogén eredményességével ellentétben a krónikus, szelektív progeszteron-kezelés nem korrigálta a véráramlás változását. Eredményeink azt jelzik, hogy a hypothalamus nyugalmi áramlásának fenntartásában a női nemi hormonok közül az ösztrogén vállal szerepet. A hypothalamust azért választottuk vizsgálatainkhoz, mert fontos, hormon-dependens agyi régió, mely maga részt vesz a nemi jellegű viselkedés, a nemi hormonszint és a menstruációs ciklus szabályozásában is. Szerepet vállal az autonom idegrendszer modulálásában, és a keringési rendszerre is hat az arginin-vazopresszin rendszeren keresztül. Neurohormonális szabályozása (hypothalamo-hypophyseális rendszer) elég jól ismert. A rendszer megfelelő működése függ a megfelelő vérellátástól. Mivel a hypothalamus nemi hormon-dependens terület, mely maga is szabályozza a nemi hormonok szintjét, felmerült a kérdés, hogy vajon a regionális hypothalamicus véráramlás, és annak regulációja változik-e a női nemi hormonok vérszintjének változásaival?
59
Az
irodalmi
adatokat
áttekintve
vizsgálataink
eredménye
mindenképpen
újdonságértékű, de nehezen összehasonlítható más vizsgálatok eredményeivel, mivel ezt az agyi régiót, ezzel a módszerrel még senki sem vizsgálta. Szelektív progeszteronkezelés nyugalmi agyi véráramlásra kifejtett hatásáról pedig nem találtunk irodalmi adatot. Női nemi hormonszinttől függő agyi véráramlásváltozásokat (CBF) találtak: Egészséges terhesekben Brackley és munkatársai női nemi hormonszintváltozás hatására bekövetkező agyi véráramlás-változásokat találtak ultrahanggal mérve [27]. Slopien munkacsoportja menstruáló, posztmenopauzás és ösztrogén-pótolt nőkben nézte SPECT-tel az agyi véráramlást (cerebelláris, thalamikus and ventriculáris metszetben): a posztmenopauzában lévő csoportban minden metszetben alacsonyabb volt a CBF, mely 12 hetes hormonpótlás (ösztrogén) után nőtt [219]. Ohkura és munkatársai Alzheimer-betegségben szenvedő nőkben 6 hetes ösztrogénpótlás után regionális agyi véráramlást vizsgáltak: az alsó frontális régióban és a primer motoros kéregben nőtt az áramlás [158]. Resnick és munkatársai szintén Alzheimer-betegségben szenvedő nőkben vizsgálták a krónikus
ösztrogén-pótlás
hatását:
verbális
memória
teszt
során
a
jobb
parahippocampalis gyrus, a jobb precuneus, a jobb frontalis regió és a bal hypothalamus területén találtak áramlás-növekedést; képi memória teszt során pedig a jobb parahippocampalis, a jobb parietalis-inferior regió és az elülső thalamicus régió mutatott nagyobb áramlást, az ösztrogén-pótolt csoportban [189]. Női nemi hormonszinttől függő agyi véráramlásváltozásokat nem találtak: Patkányokban Holschneider és társai 14C-iodoantipyrine autoradiographiával vizsgálták a bazális agyi véráramlást ovariektómia után: sem a kortikális, sem a kéreg alatti (mediális preopticus terület, amygdala, nucleus arcuatus, anterior hypothalamus) területeken nem találtak különbséget az intakt állatok áramlásához képest [93].
60
Wang és munkacsoportja Alzheimer-betegségben szenvedő nőkben 12 hetes ösztrogénpótlás után nem talált változást a CBF-ben (SPECT vizsgálat) [252]. Saját eredményeink alapján a ventromediális hypothalamicus véráramlás hormonfüggő, amennyiben overiectomia után a HBF szignifikánsan csökkent, míg ezt a változást ösztrogén pótlással ellensúlyozni lehetett.
A női nemi hormonok hatása a hypothalamicus véráramlás reaktivitására a szisztémás artériás vérnyomás változtatása esetén Vizsgálataink eredményei szerint a hypothalamicus véráramlás autoregulációjának alsó küszöbét befolyásolja a női nemi hormonok jelenléte. Szexuálszteroid hiányállapotban az autoreguláció alsó határa szignifikánsan csökkent. Szelektív, krónikus ösztrogénkezelés ezt a változást teljesen ellensúlyozta. Az ösztrogén eredményességéhez hasonlóan a krónikus, szelektív progeszteron-kezelés szintén korrigálta a változását. Eredményeink azt jelzik, hogy a hypothalamus véráramlásának autoregulációját mindkét női nemi hormon hasonlóan szabályozza. Az agyi vérkeringés autoregulációja biztosítja az agyi véráramlás állandóságát a szisztémás artériás nyomás változása esetén. Az autoreguláció megléte, és épsége védelmet nyújt az agy számára a perfúziós nyomás csökkenésekor kialakuló iszkémiás károsodás, illetve a perfúziós nyomás növekedésekor kialakuló kapilláris-sérülés és agyödéma ellen. Az agyi autoregulációs tartomány körülbelül 60 és 150 Hgmm artériás nyomásszintek között helyezkedik el. Az alsó és a felső határ sem fix pont, számos tényező módosíthatja azokat. Ilyen például a szimpatikus idegrendszer, a renin– angiotenzin-rendszer, a hypertenzió, súlyos koponyasérülések, agyi térfoglalás, asphyxia és a diabetes. Munkacsoportunk korábbi vizsgálatai bizonyították, hogy az endogén opioid rendszer részt vesz a hypothalamicus autoreguláció alsó szintjének a meghatározásában és fenntartásában [113, 198]. Arról, hogy a női nemi hormonok milyen hatással vannak az agyi erek autoregulációjára, kevés adattal rendelkezünk.
61
A női nemi hormonok hatása a hypothalamicus véráramlás reaktivitására az artériás pCO2 változtatása esetén Vizsgálataink eredményei szerint a hypothalamus ereinek hiperkapniás CO2érzékenysége női nemi hormonfüggő folyamat. Szexuálszteroid hiányállapotban, hiperkapniás állapotban a hypothalamus ereinek CO2-érzékenysége szignifikánsan nőtt. Szelektív, krónikus ösztrogén-pótló kezelés ezt a változást teljesen ellensúlyozta. Az ösztrogén eredményességével ellentétben a krónikus, szelektív progeszteron-pótlás nem korrigálta a véráramlás változását. A kombinált hormonpótlás részlegesen tudta ellensúlyozni a CO2-érzékenység változást: az ösztrogén-kezelés kiváltotta teljes regenerációt a medroxiprogeszteron acetát mérsékelte. Eredményeink azt jelzik, hogy a hypothalamus ereinek CO2-érzékenységét hiperkapniás állapotban női nemi hormonok közül az ösztrogén szabályozza, és alacsony szinten tartja. Kombinált hormonpótlás során az ösztrogén e hatását a progeszteron rontotta. Vizsgálataink eredménye szerint (ellentétben a hiperkapniával) hipokapniás állapotban a hypothalamus ereinek CO2-érzékenysége nem függ a női nemi hormonok szintjétől. Az agy- és gerincvelői érrendszer egyik speciális jellegzetessége a magas CO2érzékenység mely miatt a CO2 a cerebrovasculáris rendszer legfontosabb fiziológiás vazodilatátora. Az artériás CO2-tenzió és az agyi véráramlás kapcsolata a 25 Hgmm≤PaCO2≤60 Hgmm tartományban lineárisnak mondható. Szabályozásában számos faktor részt vesz [53], de pontos mechanizmusa még ismeretlen. Bizonyítottan részt vesz benne a nitrogén-monoxid rendszer [199] és a Met-enkephalin (mely szintén a NO-cGMP termelésen keresztül fejti ki hatását) [44]. Mind a CO2-indukálta, mind a Met-enkephalin-indulálta piális artéria dilatációért részben a megnövekedett dilatátor hatású prosztanoidok tehetők felelőssé [12,119]. Arról, hogy a női nemi hormonok milyen hatással vannak az agyi erek CO2-érzékenységére, kevés adattal rendelkezünk. Korábbi vizsgálatok kimutatták, hogy a különböző agyi területek CO2-érzékenysége különböző mértékű [201,114]. Négy kategóriába sorolták a régiókat: magas szenzitivitású: thalamus, cortex, cerebellum, medulla oblongata;
62
alacsony szenzitivitású: fehérállomány, cervicalis-, thoracalis- és lumbalis gerincvelő; közepes szenzitivitású: hypothalamus; nem reagáló területek: hypophysis. Általános érvényűnek tűnt az a megállapítás, hogy a magasabb áramlású területek CO2szenzitivitása is magasabb. A hypothalamus ebből a szempontból egy „renitens” terület, ugyanis magasabb alapáramlása ellenére kevésbe reagál a PaCO2 változására. Ebben az „ellenállásban” talán szerepet játszanak a nemi hormonok: vizsgálataink szerint az ösztrogén jelenlétében alacsony, hiányában magasabb a hypothalamus ereinek CO2szenzitivitása. Az irodalmi adatokat áttekintve egyetlen olyan kísérleti összeállítást találtunk, melyben a nemi hormonok szerepét vizsgálták az agyi véráramlás CO2-érzékenységére, de ebben a vizsgálatban sem a hypothalamus területét nézték: Ances és munkatársai mély hiperkapnia előtt és alatt vizsgálták az agyi váráramlást hím, intakt és ovariektómizált nőstényekben az elülső láb ingerlése után. A három vizsgálati csoport kezdeti hiperkapniás áramlása között nem találtak különbséget. Mély hiperkapnia kezdetén nem, de 30 és 60 perccel a hiperkapnia kezdetétől különbség jelentkezett a vizsgálati csoportok között: az ingerlés hatására a hímekben és az ovariektómizált nőstényekben a CBF-emelkedés nagyobb volt. Ez az eredmény szintén azt sugallja, hogy az ösztrogénnek van szerepe a hiperkapnia hatására bekövetkező áramlásválasz szabályozásában [8].
Az agyi vértérfogat
A női nemi hormonok hatása a hemisphaeriális agyi vértérfogat reaktivitására az artériás PCO2 változtatása esetén Kísérleti eredményeink alapján megállapíthatjuk, hogy a hemisphaeriális agyi vértérfogat (CBV) széndioxid-érzékenysége fiziológiás női nemi hormonszintek mellett mérsékelt. A CBV sem hiperkapnia sem hipokapnia során nem változott szignifikánsan.
63
Vizsgálataink eredménye szerint a hemisphaeriális agyi vértérfogat széndioxidérzékenysége hiperkapniás állapotban szexuálszteroid függő tulajdonság. Ovariektómia után – női nemi hormonhiányos állapotban – a CBV szignifikánsan nőtt. Szelektív, krónikus ösztrogén-pótló kezelés ezt a változást teljesen ellensúlyozta. Az ösztrogén eredményességével ellentétben a krónikus, szelektív progeszteron-kezelés nem korrigálta az ovariektómiát követő CBV-növekedését. Kombinált (ösztrogén és progeszteron) hormonkezelés hatására az agyi vértérfogat az intakt állatokéhoz vált hasonlóvá. Eredményeink azt jelzik, hogy a hemisphaeriális agyi vértérfogat széndioxidérzékenységét hiperkapniás állapotban a női nemi hormonok közül az ösztrogén szabályozza. Az ösztrogén e hatását a progeszteronnal történő kombináció nem módosította. Eredményeink szerint (ellentétben a hiperkapniával) hipokapniás állapotban a hemisphaeriális agyi vértérfogat széndioxid-érzékenysége nem függ a női nemi hormonok szintjétől. Az agyi véráramlás mellett az agyi vértérfogat (CBV) mint paraméter egyszerre reprezentálja az agyi keringési rendszer artériás, vénás és kapillaris oldalának állapotát. A Monroe–Kelly-elv értelmében a globális agyi vértérfogat (gCBV) nem változhat jelentősen és tartósan, csak a cerebrospinális folyadék (CSF), vagy az agyszövet rovására. Noha az agyi vértérfogat egységében jellemzi az agyi keringés pillanatnyi állapotát, vizsgálata nem terjedt el széles körben. A modern, agyat vizsgáló neuroimaging technikák egyik fő korláta éppen abban rejlik, hogy nem képesek egyidőben a teljes agyi vértérfogatot „ablakolni”. Noha regionális CBV-t használnak sokszor az adott régión belül található vér-pool megnevezésére az irodalomban, az valójában inkább a regionális áramláshoz közelebb álló entitást jelent. Az agyi vértérfogatot érintő vizsgálataink két szempontból is újdonságnak számítanak. Egyrészt az artériás PCO2-változás hemisphaeriális agyi vértérfogatra kifejtett hatását, másrészt a női nemi hormonok agyi vértérfogat szabályozásában elfoglalt szerepét – tudomásunk szerint – eddig még senki sem vizsgálta.
64
Az általunk megismert vizsgálatok mindegyikében kizárólag meghatározott területek helyi vértérfogatát vizsgálták. Hiperkapnia hatására CBV növekedést észleltek állatokban [160,20] és emberekben is [192,247,102,193]. Hipokapnia alatti CBVváltozások ellentmondásosak: csökkenést [247,102,59] és változatlanságot [192] is találtak a különböző vizsgálatokban. Vizsgálataink érdekes megfigyelése, hogy a hemisphaeriális agyi vértérfogat (CBV) széndioxid-érzékenysége fiziológiás női nemi hormonszintek mellett alacsony. Az agyi érrendszer egyik fő jellegzetessége, hogy az artériás PCO2-növekedés hatására áramlásnövekedéssel reagál. Ezen ismert növekedés ellenére a CBV állandó maradt. Korábbi kísérleteinkben egy másik, a szervezet egyensúlyát felborító hatás mellett vizsgáltuk a hemisphaeriális agyi vértérfogat változását. Altatott hím patkányokon akut, szomatikus fájdalomingert váltottunk ki a nervus ischiadicus elektromos ingerlésével. A neuronalis aktiválódást markáns regionális áramlásfokozódás követte a thalamusban, a cortexben és a hypothalamusban is. A véráramlás növekedésével ellentétben, az agyi vértérfogat a nervus ischiadicus elektromos ingerlésével kiváltott (markáns MAP- és HR-emelkedéssel kísért) fájdalominger alatt sem változott szignifikánsan. Ez felveti az agyi vértérfogat mint szabályozott (?!) paraméter autoregulációjának a teóriáját. Az Larginin–NO-rendszer blokkolása nem befolyásolta a CBV fájdalmas ingerlés alatti állandóságát, de a nyugalmi CBV-t csökkentette. Vagyis a nyugalmi CBV fenntartásában részt vesz az NO-rendszer [135]. A CBV a szervezet egyensúlyát megbontó hatások ellenére fennmaradó állandósága hátterében feltételezhetően egyfajta redisztribúció állhat a féltekén belül, mely a funkcionalisan
aktív
régiók
emelkedettebb
áramlását
az
inaktív
régiók
áramláscsökkenésével kompenzálja. Így a Monroe–Kelly-elv nem sérül, a zárt kompartementben a vértérfogat nem növekszik jelentősen. A fenti jelenséget több munkacsoport
észlelte,
mikor
funkcionalis
aktivitás-fokozódás
okozta
áramlásnövekedés mellett, azzal szimultán specifikus agyi régiókban áramláscsökkenést igazolt PET, vagy más több régió együttes vizsgálatára alkalmas módszerrel [109, 239, 257].
65
Következtetések A hypothalamus regionális véráramlásának fentartásában nyugalmi állapotban az ösztrogén fontos szerepet játszik. Hiányában a véráramlás csökkenése következik be, mely változás
krónikus
ösztrogén-kezeléssel
ellensúlyozható.
A progeszteron
ugyanakkor megfigyeléseink szerint nem játszik jelentős szerepet a hypothalamus nyugalmi véráramlásának a fenntartásában. A
szisztémás
artériás
nyomás
csökkenésekor
a
hypothalamicus
véráramlás
állandóságának fenntartásában mindkét vizsgált női nemi hormon jelentős szerepet vállal. Hiányuk esetén az autoregulációs nyomástartomány alsó határértéke csökken, ez a változás azonban külön-külön mindegyik hormon adásával ellensúlyozható. Hiperkapnia
során
a
hypothalamus
ereinek
CO2-érzékenysége
a
női
nemi
hormonhiányos állapotban jelentősen nő. Ez a változás szelektív ösztrogén-kezeléssel kivédhető. Hiperkapnia során a női nemi hormonok hiánya szignifikánsan fokozza a teljes agyi vértérfogatot. Ezt a változást progeszteron-kezeléssel nem lehetett befolyásolni, de mind az ösztrogén-, mind a kombinált (ösztrogén és progeszteron) kezeléssel kivédhető. Hipokapnia a hypothalamicus erek CO2-érzékenységére és a teljes (hemisphaerialis) agyi vértérfogatra gyakorolt hatása az egészséges kontroll-, és hormonhiányos (petefészek-irtott) állapotban gyakorlatilag azonosnak mondható.
Vizsgálataink során megállapítottuk, hogy a női nemi hormonok hatással vannak az agyi erekre nyugalmi körülmények között, valamint hatást gyakorolnak az erek válaszkészségére a szervezet egyensúlyát felborító helyzetekben.
66
Összefoglalás A női nemi hormonhiány következményeire és a hormonpótló-kezelés hatékonyságára vonatkozó irodalmi adatok ellentmondásosak, feltehetően azért, mert ugyanazon hormonok (és származékaik) eltérő körülmények között ellentétes módon képesek befolyásolni az életműködéseket. Arra vonatkozólag, hogy a női nemi hormonok milyen hatást gyakorolnak az agyi érrendszerre és az agyi keringés legfontosabb paramétereire (akár nyugalmi körülmények között akár a szervezet egyensúlyát megváltoztató helyzetekben), nem rendelkezünk elegendő információval, és a rendelkezésünkre álló adatok is ellentmondásosak. Az értekezésben összefoglalt vizsgálataink során a következő kérdésekre kerestünk választ: Milyen szerepet játszanak a női nemi hormonok a hypothalamicus véráramlás (HBF) nyugalmi „steady-state” értékeinek beállításában; a hypothalamus lokális véráramlási autoregulációjában és a hypothalamust ellátó erek CO2-érzékenységének modulációjában; a teljes (hemisphaerialis) agyi vértérfogat (CBV) CO2-érzékenységének alakításában. Vizsgálatainkat nőstény, Sprague-Dawley patkányokon végeztük, melyeken kétoldali petefészek-eltávolítást, majd ezt követő (1) ösztrogén-kezelést, (2) progeszteronkezelést és (3) kombinált (ösztrogén és progeszteron) hormonkezelést követően: Aukland H2-gáz kimosási módszerével mértük a hypothalamus lokális véráramlását (a) nyugalmi alapállapotban, (b) a szisztémás artériás nyomás lépcsőzetes csökkentése során, illetve (c) különböző artériás CO2-koncentrációk mellett. Tomita fotoelektromos módszerével szimultán mértük az agyi félteke teljes vértérfogatát az artériás CO2-koncentráció változtatása mellett.
67
Eredményeink: 1. A hypothalamus nyugalmi véráramlásával (HBF) kapcsolatban: 1.1. A regionális hypothalamicus véráramlás (HBF) szexuálszteroid hiányállapotban szignifikánsan csökkent. 1.2. Az ösztradiol monoterápia a HBF értékek teljes visszaállítását eredményezte. 1.3. A medroxi-progeszteron monoterápia nem eredményezett hasonló változást, a HBF szexuálszteroid hiányállapotban mérthez hasonlóan szignifikánsan alacsonyabb maradt. 2. A hypothalamicus véráramlás autoregulációs mechanizmusával kapcsolatban: 2.1. A hypothalamicus véráramlás autoregulációjának alsó küszöbe szexuálszteroid hiányállapotban szignifikánsan csökkent. 2.2. Az ösztradiol monoterápia helyreállította a HBF autoregulációjának normál küszöbét. 2.3. A medroxi-progeszteron monoterápia szintén a kiindulási értékre emelte az autoreguláció alsó küszöbét. 3. A hypothalamicus véráramlás, és az agyi vértérfogat artériás pCO2-szintekkel összefüggő változásaival kapcsolatban:
3.1. A hypothalamicus erek CO2-érzékenysége: 3.1.1. szexuálszteroid hiányállapotban hiperkapniás állapotban szignifikánsan nőtt; 3.1.2. ösztradiol monoterápia után hiperkapniás állapotban alacsonyabb maradt; 3.1.3. medroxi-progeszteron monoterápia után a hiperkapniás állapotban szignifikánsan nőtt; 3.1.4. kombinált
(ösztrogén
és
progeszteron)
hormonkezelés
után
a
hiperkapniás állapotban szignifikánsan nőtt; 3.1.5. a hypothalamus ereinek hipokapniás CO2-érzékenysége nem változott szexuálszteroid hiányállapot és hormonkezelés hatására sem.
68
3.2. A teljes agyi vértérfogat (CBV) CO2-érzékenysége: 3.2.1. szexuálszteroid hiányállapotban, hiperkapniás állapotban szignifikánsan nőtt; 3.2.2. ösztradiol monoterápia után hiperkapniás állapotban nem változott szignifikánsan; 3.2.3. medroxi-progeszteron
monoterápia
után
hiperkapniás
állapotban
szignifikánsan nőtt; 3.2.4. kombinált (ösztrogén és progeszteron) hormonpótlás után hiperkapnia hatására nem változott szignifikánsan; 3.2.5. a hemisphaerialis agyi vértérfogat (CBV) hipokapniás állapotban nem változott szexuálszteroid hiányállapot és hormonkezelés hatására sem.
69
Summary The consequence of the absence of female sexual steroids and the effectiveness of hormone replacement therapy (HRT) are doubtful in the literature, probably because the same hormones (and their derivatives) influence life functions controversially during different circumstances. There are only a few data about the effect of female sexual hormones on cerebral circulation and on the most important parameters of cerebrovascular bed (either in steady-state condition or in other situations), and these data are contradictory. In our examinations -summarized in my paper- the following questions are to be answered: What is the role of female sexual hormones on? steady-state regional, hypothalamic blood flow (HBF); autoregulation of regional hypothalamic blood flow and on modulation of CO2responsiveness of hypothalamic vessels; CO2-reponsiveness of global, hemispherial cerebral blood volume (CBV). Female Sprague-Dawley rats were bilaterally ovariectomized in our studies, and cerebral vascular parameters were investigated after (1) estrogen replacement therapy, (2) progesterone replacement therapy, (3) and combined (estrogen and progesterone) hormone replacement therapy: regional hypothalamic blood flow was estimated by Aukland’s H2-gas clearance method during (a) steady-state conditions, (b) stepwise decrease of systemic arterial pressure (MAP) and (c) on different CO2 levels; global hemispherial blood volume was estimated by Tomita’s photoelectric method simultaneously at different CO2 levels. Results 1. The steady-state hypothalamic blood flow (HBF): 1.1. decreased significantly after ovariectomy; 1.2. estradiol monotherapy prevented this change of HBF;
70
1.3. medroxy-progesterone monotharapy did not result similar changes, the HBF remained significantly lower.
2. The autoregulation of hypothalamic blood flow: 2.1. the lower limit of hypothalamic autoregulation decreased after ovariectomy; 2.2. estradiol monotherapy caused a restoration of the lower limit of autoregulation; 2.3. medroxy-progesterone-monotharapy caused a restoration of the lower limit of autoregulation too.
3. The CO2-sensitivity of the hypothalamic blood vessels and global, haemispheric cerebral blood volume:
3.1. The CO2-sensitivity of hypothalamic blood flow (HBF): 3.1.1. increased significantly after ovariectomy during hypercapnia; 3.1.2. estradiol monotherapy prevented this increasing; 3.1.3. medroxy-progesterone-monotharapy did not prevent this increasing; 3.1.4. combined (estrogen+progesterone) hormone replacement did not prevent this increasing; 3.1.5. the CO2-sensitivity of the hypothalamic blood vessels did not change significantly during hypocapnia.
3.2. The CO2-sensitivity of global cerebral blood volume (CBV) 3.2.1. increased significantly during hypercapnia; 3.2.2. estradiol monotherapy prevented this change of CBV; 3.2.3. medroxy-progesterone-monotharapy did not prevent the changes, CBV remained significantly higher; 3.2.4. combined (estrogen+progesterone) hormone replacement prevented the increasing of CBV; 3.2.5. the CO2-sensitivity of CBV did not change significantly during hypocapnia.
71
Irodalomjegyzék 1.
Abu Halawa-SA, Thompson K, Kirkeeide RL. Estrogen replacement therapy and outcome of coronary balloon angioplasty in postmenopausal women. Am J Cardiol 1998; 82 (4): 409-13.
2.
Acs N, Szekacs B, Nadasy GL, et al. Effects of ovarectomy and progesterone or combined hormone replacement on small artery biomechanics. Maturitas 2000; 34: 83–92.
3.
Acs N, Szekacs B, Nadasy GL, Varbiro S, Kakucs R, Monos E. The effects of ovariectomy and hormon replacement on biomechanical properties of small arteries in rats. BJOG 1999; 106: 148–54.
4.
Adams MR, Kaplan JR, Manuck SB, Koritnik DR, Parks JS, Wolfe MS, Clarkson TB. Inhibition of coronary atherosclerosis by 17-beta estradiol in ovariectomised monkeys: lack of an effect of added progesterone. Arteriosclerosis 1990; 10: 1051-7.
5.
Adams
MR,
Register
TC,
Golden
DL,
Wagner
JD,
Williams
JK.
Medroxyprogesterone acetate antagonizes inhibitory effects of conjugated equine estrogens on coronary artery atherosclerosis. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1997; 17 (1): 217-21. 6.
Akishita M, Kozaki K, Saito T, et al. Effects of estrogen on atherosclerosis formation
and
serum
nitrite/nitrate
concentrations
in
cholesterol-fed
ovariectomized rabbits. J Atheroscler Thromb 1996; 3 (2): 114-9. 7.
Alkayed NJ, Murphy SJ, Traystman RJ, Hurn PD. Neuroprotective effects of female gonadal steroids in reproductively senescent female rats. Stroke 2000; 31:161-168.
8.
Ances BM, Greenberg JH, Detre JA. Sex defferences in the cerebral blood flow response after brief hypercapnia in the rat. Neurosci Lett 2001; 304: 57-60.
9.
Anderson GL, Limacher M, Assaf AR, Bassford SA, Black H, Bonds D et al. Effects of conjugated equine estrogen in postmenopausal women with hysterectomy: the Women’s Health Initiative randomized controlled trial. JAMA 2004; 291:1701-1712.
72
10.
Arai Y, Sekine Y, Murakami S. Estrogen and apoptosis in the developing sexually dimorphic preoptic area in female rats. NeurosciRes 1996; 25: 403–7.
11.
Ardelt AA, McCullough LD, Korach KS, Wang MM, Munzenmaier DH, Hurn PD. Estradiol regulates angiopoietin-1 mRNA expression through estrogen receptor-α in a rodent experimental stroke model. Stroke 2005; 36: 337-341.
12.
Armstead WM, Mirro R, Busija DW, Leffler CW. Prostanoids modulate opioid cerebrovascular responses in newborn pigs. J. Pharmacol. Exp. Ther. 1990; 255: 1083–1089.
13.
Aukland K, Berlinger RW. Renal medullary coumtercurrent system studies with hydrogen gas. Circ Res 1964;15:430-42.
14.
Aukland K, Bower BF, Berliner RW. Measurement of local blood flow with hydrogen gas. Circ Res 1964; 14: 164–87.
15.
Bain CA, Lees KR, Lumsden MA, Walters MR. Effect of gonadothropin releasing hormone analog on cerebral haemodynamic in premenopausal women. Climacteric 2005; 8:193-197
16.
Bain CA, Walters MR, Lees KR, Lumsden MA. The effect of HRT on cerebral haemodynamics and cerebral vasomotor reactivity in postmenopausal women. Hum Reprod 2004; 19: 2411–2414.
17.
Bake S, Sohrabji F. 17-beta-estradiol differentially regulates blood-brain-barrier permeability in young and aging female rats. Endocrinilogy 2004; 145: 54715475.
18.
Baldi E, Luconi M, Bonaccorsi L, Maggi M, Francavilla S, Gabriele A, Properzi G, Forti G: Nongenomic progesterone receptor on human spermatozoa: biochemical aspects and clinical implications Steroids 1999; 64(1-2): 143-8.
19.
Barrett-Connor E, Bush TL. Estrogen and coronary heart disease in women JAMA 1991; 265: 1861-7.
20.
Bauer R, Bergmann R, Walter B, Brust P, Zwiener U, Johannsen B.Regional distribution of cerebral blood volume and cerebral blood flow in newborn piglets-effect of hypoxia/Hypercapnia. Brain Res Dev. 1999; Jan 11;112(1):89-98.
21.
Benyo Z, Szabo C, Stuiver BT, Bohus B, Sandor P. Hypothalamic blood flow remains unaltered following chronic nitric oxide blockade in rats. Neurosci Lett 1995; 198: 127–30.
73
22.
Best PJ, Berger PB, Miller VM, Lerman A. The effect of estrogen replacement therapy on plasma nitric oxide and endothelin-1 levelsin postmenopausal women. Ann Intern Med 1998; 128: 285–8.
23.
Bingham D, Macrae IM, Carswell HV. Detrimental effects of 17-beta oestradiol after permanent middle cerebral artery occlusion. J Cereb Blood Flow Metab 2005; 25:414-420.
24.
Bishop J, Simpkins JW. Estradiol enhances brain glucose uptake in ovariectomized rats. Brain Res Bull 1995; 36: 315-320.
25.
Blum A, Cannon RO. Effects of oestrogens and selective oestrogen receptor modulators on serum lipoproteins and vascular function. Curr Opin Lipidol 1998; 9: 575-86.
26.
Bongard V, Ferrieres J, Ruidavets JB, et al. Transdermal estrogen replacement therapy and plasma lipids in 693 French women. Maturitas 1998; 30: 265-72.
27.
Brackley KJ, Ramsay MM, Broughton PF, Rubin PC. A longitudinal study of maternal blood flow in normal pregnancy and the puerperium: analysis of Doppler waveforms using Laplace transform techniques. Br J Obstet Gynecol 1998; 105:68-77.
28.
Brackley KJ, Ramsay MM, Pipkin FB, Rubin PC. The effect of the menstrual cycle on human cerebral blood flow: studies using Doppler ultrasound. Ultrasound Obstet Gynecol 1999; 14:52-57.
29.
Brass LM. Hormone replacement therapy and stroke: clinical trials rewiew. Stroke 2004; 35: 2644-2647.
30.
British Heart Foundation / Coronary Prevention Group Statistics Database. Coronary Heart Disease Statistics 1993. London: The British Heart Foundation, 1993.
31.
Bryan RMJ, You J, Golding EM, Marrelli SR. Endothelium-derived hyperpolarizing factor: a cousin to nitric oxide and prostacyclin. Anaeshesiology 2005; 102: 1261-1277.
32.
Bush TL, Barrett-Connor E, Cowan LD, Criqui LD, Wallace RB, Suchinddran CM. Cardiovascular mortality and noncontraceptive use of oestrogens in women: results from the Lipid Research Clinics Program follow-up study. Circulation 1987; 75: 1102-9.
74
33.
Cenedella RJ, Sexton PS, Zhu XL: Lens epithelia contain a high-affinity, membrane steroid hormone-binding protein Invest Ophtalmol Vis Sci 1999; 40 (7): 1452- 9.
34.
Chang E, O'Donnell ME, Barakat AI. Shear stress and 17beta-estradiol modulate cerebral microvascular endothelial Na-K-Cl cotransporter and Na/H exchanger protein levels. Am J Physiol Cell Physiol 2008; 294(1): C363-71.
35.
Chen SJ, Li H, Durand J, Oparil S, Chen YF. Estrogen reduces myointimal proliferation after balloon injury of rat carotid artery. Circulation 1996; 93 (3): 577- 84.
36.
Chillon JM, Baumbach GL. Autoregulation: arterial and intracranial pressure. In: Edvinsson L, Krause DN (eds.): Cerebral Blood Flow and Metabolism. Philadelphia: Lippincott Williams and Wilkins; 2002. pp. 395-412.
37.
Chrissobolis S, Budzyn K, Marley PD. Evidence that estrogen suppresses rhokinase function in the cerebral circulation in vivo. Stroke 2004; 35: 2200-2205.
38.
Chrissobolis S, Sobey CG. Influence of gender on K+-induced cerebral vasodilation. Stroke 2004; 35: 747-752.
39.
Clemente C, Caruso MG, Berloco P, et al. Antioxidant effect of short-term hormonal treatment in postmenopausal women. Maturitas 1999; 31: 137-42.
40.
Cockell AP, Poston L. 17Beta-estradiol stimulates flow-induced vasodilatation in isolated small mesenteric arteries from prepubertal femal rats. Am J Obstet Gynecol 1997; 177 (6): 1432-8.
41.
Couglan T, Gibson C, Murphy S. Modulatory effects of progesterone on inducible nitric-oxide synthase expression in vivo and in vitro. J Neurochem 2005; 93: 932-942.
42.
Crews JK, Khalil RA. Antagonistic effects of 17 beta-estradiol, progesterone, and testosterone on Ca2+ entry mechanisms of coronary vasoconstriction. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1999; 19: 1034-40.
43.
Dan P, Cheung JC, Scriven DR, Moore ED. Epitope-dependent localization of estrogen receptor-alpha but not –beta, in en face arterial endothelium. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2003; 284: H1295-H1306.
75
44.
Deliconstantinos G, Villiotou V, Stavrides JC. Met-enkephalin receptor-mediated increase of membrane fluidity modulates nitric oxyde (NO) and cGMP production in rat brain synaptosomes. Neurochem Res. 1995; 20: 217–224.
45.
Desjardins GC, Beaudet A, Meaney MJ, Brawer JR. Estogen induced hypothalamic beta-endorphin neuron loss: A possiblemodel of hypothalamic aging. Exp Gerontol 1995; 30: 253– 67.
46.
Dietrich JB. Endothelial cells of blood-brain barrier: a target for glucocorticoids and estrogens? Front Biosci 2004; 9: 684-693.
47.
Diomedi M, Cupini LM, Rizzato B, Giacomini P, Silvestrini M. Influence of physiologic oscillation of estrogens on cerebral haemodynamics. J Neurol Sci 2001; 185: 49-53.
48.
Do Rego JL, Seong JY, Burel D et al.: Neurosteroid biosynthesis: enzymatic pathways and neuroendocrine regulation by neurotransmitters and neuropeptides. Front Neuroendocrinol 2009 Aug;30(3):259-301. Epub 2009 Jun 6. Review.
49.
Dubuisson JT, Wagenknecht LE, D'Agostino RB Jr, et al. Association of hormone replacement therapy and carotid wall thickness in women with and without diabetes. Diabetes Care 1998; 21:1790-6.
50.
Duckles SP, Krause DN, Stirone C, Procaccio V. Estrogen and mitochondria. A new paradigm for vascular protection? Mol Interv 2006; 6: 26-35.
51.
Duckles SP, Krause DN. Cerebrovascular effects of oestrogen:multiciplicity of action. Clin Exp Pharmacol Physiol 2007; 34(8):801-808.
52.
Dykens JA, Simpkins JW, Wanmg J, Gordon K. Polycyclic phenols, estrogens and neuroprotection: a proposed mithochondrial mechanism. Exp Gerontol 2003; 38: 101-107.
53.
Edvinsson L, MacKenzie ET, McCulloch J. Effects of CO2 and hydrogen ions on cerebrovascular smooth muscle. In: Edvinsson L, MacKenzie ET , McCulloch J, eds. Cerebral blood flow and metabolism. New York: Raven Press; 1993: 524– 540.
54.
Engelking W, Willig F. Über eine Methode zur Konstanthaltungdes Blutdruckes im Tierexperiment. Pfluegers Arch Ges Physiol 1958; 267: 306.
55.
Falkeborn M, Persson I, Terent A, Adami HO, Lithell H, Bergström R. Hormone replacement therapy and the risk of stroke. Arch Intern Med 1993; 153: 1201-9.
76
56.
Falkenstein E, Meyer C, Eisen C, Scriba PC, Wehling M: Full-length cDNA sequence of a progesterone membrane binding protein from porcine vascular smooth muscle cells Biochem Biophys Res Commun 1996; 229: 86-9.
57.
Florian M, Lu Y, Angle M, Magder S. Estrogen induced changes in Aktdependent activation of endothelial nitric oxide synthase and vasodilation. Steroids 2004; 69: 637-645.
58.
Foegh ML, Asotra S, Howell MH, Ramwell PW. Estradiol inhibition of arterial neointimal hyperplasia after balloon injury. J Vasc Surg 1994; 19: 722-6.
59.
Fortune JB, Feustel PJ, deLuna C, Graca L, Hasselbarth J, Kupinski AM. Cerebral blood flow and blood volume in response to O2 and CO2 changes in normal humans. J Trauma. 1995 Sep;39(3):463-71; discussion 471-2.
60.
Futó J, Shay J, Block S, Holt J Beach M, Moss J. Estrogen andprogesterone withdrawal increases cerebral vasoreactivity to serotoninin rabbit basilar artery. Life Sci 1992; 50: 1165–72.
61.
Galea E, Santizo R, Feinstein DL, Adamson P, Greenwood J, Koenig HM, pellegrino DA. Estrogen inhibits NF kappa B-dependent inflammation in brain endothelium without interfering with I kappa-B decradation. Neuroreport 2002; 13: 1469-1472.
62.
Gast GC, Grobbee DE, Pop VJ et al. Menopausal complaints are associated with cardiovascular risk factors. Hypertension 2008; Jun 51(6):1492-8.
63.
Geary GG, Krause DN, Duckles SP. Estrogen reduces mouse cerebral artery tone through endothelial NOS- cyclooxygenase-dependent mechanism. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2000; 279: H511-H519.
64.
Geary GG, Krause DN, Duckles SP. Estrogen reduces myogenic tone through a nitric.oxide-dependent mechanism in rat cerebral arteries. Am J Physiol Heart Circ Physiol 1998; 275: H292-H300.
65.
Geary GG, Krause DN, Duckles SP. Gonadal hormones affect diameter of male rat cerebral arteries through endothelium-dependent mechanism. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2000; 279: H610-H618.
66.
Geary GG, McNell AM, Ospna JA, Krause DN, Korach KS, Duckles SP. Selected contribution: Cerebrovascular NOS and cyclooxygenase are unaffected
77
by estrogen in mice lacking estrogen receptor-α. J Appl Physiol 2001; 91: 23912399, discussion 2389-2390. 67.
Gerhard M, Ganz P. How do we explain the clinical benefits of estrogen? Circulation 1995; 92: 5-8.
68.
Gerhard MD, Walsh BW, Tawakol A et al.: Estradiol therapy combined with prgesterone and endothelium-dependent vasodilation in postmenopausal women. Circulation 1998; 98: 1158-63.
69.
Ghanam K, Javellaud J, Ea-Kim L, Oudart N. Effects of treatment with 17 betaestradiol ont he hypercholesterinaemic rabbit middle cerebral artery. Maturitas 2000; 34: 249-260.
70.
Gibson CL, Constantin D, Prior MJ, Bath PM, Murphy SP. Progesterone suppresses the inflammatory response and nitric-oxide synthase-2 expression following cerebral ischaemia. Exp Neur 2005; 193: 522-530.
71.
Giraud GD, Morton MJ, Wilson RA, Burry KA, Speroff L: Effects of estrogen and progestin on aortic size and compliance in postmenopausal women Am J Obst Gyn 1996; 174: 1708-18.
72.
Golding EM, Ferens DM, Marreli SP. Altered calcium dynamics do not account for attenuation of endothelium-derived hyperpolarizing factor-mediated dilations in the female middle cerebral artery. Stroke 2002; 33: 2972-2977.
73.
Golding EM, Kepler TE. Role of estrogen in modulating EDHF-mediated dilations in the female rat middle cerebral artery. Am J Physiol Haert Circ Physiol 2001; 280: H2417-H2423.
74.
Gonzales RJ, Ghaffari AA, Duckles SP, Krause DN. Testosterone treatment increases thromboxane function in rat cerebral arteries. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2005; 289: H578-H585.
75.
Gonzales RJ, Krause DN, Duckles SP. Testosterone supresses endotheliumdependent dilation of rat middle cerebral arteries. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2004; 286: H552-H560.
76.
Gordon KB, Macrae IM, Carswell HV. Effects of 17-beta oestradiol on cerebral ischemic damage and lipid peroxidation. Brain Res 2005; 1036: 155-162.
78
77.
Gorodeski GI, Utian WH. Epidemiology and risk factors of cardiovascular disease in postmenopausal women. In: Lobo RA, ed. Treatment of the Postmenopausal Woman. Raven Press, New York, 1994; 199-221.
78.
Gorodeski GI, Yang T, Levy MN, Goldfarb J, Utian WH: Modulation of coronary vascular resistance by estrogen and progesterone J Soc Gyn Invest 1998; 5 (4): 197-202.
79.
Grady D, Rubin SM, Petitti DB, Fox CS, Black D, Ettinger B, Ernster VL, Cummings SR. Hormone therapy to prevent disease and prolong life in postmenopausal women. Ann Intern Med 1992; 117: 1016-37.
80.
Grodstein F, Manson JE, Stampfer MJ, Rexrode K. Postmenopausal hormone therapy and stroke:role of time since menopause and age at initiation of hormone therapy. Arch Intern Med 2008; Apr 28; 168(8):861-6.
81.
Grodstein F, Stampfer MJ, Colditz, GA et al. Postmenopausal hormone therapy and mortality. N Engl J Med 1997; 336: 1769-75.
82.
Grodstein F, Stampfer MJ, Manson JA et al. Postmenopausal estrogen and progestin use and the risk of cardiovascular disease. N Engl J Med 1996; 335: 453- 61.
83.
Grodstein F, Stampfer MJ. Estrogen for women at varying risk of coronary disease. Maturitas 1998; 30: 19-26.
84.
Gu F, Hata R, Toku K, Yang L, Ma YJ, Maeda N et al. Testosterone up-regulates aquaporine-4 expression in cultured astrocytes. J Neurosci Res 2003; 72: 709715.
85.
Haarbo J, Christiansen C. The impact of female sex hormones on secondary prevention of atherosclerosis in ovariectomized cholesterol-fed rabbits. Atherosclerosis 1996; 123 (1-2): 139-44.
86.
Hagberg H, Wilson MA, Matsushita H, et al. PARP-1 genedisruption in mice preferentially protects males from perinatalbrain injury. J Neurochem 2004; 90: 1068 –75.
87.
Hak AE, Curhan G, Grodstein FD, Choi HK. Menopause, postmenopausal hormone use and risk of incident gout. Ann Rheum Dis. 2009; Jul 9; (Epub ahaed of print)
79
88.
He XR, Wang W, Crofton JT, Share L. Effects of 17-estradiol onsympathetic activity and pressor response to phenylephrine inovariectomized rats. Am J Physiol 1998; 275:R 1202–8.
89.
He Z, He YJ, Day AL, Simpkins JW. Proestrus levels of estradiol during transient global cerebral ischaemia improve the histological outcome of the hyppocampal CA1 region: perfusion-dependent and –independent mechanism. J Neurol Sci 2002; 193: 79-87.
90.
Hernán MA, Alonso A, Logan R et al. Observational studies analyzed like randomized experiments: an application to postmenopausal hormone therapy and coronary heart disease. Epidemiology 2008; Nov 19(6):766-79.
91.
Herrington DM, Werbel BL, Riley WA, Pusser BE, Morgan TM. Individual and combined effects of estrogen/progestin therapy and lovastatin on lipids and flowmediated vasodilation in postmenopausal women with coronary artery disease. J Am Coll Cardiol 1999; 33: 2030-7.
92.
Ho KJ, Liao JK. Nonnuclear actions of estrogen. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2002; 22: 1952-1961.
93.
Holschneider DP, Scremin OU. Effects of ovariectomy on cerebral blood flow of rats. Neuroendocrinology 1998; 67: 260–8.
94.
Hu FB, Grodstein F, Hennekens CH. Age at natural menopause and risk of cardiovascular disease. Arch Intern Med 1999; 159: 1061-6.
95.
Hulley S, Grady D, Bush T for the Heart and Estrogen/progestin Replacement Study (HERS) Research Group. Randomized trial of estrogen plus progestin for secondary prevention of coronary heart disease in postmenopausal women JAMA 1998; 280: 605-13.
96.
Hulley S, Grady D, Bush T, et al. Randomized trial of estrogen plus progestin for secondary prevention of coronary heart disease in postmenopausal women. Heart and Estrogen/progestin Replacement Study (HERS) Research Group. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1998; 18: 1164-7.
97.
Hurn PD, Brass LM. Estrogen and stroke, a balanced analysis. Stroke 2003; 34:338–41.
80
98.
Hurn PD, Littleton-Kearney MT, Kirsch JR, Dharmarajan AM,Traystman RJ. Postischemic cerebral blood flow recovery in the female: Effect of 17beta estradiol. J Cereb Blood Flow Metab 1995; 15: 666 –72.
99.
Hurn PD, Macrae IM. Estrogen as a neuroprotectant in stroke. J Cereb Blood Flow Metab 2000; 20: 631–52.
100. Ignegno MD, Money SR, Thelmo W et al. : Progesterone receptors in the human heart and great vessels Lab Invest 1991; 59: 353-6. 101. Ito H, Ibaraki M, Kanno I, Fukuda H, Miura S. Changes in the arterial fraction of human cerebral blood volume during hypercapnia and hypocapnia measured by positron emission tomography. J Cereb Blood Flow Metab. 2005 Jul;25(7):852-7. 102. Ito H, Kanno I, Ibaraki M, Hatazawa J, Miura S. Changes in human cerebral blood flow and cerebral blood volume during hyperkapnia and hypocapnia measured by positron emission tomography. J Cereb Blood Flow Metab. 2003 Jun;23(6):665-70. 103. Jesmin S, Hattori Y, Sakuma I, Liu MY, Mowa CN, Kitabatake A. Estroges deprivation and replacement modulate cerebral capillary density with vascular expression of angiogenic molecules in middle-aged female rats. J Cereb Blood Flow Metab 2003; 23: 181-189. 104. Jiang C, Sarrel PM, Lindsay DC, Poole-Wilson PA, Collins P. Endothelium independent relaxation of rabbit coronary artery by 17β-estradiol in vitro. Br J Pharmacol 1991; 104: 1033-7. 105. Jiang C, Sarrel PM, Poole-Wilson PA, Collins P. Acute effect of 17ß-estradiol on rabbit coronary artery contractile responses to endothelin-1. Am J Physiol 1992; 263: H271-5. 106. Kannel WB. Risk factors for atherosclerotic cardiovascular outcomes in different arterial territories. J Cardiovasc Risk 1994; 1: 333-9. 107. Karanian JW, Ramwell PW. Effect of gender and sex steroids on the contractile response of canine coronary and renal blood vessels. J Cardiovasc Pharmacol 1996; 27 (3): 312-9. 108. Kardos A, Casadei B. Hormone replacement therapy and ischaemic heart disease among postmenopausal women. J Cardiovasc Risk 1999; 6: 105-12.
81
109. Kawashima R, O’Sullivan BT, Roland PE: Positron-emission tomography studies of cross-modality inhibition in selective attentional tasks: Closing the „mind’s eye”. Proc Natl Acad Sci USA Vol 92, pp. 5969-5972 (1995) 110. Ke FC, Ramirez VD: Binding of progesterone to nerve cell membranes of rat brain using progesterone conjugated to 125I-bovine serum albumin as a ligand J Neurochem 1990; 54 (2): 467-72. 111. Khetawat G, Faraday N, Nealen ML, Vijayan KV, Bolton E, Noga SJ, Bray PF. Human megakaryocytes and platelets contain the estrogen receptor beta and androgen receptor (AR): testosterone regulates AR expression. Blood 2000; 95: 2289-2296. 112. Komjati K, Besson V, Szabo CS. Poly(ADP-ribose) polymeraseinhibitors as potential therapeutic agents in stroke and neurotrauma.Current Drug Targets CNS Neurological Disord 2005; 4: 179 –94. 113. Komjati K, Dallos G, Velkei M, Sandor P. Central opiatereceptor blockade by naloxone impairs thalamic and hypothalamicautoregulation in the cat. Pflugers Arch 1997; 434: 144–6. 114. Komjati K, Greenberg JH, Reivich M, Sandor P. Interactions between the endothelium-derived relaxing factor/nitric-oxide system and the endogenous opiate system in the modulation of cerebral and spinal vascular CO2 responsiveness. J Cereb Blood Flow and Metab 2001; 21:937-944. 115.
Krasinski K, Spyridopoulos I, Asahara T, van der Zee R, Isner JM, Losordo DW. Estradiol accelerates functional endothelial recovery after arterial injury. Circulation 1997; 95 (7): 1768-72.
116. Krause DN, Duckles SP, Pellegrino DA. Influence of sex steroid hormones on cerebrovascular function. J Appl Physiol 2006; 101: 1252-1261. 117. Krejza J, Mariak Z, Nowacka A, Melhem ER, Babikian VL. Influence of 17-beta estradiol on cerebrovascular impedance during menstrual cycle in women. J Neurol Sci 2004; 221: 61-67. 118. Krejza J, Siemkowitz J, Sawicka M, Szylak A Kochanowitz J et al. Oscillation of cerebrovascular resistance throughout the menstrual cycle in healthy women. Ultrasound Obstet Gynecol 2003; 22: 627-632.
82
119. Leffler CW, Busija DW. Arachidonic acid metabolites and perinatal cerebral hemodynamics. Semin. Perinatol. 1987; 11: 32–42. 120. Levine RL, Chen SJ, Durand J, Chen YF, Oparil S. Medroxyprogesterone attenuates estrogen-mediated inhibition of neointima formation after balloon injury of the rat carotid artery. Circulation 1996; 94 (9): 2221-7. 121. Li X, Geary GG, Gonzales RJ, Krause DN, Duckles SP. Effect of estrogen on cerebrovascular prostaglandins is amplified in mice with dysfunctional NOS. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2004; 287: H588-H594 122. Littleton-Kearney MT, Agnew DM, Traystman RJ, Hurn PD. Effects of estrogen on cerebral blood flow and pial microvasculature in rabbits. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2000; 279: H1208-H1214. 123. Littleton-Kearney MT, Klaus JA, Hurn PD. Effects of combined oral conjugated estrogens and medroxyprogesterone acetate on bran infarction size after experimental stroke in rat. J Cereb Blood Metab 2005; 25: 421-426. 124. Lobo RA. Metabolic syndrome after menopause and the role of hormones. Maturitas 2008; May 20; 60(1):10-8. 125. Lobo RA. The role of progestins in hormone replacement therapy. Am J Obstet Gynecol 1992; 166: 1997-2004. 126. Lu A, Ran RQ, Clark J, Reilly M, Nee A, Sharp FR. 17-beta estradiol induces heat-shock protein sin brain arteries and potentiates ischemic heat shock protein induction in glia and neurons. J Cereb Blood Flow Metab 2002; 22: 183-195. 127. Lu GP, Cho E, Marx GF, Gibson J. Cerebral haemodynamic response to female sex hormones in the rat. Microvasc Res 1996; 51: 393-395. 128. McCullough LD, Alkayed NJ, Traystman RJ, Williams MJ, Hurn PD. Postischemic hypoperfusion and secondary ischema after experimental stroke. Stroke 2001; 32: 796-802. 129. McCullough LD, Hurn PD. Estrogen and ischemic neuroprotection: an integrated view. Trends Endocrinol Metab, 2003; 14: 228-235. 130. McNeill AM, Duckles SP, Krause DN. Relaxant effects of 17 beta-estradiol in the rat tail artery are greater in females than males. Eur J Pharmacol 1996; 308 (3): 305- 9.
83
131. McNeill AM, Kim N, Duckles SP, Krause DN, Kontos HA. Chronic estrogen treatment increases levels of endothelial nitric oxide synthase protein in rat crebral microvessels. Stroke 1999; 30: 2186-2190. 132. McNeill AM, Zhang C, Stanczyk FZ, Duckles SP, Krause DN. Estrogen increases endothelial nitric oxide synthase via estrogen receptors in rat cerebral blood vessels: effect preserved after concurrent treatment with medrxyprogesterone acetate or progesterone. Stroke 2002; 33: 1685-1691. 133. Mendelsohn ME, Karas RH. Estrogen and the blood vessel wall.Curr Opin Cardiol 1994; 9:619 –26. 134. Mendelsohn ME, Karas RH. The protective effects of estrogen on the cardiovascular system. N Engl J Med 1999; 340: 1801-1811. 135. Mersich T, Szelke E, Erdos B, Lacza Zs, Komjati K, Sandor P Somatosensory pain does not affect total cerebral blood volume. Neuroreport 2007; May 7;18(7):649-52. 136. Messerli FH, Garavaglia GE, Schmieder RE, Sundgaard-Riise K, Nunez BD, Amodeo C. Disparate cardiovascular findings in men and women with essential hypertension Ann Intern Med 1987; 107: 158-61. 137. Miller VM, Tindall DJ, Liu PY. Of mice, men, and hormones. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2004, 24: 995-997. 138. Miller
VM,
Vanhoutte
PM:
Progesterone
and
modulation
of
endotheliumdependent responses in canine coronary arteries Am J Physiol 1991; 261: R1022-7. 139. Minshall RD, Miyagawa K, Chadwick CC, Novy MJ, Hermsmeyer K: In vitro modulation of primate coronary vascular muscle cell reactivity by ovarian steroid hormones FASEB J 1998; 12 (13): 1419-29. 140. Minshall RD, Stanczyk FZ, Miyagawa K, Uchida B, Axthelm M, Novy M, Hermsmeyer
K:
Ovarian
steroid
protection
against
coronary
artery
hyperreactivity in rhesus monkeys J Clin Endocrinol Metab 1998; 83 (2): 649-59, 141. Miyagawa K, Rosch J, Stanczyk F, Hermsmeyer K. Medroxyprogesterone interferes with ovarian steroid protection against coronary vasospasm. Nat Med 1997; 3 (3) 324-7.
84
142. Momoi H, Ikomi F, Ohhashi T. Estrogen-induced augmentation of endotheliumdependent nitric oxide-mediated vasodilation in isolated rat cerebral small arterise. Jpn J Physiol 2003; 53: 193-203. 143. Mosca L, Bowlin S, Davidson L, Jenkins P, Pearson TA. Estrogen replacement therapy and lipoprotein(a). Circulation 1991; 84: 546. 144. Murphy SJ, Littleton-Kearney MT, Hurn PD. Progesterone administration during reperfusion, but not preischemic alone, reduces injury n ovariectomized rats. J Cereb Blood Flow Metab 2002; 22: 1181-1188. 145. Murphy SJ, Traystman RJ, Hurn PD, Duckles SP. Progesterone exacerbates striatal stroke injury in progesterone-deficient female animals. Stroke 2000; 31: 1173-1178. 146. Muscat Baron Y, Brincat M, Galea R. Carotid artery wall thickness in women treated with hormone replacement therapy. Maturitas 1997; 27 (1): 47-53. 147. Nabulsi AA, Folsom AR, White A et al. Association of hormone replacement therapy with various cardiovascular risk factors in postmenopausal women. N Engl J Med 1993; 328: 1069-75. 148. Nagai Y, Earley CJ, Kemper MK, Bacal CS, Metter EJ. Influence of age and postmenopausal estrogen replacement therapy on carotid arterial stiffness in women. Cardiovasc Res 1999; 41: 307-11. 149. Nakamura Y, Suzuki T, inoue T, Tazawa C, Ono K, Moriya T et al. Progesterone receptor subtypes in vascular smooth muscle cells of humane aorta. Endocr J 2005; 52: 245-252. 150. Nakano Y, Oshima T, Matsuura H, Kajiyama G, Kambe M. Effect of 17betaestradiol on inhibition of platelet aggregation in vitro is mediated by an increase in NO synthesis. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1998; 18 (6): 961-7. 151. Nevala R, Korpela R, Vapaatalo H. Plant derived estrogens relax rat mesenteric artery in vitro. Life Sci 1998; 63 (6): PL 95-100. 152. Nevala R, Paakkari I, Tarkkila L, Vapaatalo H. The effects of male gender and female sex hormone deficiency on the vascular responses of the rat in vitro. J Physiol Pharmacol 1996; 47 (3): 425-32. 153. Nevo O, Soustiel JF, Thaler I. Cerebral blood flow is increased during controlled ovarian stimulation. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2007; 293(6):3265-9.
85
154. Nishigaki I, Sasaguri Y, Yagi K. Anti-proliferative effect of 2-methoxyestradiol on cultured smooth muscle cells from rabbit aorta Atherosclerosis 1995; 113: 167-70. 155. Nyáry I, Dóra E, Sándor P, Kovách AGB, Reivich M. Regional cerebral blood flow during hemorrhagic shock is the baboon. In: Mchedlishvili GI, Kovách AGB, Nyáry I (eds): Brain Blood Supply. Budapest: Akadémiai Kiadó; 1977. p. 163-73. 156. Nyáry I, Maklári E, Kovách AG, Harka I. Local blood flow of the hypothalamus in haemorrhagic hypotension. Acta Physiol Acad Sci Hung 1977; 49: 45-56. 157. Nyáry I. The landmarks of the measurement of cerebral blood flow. Ideggyogy Sz 2008;61(1-2):61-67. 158. Ohkura T, Isse K, Akazawa K, Hamamoto M, Hagino N. Evaluation of estrogen treatment in female patients with dementia of the Alzheimer type. Endocr J 1994; 41: 361–71. 159. Ohkura T, Teshima Y, Isse K, Matsuda H, Inoue T, Sakai Y et al. Estrogen increases cerebral and cerebellar blood flows in post-menopausal women. 1995; 2:13-18. 160. Olsen AK, Kelding S, Munk OL. Effect of Hiperkapnia on cerebral blood flow and blood volume in pigs studied by positron emission tomography. Comp Med. 2006; Oct; 56(5):416-20. 161. Orshal JM, Khalil RA. Gender, sex hormones, and vascular tone. Am J Physiol Integr Comp Physiol 2004; 286: R233-R249. 162. Ospina JA, Brevig HN, Krause DN, Duckles SP. Estrogen supresses IL-1βmediated induction of COX-2 pathway in rat cerebral blood vessels. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2004; 286: H2010-H2019. 163. Ospina JA, Duckles SP, Krause DN. 17-β estradiol decreases vascular tone in cerebral arteries by shifting COX-dependent vasoconstriction to vasodilation. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2003; 285: H241-H250 164. Ospina JA, Krause DN, Duckles SP. 17-β estradiol increases rat cerebrovascular prostycyclin synthesis by elevating cyclooxygenase-1 and prostacyclin synthase. Stroke 2002; 33: 600-605.
86
165. Otter D, Austin C. Effects of 17beta-oestradiol on rat isolated coronary and mesenteric artery tone: involvement of nitric oxide. J Pharm Pharmacol 1998; 50 (5): 531-8. 166. Paganini-Hill A, Ross RK, Henderson BE. Postmenopausal oestrogen treatment and stroke: a prospective study BMJ 1998; 297: 519-22. 167. Palmon SC, Williams MJ, Littleton-Kearney MT, Traystman RJ, Kosk-Kosicka D, Hurn PD. Estrogen increases cGMP in selected brain regions and in cerebral microvessels. J Cereb Blood Flow Metab 1998; 18: 1248-1252. 168. Pásztor E, Sándor P, Kovách AGB. Effect of Co2 on local blood flow in various parts of the brain. In: 25th International Congress of Psysiological Sciences. Munich vol. IX. 1971. p. 441. 169. Pásztor E, Sándor P, Kovách AGB. Simultaneous blood flow measurment is grey and white matter of the cerebral tissue by hidrogen wash-out techique. In: 34th Conference of the Hungarian Physiological Society. Lissák K (ed) Budapest: Akadémiai Kiadó; 1970 p. 111. 170. Pawlak J, Karolczak M, Krust A, Chambon P, Beyer C. Estrogen receptor-alpha is associated with the plasma membrane of astrocytes and coupled to the MAP/SDrc-kinese pathway. Glia 2005; 50: 270-275. 171. Paxinos G, Watson C (1982). The Rat Brain in Stereotaxic coordinates. New York, Academic Press. 172. Payan HM, Conrad JR. Carotid ligation in gerbils. Influence of age, sex, and gonads. Stroke 1997; 8: 194–6. 173. Pellegrino DA, Galea E. Estrogen and cerebrovascular physiology and pathophysiology. Jpn J Pharmacol 2001; 86:137-158. 174. Pellegrino DA, Santizo R, Baughman VL, Wang Q. Cerebralvasodilating capacity during forebrain ischaemia: Effects of chronic estrogen depletion and repletion and the role of neuronal nitric-oxide synthase. Neuroreport 1998; 9: 3285–91. 175. Pelligrino DA, Santizo R, Baugham VL, Wang Q. Cerebral vasodilating capacity during forebrain ischaemia: effects of chronic estrogen depletion and repletion and the role of nitric oxide synthase. Neuroreport 1998, 9: 3285-3291.
87
176. Pelligrino DA, Ye S, Tan F, Santizo RA, Feinstein DL, Wang Q. Nitric oxide dependent pial arteriolar dilation in the female rat: effects of chronic estrogen deplation and replation. Biochem Biophys Res Commun 2000; 269: 165-171. 177. Penotti M, Nencioni T, Gabrielli L, farina M, Castiglione E, Polvani F. Blood flow variations in internal carotid and middle cerebral arteries induced by postmenopausal hormone replacement therapy. An J Obstet Gynecol 1993; 169: 1226-1232. 178. Perez GJ. Dual efeect of tamoxifen on arterial K-dependent Ca channels does not depend on the presence of the beta-1 subunit. J Biol Chem 2005; 280: 2173921747. 179. Peterson LR. Estrogen replacement therapy and coronary artery disease. Curr Opin Cardiol 1998; 13: 223-31. 180. Phiel KL, Henderson RA, Adelman SJ, Elloso MM. Differential estrogen receptor gene expression in human peripherial blood mononuclear cell populations. Immunol Lett 2005; 97: 107-113. 181. Practice Committee of American Society for Reproductive Medicine. Estrogen and progestogen therapy in postmenopausal women. Fertil Steril 2008 Nov;90(5 Suppl):S88-102. Review. 182. Price JF, Lee AJ, Fowkes FG. Steroid sex hormones and peripheral arterial disease in the Edinburgh Artery Study. Steroids 1997; 62 (12): 789-94. 183. Psaty BM, Smith NL, Lemaitre RN, Vos HL, Heckbert SR, LaCroix AZ, Rosendaal FR. Hormone replacement therapy, prothrombotic mutations, and risk of incident nonfatal myocardial infarction in postmenopausal women JAMA 2001; 285: 906-13. 184. Qin X, Hurn PD, Littleton-Kearney MT. Estrogen restores postischemic sensitvity to the thromboxane mimetic U46619 in rat pial artery. J Cereb Blood Flow Metab 2005; 25: 1041-1046. 185. Razmara A, Krause DN, Duckles SP. Testosterone augments endotoxin-mediated cerebrovascular inflammation in male rats. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2005; 289: H1843-H1850. 186. Register TC, Adams MR, Golden DL, Clarkson TB. Conjugated equine estrogens alone, but not in combination with medroxyprogesterone acetate, inhibit aortic
88
connective tissue remodeling after plasma lipid lowering in female monkeys. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1998; 18 (7): 1164-71. 187. Reis SE, Gloth ST, Blumenthal RS et al. Ethinyl estradiol acutely attenuates abnormal coronary vasomotor responses to acetylcholine in postmenopausal 54 women. Circulation 1994; 89: 52-60. 188. Resnick SM, Espeland MA, Jaramillo SA et al. Postmenopausal hormone therapy and regional brain volumes: the WHIMS-MRI Study. Neurology 2009; Jan 13;72(2):135-42. 189. Resnick SM, Maki PM, Golski S, Kraut MA, Zonderman AB. Effects of estrogen replacement therapy on PET cerebral blood flow and neuropsychological performance. Horm Behav 1998; 34: 171– 82. 190. Roosouw JE, Anderson GL, Prentice RL, LaCroix AZ, Kooperberg C, Stefanic ML et al. Risk and benefits of estrogen plus progestin in healthy postmenopausal women: principal results from the Women’s Health Initiative randomized controlled trial. JAMA 2002; 288: 321-333. 191. Rosano GM, Webb CM, Chierchia S, Morgani GL, Gabraele M, Sarrel PM, de Ziegler D, Collins P: Natural progesterone, but not medroxyprogesterone acetate, enhances the beneficial effect of estrogen on exercise-induced myocardial ischaemia in postmenopausal women J Am Coll Card 2000; 36(7): 2154-9. 192. Rostrup E, Knudsen GM, Law I, Holm S, Larsson HB, Paulson OB. The relationship between cerebral blood flow and volume in humans. Neuroimage. 2005 Jan 1;24(1):1-11. 193. Rostrup E, Larsson HB, Toft PB, Garde K, Ring PB, Henriksen O.Susceptibility contrast imaging of CO2-induced changes in the blood volume of the human brain. Acta Radiol. 1996 Sep;37(5):813-22. 194. Ruehlman DO, Mann GE. Actions of oestrogen on vascular endothelial and smooth-muscle cells Biochemical Society Transactions 1997; 25 (1): 40-5. 195. Rusa R, Alkayed NJ, Crain BJ, Traystman RJ, Kimes AS, London ED et al. 17beta estradiol reduces stroke injury in estrogen-deficient female animals.Stroke 1999; 30: 1665-1670.
89
196. Saija A, Princi P, D’Amico N, De Pasquale R, Costa G. Aging and sex influence the permeability of the blood-brain barrier in the rat. Life Sci 1990; 47: 22612267. 197. Samsioe G. Cardiovascular disease in postmenopausal women. Maturitas 1998; 30: 11-8. 198. Sandor P, de Jong W, de Wied D. Endorphinergic mechanisms in cerebral blood flow autoregulation. Brain Res 1986; 386: 122–9. 199. Sandor P, Komjati K, Reivich M, Nyary I. Major role of nitric oxide in the mediation of regional CO2-responsiveness of the cerebral and spinal cord vessels of the cat. J. Cereb. Blood Flow. Metab. 1994; 14: 49–58. 200. Sandor P, Petty M, De Jong W, Palkovits M, De Wied D. Hypothalamic blood flow autoregulation remains unaltered following surgical and pharmacological blockade of central vasopressin. Brain Res 1991; 566: 212– 8. 201. Sandor P, Reivich M, Komjati K. Sisnificance of endogenous opioids in the maintenance of cerebral and spinal vascular CO2-sensitivity in deep hemorrhagic hypotension. Brais Res Bull 2003; 6:433-438. 202. Sándor P., Coxs van Put J., DeJong W et al. Continuos measurement of cerebral blood volume in rats with the photoelectric technique: Effect of morphine and naloxone. Life Sci 1986; 39:1657-65. 203. Santizo R, Pellegrino DA. Estrogen reduces leukocyte adhesion in the cerebral circulation of female rats. J Cereb Blood Flow Metab 1999; 19: 1061-1065. 204. Santizo RA, Xu HL, Galea E, Muyskens S, Baugham VL, Pelligrino DA. Combined endothelial nitric oxide synthaser upregulation and caveolin-1 downregulation decrease leukocyte adhesion in pial venules of ovariectomized female rats. Stroke 2002; 33: 613-616. 205. Sarrel PM. Blood flow. In: Lobo RA, ed. Treatment of the postmenopausal woman: basic and clinical aspects. New York: Raven Press. 1994: 251-62. 206. Sarrel PM: How progestins compromise the cardioprotective effects of estrogens Menopause 1995; 2: 187-90. 207. Sayeed I, Guo Q, Hoffman SW, Stein DG. Allopregnanolone, a progesterone metabolite, is more effective than progesterone in reducing cortical infarct
90
volume after transient middle cerebral artery occlusion. Ann Emerg Med. 2006; 47(4):381-9. 208. Seely EW, Walsh BW, Gerhard MD, Williams GH: Estradiol with or without progesterone and ambulatory blood pressure in postmenopausal women Hypertension 1999; 33 (5): 1190-4. 209. Shaw L, Taggart M, Austin C. Effects of oestrus cycle and gender on acute vasodilatory responses of isolated pressurised rat mesenteric arteries to 17betaoestradiol. Br J Pharm 2001; 132 (5): 1055-62. 210. Shepherd JE. Effects of estrogen on congnition mood, and degenerative brain diseases. J Am Pharm Assoc (Wash) 2001; 41: 221– 8. 211. Sherwin BB. Estrogen and cognitive functioning in women. Endocr Rev 2003; 24: 133–51. 212. Shi J, Simpkins JW, 17-beta-estradiol modulation of glucose transporter-1 expression in blood-brain barrier. AmJPhysiol Endocrinol Metab 1997; 272:E1016-E1022 213. Shi J, Zhang YQ, Simpkins JW: Effect of 17 beta-estradiol on glucose transporter-1 expression and endothelial cell survival following focal ischaemia in the rats. Exp Brain Res 1997;117:200-206. 214. Shumaker SA, Legault C, Kuller L, et al. Conjugated equine estrogens and incidence of probable dementia and mild cognitive impairment in postmenopausal women: The Women’s Health Initiative Memory Study. JAMA 2004; 291:2947– 58. 215. Shwaery GT, Vita JA, Keaney JF Jr. Antioxidant protection of LDL by physiologic concentrations of estrogens is specific for 17-beta-estradiol. Atherosclerosis 1998; 138 (2): 255-62. 216. Simpkins JW, Wang J, Wang X, Perez E, Prokai L, Dykens JA Mitochondria play central role in estrogen induced neuroprotection. Curr Drug Targets CNS Neurol Disord 2005;4:69-83. 217. Simpson ER Sources of estrogen and their importance. J Steroid Biochem Mol Biol 2003;86:225-230.
91
218. Skarsgard P, vanBremen C, Laher I Estrogen regulates myogenic tone in pressurized cerebral arteries by enhanced basal release of nitric oxide. Am J Physiol Heart Circ Physiol 1997; 273:H2248-H2256. 219. Slopien R, Junik R, Meczekalski B, Halerz-Nowakowska B, Maciejewska M, Warenik-Szymankiewicz A et al. Influence of hormonal replacement therapy on the regional cerebral blood flow in postmenopausal women. Maturitas 2003; 46: 255-262. 220. Sobey CG, Weiler JM, Boujaoude M, Woodman OL Effect of short term phytoestorgen treatment in male rats on nitric oxide mediated responses of carotid and cerebral arteries: comparison with 17 beta estradiol. J Pharmacol Exp Ther 2004; 310:135-140 221. Sorensen KE, Dorup I, Hermann AP, Mosekilde L. Combined hormone replacement therapy does not protect women against the age-related decline in endothelium-dependent vasomotor function. Circulation 1998; 97 (13): 1234-8. 222. Sourander L, Rajala T, Raiha I, Makinen J, Erkkola R, Helenius H. Cardiovascular and cancer morbidity and mortality and sudden cardiac death in postmenopausal women on oestrogen replacement therapy (ERT). Lancet 1998; 352: 1965-9. 223. Stampfer MJ, Colditz GA, Willett WC, Manson JE, Rosner B, Speizer FE, Hennekens CH. Postmenopauzal estrogen therapy and cardiovascular disease: ten year follow-up from Nurses' Health Study N Engl J Med 1992; 325: 756-62. 224. Stampfer MJ, Colditz GA. Estrogen replacement and coronary heart disease: a quantitative assessment of the epidemiologic evidence. Prev Med 1991; 20: 4763. 225. Stein DG. Brain damage, sex hormones and recovery: A new role for progesterone and estrogen? Trends Neurosci 2001; 24: 386–91. 226. Stevenson JC, Hodis HN, Pickar JH, Lobo RA. Coronary heart disease and menopause management: The swinging pendulum of HRT. Atherosclerosis 2009; Jun 6 (Epub ahaed of print) 227. Stevenson JC. Various actions of oestrogens on the vascular system. Maturitas 1998; 30: 5-9.
92
228. Stirone C, Boroujerdi A, Duckles SP, Krause DN. Estrogen receptor activation of phosphoinositide-3-kinase, Akt and nitric oxide signaling in cerebral blood vessels: rapid and long-term effects Mol Pharmacol 2005; 67: 105-113. 229. Stirone C, Chu Y, Sunday L, Duckles SP, Krause DN. 17-beta estradol ncreases endothelal ntrc oxde synthase mRNA copy number n cerebral blood vessels: quantfcaton by real-tme polymerase chan reacton. Eur J Pharmacol 2003; 478: 35-38. 230. Stirone C, Duckles SP, Krause DN, Procaccio V. Estrogen increases mitochondrial efficiency and reduces oxidative stress in cerebral blood vessels. Mol Pharmacol 2005; 68: 959-965. 231. Stirone C, Duckles SP, Krause DN. Multiple forms of estrogen receptor-alpha in cerebral blo9d vessels: regulation by estrogen. Am J Physiol Endocrinol Metab 2003; 284: E184-E192. 232. Sullivan JM, Shala BA, Miller LA,Lemer JL, McBrayer JD: Progestin enhances vasoconstrictor responses in postmenopausal women receiving estrogen replacement therapy. Menopause1995; 4: 193-7. 233. Sunday L, Ospina J, Krause DN, Duckles SP. Estrogen modifies cerebral vasular inflammation. Stroke 2004; 35: 249. 234. Sunday L, Tran MM, Krause DN, Duckles SP. Estrogen and progestagens differentially modulate vascular proinflammatory factors. Am J Physiol Endocrinol Metab 2006; 291: E261-E267. 235. Swaab DF, Chung WC, Kruijver FP, Hofman MA, Hestiantoro A. Sex differences in the hypothalamus in the different stages of human life. Neurobiol Aging 2003; 24 Suppl 1: S1–16. 236. Szelke E, Varbiro Sz, Mersich T, Banhidy F, Szekacs B, Sandor P, Komjati K. Effects of Estrogen and Progestin on Hypothalamic Blood Flow Autoregulation J Soc Gynecol Investig 2005;12:604–9. 237. The Writing Group for the PEPI Trial. Effects of Estrogen or Estrogen/Progestin Regimens on Heart Disease Risk Factors in Postmenopausal Women. JAMA 1995; 273: 199-208.
93
238. Thorin E, Pham-Dang M, Clement R, Mercier I, Calderone A. Hyperreactivity-of cerebral arteries from ovariectomized rats: therapeutic benefit of tamoxifen. Br J Pharmacol 2003; 140: 1187-1192. 239. Toda N, Ayajiki K and Okamura T: Neural mechanism underlying basilar arterial constriction by intracisternal L-NNA in anesthetized dogs. Am J Physiol 1993; 265, H103 – H107. 240. Tollan A, Oian P, Kjeldsen SE, Eide I, Maltau JM. Progesteronereduces sympathetic tone without changing blood pressure orfluid balance in men. Gynecol Obstet Invest 1993; 36: 234–8. 241. Tomita M, Gotoh F, Sato T et al. Photoelectric method for estimating hemodynamic changes in regional cerebral tissue. Am J Physiol 1978; 235(1): 5663. 242. Tsang SY, Yao X, Chan FL, Essin K, Gollasch M, Huang Y. Raloxifen relaxes rat cerebral arteries in vitro and inhibits L-type voltage-sensitive Ca2+ channels. Stroke 2004; 35: 1709-1714. 243. Tsang SY, Yao X, Chan FL, Ming WC, Chen ZY, Huang Y. Effect of 17-beta estradiol exposure on vasorelaxation induced by K+ channel openers and Ca2+ chanel blockers. Pharmacology 2002; 65: 26-31. 244. Tsang SY, Yao X, Chan FL, Wong CN, Chen ZY, Laher I. at al. Estrogen and tamoxifen modulate cerevrovasculare tone in ovariectomized female rats. Hypertenzion 2004; 44: 78-82. 245. Tuck CH, Holleran S, Berglund L. Hormonal regulation of lipoprotein(a) levels: effects of estrogen replacement therapy on lipoprotein(a) and acute phase reactants in postmenopausal women. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1997; 17 (9): 1822-9. 246. Utian WH, Archer DF, Bachmann GA et al. Estrogen and progestogen use in postmenopausal women: July 2008 position statement of The North American Menopause Society. Menopause 2008; Jul-Aug 15(4 Pt 1):584-602. 247. Van de Ven M, Colier WN, Kersten BT, Oeseburg B, Folgering H. Cerebrovascular response to acute metabolic acidosis in humans. Adv Exp Med Biol. 2003; 530:707-15.
94
248. Van der Mooren MJ, Mijatovic V, van Baal WM, Stehouwer CD. Hormone replacement therapy in postmenopausal women with specific risk factors for coronary artery disease. Maturitas 1998; 30: 27-36. 249. Varas-Lorenzo C, Garcia-Rodrigez LA, Perez-Guthann S, Duque-Oliart. A Hormone replacement therapy and incidence of acute myocardial infarction: A population-based nested case-control study. Circulation 2000; 101 (22): 2572-78. 250. Veille JC, Li P, Eisenach JC, Massmann AG, Figueroa JP. Effects of estrogen on nitric oxide biosynthesis and vasorelaxant activity in sheep uterine and renal arteries in vitro. Am J Obstet Gynecol 1996; 174 (3):1043-9. 251. Walsh BA, Busch BL, Mullick AE, Reiser KM, Rutledge JC. 17 beta-estradiol reduces glycoxidative damage in the artery wall. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1999; 19: 840-6. 252. Wang PN, Liao SQ, Liu RS, Liu CY, Chao HT, Lu SR, Yu HY, Wang SJ, Liu HC. Effects of estrogen on cognition, mood and cerebral blood flow in AD: a controlled study. Neurology 2000; 54: 2061-2066. 253. Watanabe Y, Littleton-Kearney NT, Traystman RJ, Hurn PD. Estrogen restores post ischemic pial microvascular dilatation. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2001; 281: H155-H160. 254. Welter BH, Hansen EL, Saner KJ, Wei Y, Price TM. Membrane-bound progesterone receptor expression in human aortic endothelial cells. J Histochem Cytochem 2003; 51: 1049-1055. 255. Wen Y, Doyle MC, Norris LA, et al. Combined oestrogen-progestogen replacement therapy does not inhibit low-density lipoprotein oxidation in postmenopausal women. Br J Clin Pharmacol 1999; 47: 315-21. 256. White MM, Zamudio S, Stevens T, et al. Estrogen, progesterone, and vascular reactivity: Potential cellular mechanisms. EndocrRev 1995; 16: 739 –51. 257. Wik G, Fisher H, Finer B, Bragee B, Kristianson M, Frederikson M: Retrosplenial cortical deactivation during painful stimulation of fibromyalgic patients. Int J Neurosci. 2006; 116(1):1-8. 258. Wilcox JG, Hwang J, Hodis HN, Sevanian A, Stanczyk FZ, Lobo RA. Cardioprotective effects of individual conjugated equine estrogens through their
95
possible modulation of insulin resistance and oxidation of low-density lipoprotein. Fertil Steril 1997; 67: 57-62. 259. Williams JK, Cline JM, Honore EK, Delansorne R, Paris J: Coadministration of nomegestrol acetate does not diminish the beneficial effects of estradiol on coronary artery dilator responses in nonhuman primates Am J Obst Gyn 1998; 179 (5): 1288-94, 1998 260. Williams JK, Honore EK, Washburn SA, Clarkson TB: Effects of hormone replacement therapy on reactivity of atherosclerotic coronary arteries in cynomolgous monkeys J Am Coll Cardiol 1994; 24: 1757-61, 1994 261. Wise P. Estradiol exerts neuroprotective actions against ischemic brain injury: insights derived from animal models. Endocrine 2003; 21: 11-15. 262. Xu HL, Galea E, Santizo RA, Baughman VL, Pelligrino DA. The keyrole of caveolin-1 in estrogen-mediated regulation of endothelial nitric oxide synthase function in cerebral arteriolas in vivo. J Cereb Blood Flow Metab 2001; 21: 907913. 263. Yang SH, Liu R, Perez EJ, Wang X, Simpkins JW. Estrogens as protectants of the neurovasular unit against ischemic stroke. Curr Drug Targets CNS Neurol Disord 2005; 4: 169-177. 264. Zwain IH, Yen SS. Neurosteroidogenesis in astrocytes oligodendrocytes and neurons of cerebral cortex of rat brain. Encocrinology 1999; 140: 3843-3852.
96
Az értekezés témájában írt saját közlemények
Szelke E, Varbiro S, Mersich T, Banhidy F, Szekacs B, Sandor P, Komjati K. Effects of estrogen and progestin on hypothalamic blood flow autoregulation J Soc Gynecol Investig 2005 Dec;12(8):604–9 (IF: 2,887) Szelke E, Mersich T, Szekacs B, Sandor P, Komjati K, Varbiro S. Effects of estrogen and progestin on the CO2-sensitivity of hemispheric cerebral blood volume Menopause 2008 Mar-Apr;15(2):346-51 (IF: 3,452) Egyéb közlemények Mersich T, Szelke E, Erdos B, Lacza Zs, Komjáti K, Sándor P Somatosensory pain does not affect total cerebral blood volume. Neuroreport 2007 May 7;18(7):649-52. (IF:2,16) Erdos B, Lacza Z, Tóth IE, Szelke E, Mersich T, Komjáti K, Palkovits M, Sándor P. Mechanisms of pain-induced local cerebral blood flow changes in the rat sensory cortex and thalamus Brain Res. 2003 Jan 17;960(1-2):219–27 (IF: 2,474) Idézhető előadáskivonatok
1.
Mersich Tamás, Szelke Emese, Komjáti Katalin, Sándor Péter, H. Velkei Mária: Fájdalomingerek hatása a thalamus véráramlására és az agyi vértérfogatra kontroll és NO-szintáz bénított patkányokon. Semmelweis Egyetem Budapest Tudományos Diákköri Konferencia 1998.
2.
Szelke Emese Mersich Tamás, Komjáti Katalin, Sándor Péter, H. Velkei Mária: Fájdalomingerek hatása a thalamus véráramlására és az agyi vértérfogatra kontroll és NO-szintáz bénított patkányokon. Semmelweis Egyetem Budapest Korányi Tudományos Fórum 1998.
97
3.
Mersich Tamás, Szelke Emese, Komjáti Katalin, Sándor Péter, H. Velkei Mária: The effect of sciatic nerve stimulation on regional cerebral blood flow and cerebral blood volume in control and NO-syntase inhibited rats. WHMA IV. Kongresszusa, Budapest 1998.
4.
Szelke Emese Mersich Tamás, Komjáti Katalin, Sándor Péter, H. Velkei Mária: Fájdalomingerek hatása a thalamus és a hypothalamus véráramlására és az agyi vértérfogatra kontroll és NO-szintáz bénított patkányokon. Semmelweis Egyetem Budapest Magyar Élettani Társaság Vándorgyűlése 1998.
5.
Mersich Tamás, Szelke Emese, Komjáti Katalin, Sándor Péter, H. Velkei Mária: Fájdalomingerek hatása az agy regionális véráramlására és az agyi vértérfogatra kontroll és NO-szintáz bénított patkányokon. Semmelweis Egyetem Budapest Tudományos Diákköri Konferencia 1999.
6.
Szelke Emese, Mersich Tamás, Komjáti Katalin, Sándor Péter, H. Velkei Mária: Fájdalomingerek hatása az agy regionalis véráramlására és az agyi vértérfogatra kontroll és No-szintáz bénított patkányokon. MÉT Vándorgyűlés 1999, Debrecen
7.
Mersich Tamás, Szelke Emese, Komjáti Katalin, Sándor Péter, H. Velkei Mária: Befolyásolja-e a pCO2 változás a hypothalamus véráramlását és az agyi vértérfogatot kontroll, ovariektómizált és hormonpótolt nőstény patkányokban? Semmelweis Egyetem Budapest Tudományos Diákköri Konferencia 2000
8.
Emese Szelke, Tamas Mersich, Katalin Komjati, Peter Sandor: The effect of somatic afferent C-fibre stimulation on regional cerebral blood flow and cerebral blood volume in control and NO-syntase inhibited rats. MÉT Vándorgyűlés 2000, Budapest
9.
Szelke Emese, Mersich Tamás, Várbíró Szabolcs, Sándor Péter, Komjáti Katalin, Székács Béla: Hormonpótlás hatása a hypothalamus lokális szöveti véráramlására patkány menopauza modellben Magyar Gerontológiai Társaság XXIX. Nagygyűlése 2006.
98
Köszönetnyilvánítás Köszönetemet fejezem ki témavezetőimnek, dr. Sándor Péter professzor úrnak és dr. Várbíró Szabolcsnak a közös munkában nyújtott önzetlen és alapos segítségükért. Személyükben nemcsak kiváló kutatót és integráló egyéniséget, de nagyszerű kollégát és moralisan feddhetetlen embereket tisztelhettünk. Számíthattam őszinte támogatásukra, türelmükre és bizalmukra akkor is, amikor a munkát az átmeneti kudarcok jellemezték, és akkor is, amikor sikerek. Köszönöm a Klinikai Kísérleti Kutató- és Humán Élettani Intézet vezetőinek, dr. Kollai Márk és dr. Monos Emil professzor uraknak, hogy az élettant megszeretették velem, és hogy munkám befejezéséhez segítséget nyújtottak. Köszönöm, hogy klinikai orvosként a kórházi munka mellett is helyet biztosított számomra a kísérletek befejezéséhez és dolgozat elkészítéséhez. Köszönöm dr. Komjáti Katalinnak a munkámhoz nyújtott tengernyi, tengerentúli és igazán önzetlen szakmai segítségét és kitartó biztatását. Köszönöm Harvichné Velkei Máriának mindig önzetlen, fáradtságot nem kímélő technikai segítségét. Köszönöm dr. Erdős Benedeknek és dr. Lacza Zsombornak, közvetlen munkatársaimnak a kutatással együtt töltött évek közös élményeit és sikereit. Köszönettel tartozom a Klinikai Kísérleti Kutató- és Humán Élettani Intézet valamennyi munkatársának a kutatómunkához nyújtott hasznos és önzetlen támogatásért. Köszönöm dr. Nagy András Csaba főorvos úrnak, jelenlegi közvetlen munkahelyi vezetőmnek, hogy a tudományos munka befejezését a mindennapi kórházi munka mellett segítette és lehetővé tette. Köszönöm az Uzsoki utcai Kórház Könyvtára minden munkatársának munkámhoz nyújtott segítségét. Köszönet illeti végül, de nem utolsósorban férjemet, közvetlen kutatótársamat, a sok együtt végzett munkáért, a sok bíztatásért, mikor kutatói lelkesedésem hullámvölgybe jutott, és hozzásegített, hogy házasságunk tizedik évében a közös munkák másik fele is bemutatásra kerüljön. Kislányainknak, Lilinek és Emőkének, hogy mindig gyorsan elaludtak és csak ritkán keltek fel, miközben a dolgozatot írtam esténként. Édesanyámnak, aki mindig szeretettel támogatott és bíztatott.
99
