بحث في أعداد المجلة
الجملة  
المؤلف   
 

المجلد 5 , العدد 10 , المحرم 1432 - كانون ثاني (يناير) 2011
 
دراسة مستويات الإندوتيلين-1 المصلية لدى مرضى فشل القلب
Serum levels of Endothelin-1 in patients with heart failure
د. لمى شربا و أ.د. سحر الشماع
Sharba L. and AL-Shamaa S.
كلية الصيدلة، جامعة دمشق
Faculty of Pharmacy, Damascus University
الملخص Abstract
الإندوتيلين-1 ببتيد مكون من 21 حمضاً أمينياً، وهو أقوى مضيق للأوعية، تولده الخلايا البطانية الوعائية استجابة لضرب من إشارات كيميائية وميكانيكية، وهو يسهم في الفيزيولوجيا المرضية للحالات المترافقة مع تضيق الأوعية المستمر، مثل ارتفاع ضغط الدم وفشل القلب. جرت مقايسة المستويات المصلية لللإندوتيلين-1 بالطريقة المناعية الإنزيمية عند 137 شخصاً (27 شخصاً سوياً ظاهرياً، و 110 أشخاص مصابين بفشل القلب، والذين صنفوا سريرياً حسب تصنيف الرابطة القلبية في نيويورك (NYHA) الوظيفي إلى مرضى NYHA II (31 مريضاً)، NYHA III (49 مريضاً)، NYHA IV (30 مريضاً).
وجد ارتفاع معتد به إحصائياً في المستويات المصلية للإندوتيلين-1 عند مرضى فشل القلب مقارنة مع مجموعة الأسوياء، وكانت قيمة P < 0.05، كما ارتبطت مستويات ET-1 بشكل يُعتد به مع وخامة فشل القلب.
تبين دراستنا أن مستويات الإندوتيلين-1 المصلية ترتفع عند مرضى فشل القلب وتترافق مع ترقي المرض، وبالتالي يؤمن التعيين الروتيني لمستويات الإندوتيلين-1 المصلية معلومات إنذارية هامة في فشل القلب.  
Endothelin-1 is a 21 amino acid peptide, and is the most potent vasoconstrictor, generated by vascular endothelial cells in response to a variety of chemical and mechanical signals. Endothelin-1 contributes to the pathophysiology of conditions associated with sustained vasoconstriction, such as hypertension and heart failure. Serum levels of endothelin-1 were measured by Enzyme Immunoassy in 137 subjects (27 normal subjects, 110 heart failure patients, who were clinically classified according to the New York Heart Association (NYHA) classification to NYHA II (31 patients), NYHA III (49 patients), and NYHA IV (30 patients).
Serum levels of Endothelin-1 were found to be significantly higher in heart failure patients compared with normal subjects, P value was <0.05, also Serum levels of Endothelin-1 were significantly associated with the severity of heart failure.
Our study elucidates that the serum levels of endothelin-1 are elevated in patients with heart failure and are associated with the progression of the disease, so routine serum endothelin-1 determination provides important prognostic information in heart failure.  
المقدمة Introduction 
يعد فشل القلب النتيجة النهائية لكل أمراض القلب، ويمكن تعريفه بأنه الحالة التي يؤدي فيها شذوذ في البنية أو الوظيفة القلبية إلى عدم قدرة القلب على الامتلاء بالدم أو ضخ الدم بالمعدل الذي يحتاجه الاستقلاب في النسج 1. ومع تحسن البقيا بعد الإصابة باحتشاء العضلة القلبية الحاد، وازدياد التعداد السكاني، فإن حالات الإصابة بفشل القلب ستستمر في الازدياد ليشكل فشل القلب مشكلة صحية هامة ومن هنا تنبع أهمية البحث عن واصمات مخبرية تساعد في تشخيص الإصابة وتقييم إنذار المريض.  

الإندوتيلين-1 (ET-1)Endothelin-1
جرى تمييز الإندوتيلينات في البداية على أنها عوامل الإرخاء المشتقة من البطانة، وبعد ذلك عوامل التقلص المشتقة من البطانة. جرى في عام 1988 عزل الببتيد لأول مرة وتحديد تتالي الأحماض الأمينية الـ 21 المكونة له وسمي بالاسم الأكثر شيوعاً وهو الإندوتيلين 2، ثم اكتشف وجود ثلاثة نظائر للإندوتيلينات ET-1، ET-2، ET-3، تشفرها ثلاث جينات مختلفة، يحتوي كل نظير على جسرين ثنائيي السلفيد بين ثمالات السستئين2.
يعد الإندوتيلين-1 النظير المسؤول عن التأثيرات الوعائية القلبية، بينما الإندوتيلين-2 يتدخل في النمو الوليدي والوظائف المعوية، ويلعب الإندوتيلين-3 دوراً في الجملة العصبية المركزية والسبيل المعوي 3.
يترجم اإندوتيلين-1 على شكل pre-pro peptide، ويحدث إزفاء إلى الدوران على شكل طليعة Big ET-1، ثم يتحرر الإندوتيلين -1 الفعال حيوياً عندما يتم شطر Big ET-1 من قبل الإنزيمات المحولة للإندوتيلين في موقع التأثير. عندما يتحرر الإندوتيلين-1 يصبح قادراً على إحداث تأثيرات وعائية مختلفة حسب المستقبل الذي يرتبط به 4.
يتواسط الإندوتيلين-1 تأثيراته من خلال التآثر مع نمطين من المستقبلات الموجودة على سطح الخلية وكلاهما بروتينات عبر غشائية transmembrane مقترنة مع البروتين G ولها وظائف فيزيولوجية وجزيئية مختلفة. يفعل ارتباط الاندوتيلين-1 بهذه المستقبلات سبيل فسفاتيديل اينوزيتول فسفوليباز C، والذي يعطي بدوره الإشارة لأحداث رئيسية نوعية للخلية. تتوضع مستقبلات الإندوتيلين-1 من النمط A (ET-A) بشكل رئيسي على الخلايا العضلية الملساء الوعائية وتتواسط التضيق الوعائي وتكاثر الخلية، وتوجد أيضاً على العضلة القلبية، الأرومة الليفية القلبية، الرئة، الكلية، والدماغ. توجد المستقبلات من النمط B (ET-B) بشكل رئيسي على الخلايا البطانية، وتتوضع أيضاً على خلايا العضلات الملساء الوعائية، وأعضاء أخرى مثل القلب، الكلية، الدماغ، المعي، والخلايا الميلانينية. تتواسط المستقبلات B تصفية الإندوتيلين-1 في الرئتين والكلية، كما أن تفعيلها في الخلايا البطانية يسبب توسعاً وعائياً معتمداً على أكسيد النتريك وتحرير البروستاسيكلين، بينما تتواسط المستقبلات الموجودة على خلايا العضلات الملساء التضيق الوعائي. وبذلك يعتمد التأثير البيولوجي الصافي للإندوتيلين-1 على كثافة المستقبلات من النمط A على الخلية العضلية الملساء والمستقبلات من النمط B على الخلية البطانية5 .
يسبب الإندوتيلين-1 تضيقاً وعائياً وتكاثراً خلوياً، ويزيد المستويات البلازمية من الألدوستيرون، النورادرينالين، والأنجيوتنسين ll، كما يحرض تحرير السيتوكينات السابقة للالتهاب. ويزداد التعبير عن كل من 1-ET والإنزيم المحول للإندوتيلين-1 (ECE)Endothelin-1 converting enzyme في الخلايا البطانية والخلايا العضلية القلبية في نماذج التجربة المصابة بالتهاب عضل القلب واعتلال عضلة القلب التوسعي. تزداد المستويات البلازمية للـ1-ET لدى مرضى فشل القلب المزمن وتتناسب مباشرة مع الاختلال الوظيفي وعكساً مع الكسر القذفي للبطين الأيسر5. كما أن تفعيل جملة الإندوتيلين-1 يحدث عند الانتقال من المرحلة اللاعرضية إلى فشل القلب الصريح6، حيث يساهم الإندوتيلين-1 في الحفاظ على الوظيفة القلبية في فشل القلب. وعلى الرغم من أن التأثير في التقلص العضلي الذي يحرضه ازدياد الإندوتيلين يكون مفيداً في البداية، إلا أن التنبيه المطول لجملة الإندوتيلين يحرض تعديلات جسيمة ومؤذية في وظيفة وبنية الجملة القلبية الوعائية وذلك إما بآلية موضعية أو جهازية 7.
المواد والطرق Materials and Methods 
شملت الدراسة 137 شخصاً من الذكور والإناث، تراوحت أعمارهم بين 35 و 80 سنة، جرى جمعهم من مركز الباسل لأمراض وجراحة القلب، مستشفى الأسد الجامعي، مركز جراحة القلب، ومستشفى المواساة خلال 8 أشهر من 1 آب 2008 إلى 30 آذار 2009، ووزعوا على النحو التالي:
- المجموعة الشاهدة وعددهم 27 شخصاً.
- مجموعة مرضى قصور القلب وعددهم 110 مرضى.
وقد سجِّلت البيانات لجميع المرضى والأسوياء في بطاقات استبيان خاصة متضمنة قياس ضغط الدم، الأدوية المتناولة وبيانات صورة صدى القلب Echocardiography، واستبعد مرضى الفشل الكلوي، مرضى الداء السكري ومرضى الدرق.
1. المجموعة الشاهدة
شملت 27 شخصاً من الأسوياء (18 ذكراً + 9 إناث) لا يعانون أمراضاً قلبية أو زلات تنفسية، وأعمارهـم ±52.5 10.23 عاماً ولا يراجعون أي مركز طبي.
2. مجموعة مرضى الفشل القلبي
شملت 110 مرضى (80 ذكراً + 30 أنثى)، وكان المتوسط الحسابي والانحراف المعياري للعمر ±58.16 12.25عاماً.
ولقد تنوعت أسباب فشل القلب لدى المرضى ما بين احتشاء عضلة قلبية (21 مريضاً) ونقص تروية قلبية (35 مريضاً) وأمراض دسامية (41 مريضاً) وارتفاع الضغط الدموي (5 مرضى) والحمل (مريضان) والرجفان الأذيني (مريضان) وفقر الدم (مريض واحد) أو مجهولـة السبب (3 مرضى) (الشكل 1).
قُسم المرضى سريرياً إلى أربع مجموعات حسب تصنيف الـ NYHA الوظيفي:
• NYHA Class I: لم نتمكن من الحصول على أي مريض، بسبب كون المرضى في هذه المرحلة غير عرضيين، وعندما تبدأ الأعراض بالظهور غالباً ما يكون المريض قد انتقل إلى المرحلة NYHA II.
• NYHA Class II: 31 مريضاً.
• NYHA Class III: 49 مريضاً.
• NYHA Class IV: 30 مريضاً. ويمثل الشكل 2 هذا التقسيم.
أخذت عينات الدم على أنبوب جاف – لا يحوي مضاد تخثر – وتم التنبيذ خلال ساعة من الاعتيان على الأكثر بسرعة 3000 دورة/ دقيقة لمدة 10 دقائق بالدرجة +18 مْ في منبذة UNIVERSAL 13R، ثم جرى فصل المصل وحفظه في أنابيب إيبندورف بالدرجة -84 ْم حتى وقت المقايسة في مجمدة Anelantoni industrie polar 530.
جرت مقايسة الإندوتيلين-1 بالطريقة المناعية الإنزيمية Enzyme Immunoassy بعتيدة من شركة Phoenix Pharmaceuticals Inc الأميركية في مركز جامعة دمشق لنقل الدم.  
358_1

الشكل 1: توزع مرضى فشل القلب حسب المسببات.

368_2

الشكل 2: تقسيم مرضى فشل القلب حسب الـ NYHA .

368_3

الشكل 3: متوسط مستويات ET-1 لدى مرضى فشل القلب والأسوياء.


الشكل 4: متوسط مستويات ET-1 مع مراحل فشل القلب مقارنة مع الشواهد.
النتائج Results 
تراوحت قيم ET-1 لدى المجموعة الشاهدة بين 1.82 و 3.91 نانوغرام/ مل، المتوسط الحسابي 2.84 نانوغرام/ مل والانحراف المعياري 0.64 نانوغرام، وتراوحت قيم ET-1 لدى مرضى فشل القلب بين 4.23 و 19.94 نانوغرام/ مل، المتوسط الحسابي 7.02 نانوغرام/ مل والانحراف المعياري 2.85 نانوغرام/ مل. وبتطبيق اختبار T-Student للمقارنة بين مستويات ET-1 لدى الأسوياء ومرضى فشل القلـب تبين وجـود فـارق يعتـد به إحصائيـاً (P<0.05) (الشكل 3). 
تراوحت قيم ET-1 لدى مرضى NYHA II بين 4.23 و 5.88 نانوغرام/ مل، المتوسط الحسابي 4.91 نانوغرام/ مل والانحراف المعياري 0.44 نانوغرام/ مل، ولـدى مرضى NYHA III بيـن 5.56 و 7.78 نانوغرام/ مل، المتوسط الحسابي 6.81 نانوغرام/ مل والانحراف المعياري 0.79 نانوغرام/ مل، ولدى مرضى NYHA IV بين 8.29 نانوغرام/ مل و 19.95 نانوغرام/ مل، المتوسط الحسابي 10.28 نانوغرام/ مل والانحراف المعياري 3.53 نانوغرام/ مل. وبتطبيق اختبار T-Student للمقارنة بين مستويات ET-1 بين مراحل فشل القلب تبين ازدياد مستويات ET-1 بازدياد شدة فشل القلب وبفارق معتد به بين مرحلة وأخرى. وجد فارق يُعتد به إحصائياً بين مستويات الإندوتيلين-1 المصلية لدى الأسوياء وبين مرضى NYHA II (P= 0.0054)، كما ارتفعت مستويات الإندوتيلين لدى مرضى NYHA III وكانت أعلى منها لدى مرضى NYHA II بفارق معتد به احصائياً (P=0.02). وارتفعت تراكيز الإندوتيلين لدى مرضى NYHA IV عنها لدى مرضى NYHA III والفارق كان معتداً به إحصائياً (P=0.000206) (الشكل 4).

كما درست العلاقة بين ET-1 لدى مرضى فشل القلب والكسر القذفي Ejection Fraction وهو:
EF = حجم نهاية الانبساط – حجم نهاية الانقباض / حجم نهاية الانبساط تبين وجود فارق يُعتد به إحصائياً بين تراكيز الإندوتيلين-1 (±7.6 1.9نانوغرام/ مل) عند قيم الكسر القذفي الأصغر من %45، وبينها عند قيم الكسر القذفي الأكبر من%46 (±4.9 1.2 نانوغرام/ مل) (P= 0.009) (الجدول 1).
كما ارتبطت مستويات الإندوتيلين-1 بعلاقة عكسية مع الكسر القذفي (الشكل 5).
الجدول 1: قيم ET-1 تبعاً للجزء المقذوف %EF. 

EF %

15-25

26-35

36-45

46-55

>56

ET-1 ng/ml

11.5± 2.9

8.23 ± 3.5

7.6 ± 1.9

4.9 ± 1.2

3.8 ±0.7



الشكل 5: علاقة تراكيز ET-1 مع الكسر القذفي %EF .
المناقشة Discussion 
أظهرت الدراسة ارتفاع تراكيز الإندوتيلين-1 البلازمية لدى مرضى فشل القلب وترافق مستوياته مع شدة الأعراض وسوء الإنذار، حيث ازدادت مع ازدياد شدة فشل القلب، وتوافقت مع بيانات صورة صدى القلب. وتؤدي عدة آليات إلى ارتفاع الإندوتيلين-1 في فشل القلب الاحتقاني منها:
1- ازدياد إنتاج الإندوتيلين-1 عن طريق ازدياد اصطناع طليعته الأولية preproendothelin-1 (ppET-1)، حيث تترافق الضخامة البطينية وفشل القلب مع ازدياد التعبير عن الحمض الريبي النووي المرسال mRNA للـppET-1 في الخلايا القلبية 8.
2- انخفاض التعبير عن مستقبلات الإندوتيلين-1
من النمط B (ETB) في الرئة وهي المستقبلات التي تتواسط تصفيته في الرئة 7، حيث أن حوالي 50% من الإندوتيلين-1 تجري تصفيته في الرئة 9.
3- انخفاض تصفية الإندوتيلين-1 ضمن عضلة القلب: تتواسط مستقبلات الإندوتيلين-1 من النمط B (ETB) التصفية الموضعية للإندوتيلين-1 في عضلة القلب بالإضافة إلى دورها في تصفيته الرئوية. وفي حالة فشل القلب ينخفض التعبير عن هذه المستقبلات في عضلة القلب، فتساهم هذه الآلية في ارتفاع مستويات الإندوتيلين-1 المصلية 8.
4- تنبه الجمل الهرمونية العصبية التي تتفعل في فشل القلب، مثل الأنجيوتنسين II، الكاتيكولامينات، إنتاج الإندوتيلين-1، مما يساهم في ارتفاع مستوياته المصلية 4.
توافقت نتائج دراستنا مع دراسة (Tadano K et al, 2001) 10(، و(Agapitov A V et al, 11(2002 التي أظهرت ارتفاع مستويات الإندوتيلين-1 المصلية بشكل ملحوظ من المرحلة NYHA I حتى NYHA IV، مما يشير بأن الإندوتيلين-1 يعكس شدة المرض.
 
الاستنتاج Conclusion 
ينصح باستخدام مقايسة الإندوتيلين-1 في تشخيص فشل القلب وتقدير شدة المرض، حيث تتوافق مستوياته المصلية مع القصة السريرية وبيانات صورة صدى القلب مما يساعد في تحديد مرحلة المرض، كما ينصح بمقايسته لمراقبة الاستجابة للمعالجة الدوائية وتقييم إنذار المريض، حيث يشير ارتفاع مستوياته إلى ضعف الاستجابة للمعالجة وازدياد سوء وظيفة القلب. 
المراجع References 
1-Eugene B.
Normal and Abnormal Myocardial Function in "Harrison’s Principles of Internal Medicine", Dennis L.K, Anthony S.F, Dan L.L, Eugene B, Stephen L.H. and Larry J.
16th ed. The Mc Graw-Hill Companies; pp: 1358-1367, 2005.

2-Rubanyi GM, Botelho LH. “Endothelins.
FASEB J, 5 (12): 2713-2720, 1991.

3-Li Y; Sara A; Peter L; Duncan J.S. and Mansoor H.
The Role of Endothelin-1 in Myocarditis and Inflammatory Cardiomyopathy: old lessons and new insights.
Can. J. Physiol. Pharmacol, 83: 47-62, 2005.

4-Rubanyi GM. and Polokoff MA.
Endothelins: molecular biology, biochemistry, pharmacology, physiology, and pathophysiology.
Pharmacol Rev, 46 (3): 325-415, 1994.

5-Srinivas M.
Endothelin Antagonism in Cardiovascular Disease in "Heart Failure Pharmacologic Management"
Arthur M.F. Blackwell Publishing; 215- 234, 2006.

6-Douglas S. and Ramachandran S.V.
Mechanisms of Disease in "Management of Heart Failure" Ragavendra B; Betram P; Michael G.
Springer; 13-47, 2008.

7-Dennis M.
Neurohormonal and Cytokine Activation in Heart Failure in "Heart Failure" William D. Thomas D; Roger H. and Marc S.
Marcel Dekker; 117-137, 2005.

8-Oliver Z. and Michael B.
The Role of the Cardiac Endothelin System in Heart Failure.
Nephrol Dial Transplant, 15 : 758-760, 2000.

9-Sidhartha Das; Mishra TK; Satpathy C. and Poutray SN.
Endothelins and Endothelin Receptor Antagonists.
JIAM, 5(1): 55-59, 2004.

10-Tadano K; Suzuki J; Hanada K; Nakao M; Nakao R; Uehara S; Ohta H; Miyauchi T. and Nishikibe M.
Pathophysiological Roles of Endogenous Endothelin-1 in Dogs with Chronic Heart Failure Produced by Rapid Right Ventricular Pacing.
JPET, 298: 729-736, 2001.

11-Agapitov AV. and Haynes WG.
Role of endothelin in cardiovascular disease.
J Renin Angiotensin Aldosterone Syst, 3:1-15, 2002.  
 
المجلد 5 , العدد 10 , المحرم 1432 - كانون ثاني (يناير) 2011

 
 
SCLA