Przyczyny defektów w aktywności 11β-HSD2

Zaburzenia w aktywności 11β-HSD2, które objawiają się nadciśnieniem tętniczym z hipokaliemią, zasadowicą metaboliczną i niską ARO, są najczęściej skutkiem mutacji występujących w genie HSD11B2. Mogą one jednak wynikać także z działania inhibitorów 11β-HSD2, do których zaliczyć można zarówno leki i substancje pochodzenia roślinnego, jak też związki endogenne (nabyta niedoczynność 11-HSD2 została szerzej opisana w rozdziale 2.4.2).

Podobne objawy do AME obserwuje się także w przypadku nadmiernej produkcji F w organizmie, jak ma to miejsce w zespole ekotopowego wydzielania ACTH, czy zespole Cushinga. Powstający w nadmiarze F osiąga wtedy tak wysoki poziom w organizmie, że 11β-HSD2, której aktywność jest zupełnie prawidłowa, zostaje wysycona substratem. Skutkuje to oddziaływaniem F z MR, a w organizmie obserwuje się objawy nadmiaru mineralokortykosteroidów [15,33,41,60,71,72].

2.4.1. Mutacje w genie HSD11B2

AME jest chorobą genetyczną, dziedziczoną autosomalnie recesywnie. Spowodowana jest inaktywującą mutacją w genie HSD11B2, która skutkuje powstaniem nieprawidłowego białka enzymatycznego o obniżonej aktywności. Wykazano też ścisłą korelację pomiędzy klinicznym i biochemicznym fenotypem pacjenta a jego genotypem. Im bardziej istniejąca mutacja obniża aktywność 11β-HSD2, tym bardziej nasilone objawy AME [25,38,42,55,60,61,69,77].

Do tej pory opisano ponad 30 mutacji występujących w genie HSD11B2 [34,44,61,73-93]. Większość znanych mutacji w genie HSD11B2 została zlokalizowana w eksonach 3 – 5 (Ryc. 10),

39

jednak to eksony 3 i 4 wydają się być fragmentami genu mającymi największe znaczenie jeśli chodzi o występowanie mutacji [15,41,42,55]. Zidentyfikowane u pacjentów z AME mutacje miały w większości charakter homozygotyczny, rzadziej heterozygotyczny. Mutacje w genie HSD11B2 polegają najczęściej na wymianie pojedynczego nukleotydu i skutkują przedwczesnym pojawieniem się kodonu stop lub zmianą w sekwencji aminokwasów w białku enzymatycznym. Białko o zmienionej sekwencji wykazuje natomiast zmniejszoną w różnym stopniu aktywność, aż do całkowitej utraty funkcji katalitycznej [15,38,41,42,55].

Ryc. 10. Lokalizacja mutacji w genie HSD11B2. Niebieskimi prostokątami są zaznaczone eksony, liniami – introny. Białe prostokąty odpowiadają fragmentom UTR. Pod eksonami podano numery aminokwasów kodowanych przez dane fragmenty [55].

Pierwszą opisaną mutacją w genie HSD11B2 występującą u chorych na AME pochodzących z Iranu była zamiana argininy na cysteinę w pozycji 337 spowodowana wymianą C na T w kodonie 337 (R337C). Mutacja R337C u chorych na AME była homozygotyczna, natomiast członkowie rodziny, u których nie stwierdzono AME byli heterozygotami [82]. Wiele mutacji w genie HSD11B2 opisanych u pacjentów z AME polega właśnie na wymianie argininy na cysteinę [44,76,77,82,84,88] co jest zgodne z obserwacjami, że najczęstszy typ punktowych mutacji to zamiana nukleotydów C na T (CpG na TpG), co skutkuje wspomnianą zmianą aminokwasów w białku [77,82]. Mutacja R213C skutkuje powstaniem enzymu o aktywności wynoszącej poniżej 5% w porównaniu do 11β-HSD2 o prawidłowej budowie [44,76,88]. Zamiana argininy na cysteinę w pozycji 279 białka (R279C) powoduje w konsekwencji powstanie enzymu, którego aktywność jest zachowana na poziomie 33% wartości prawidłowej [77].

Klasyczna postać AME jest rzadkim zespołem, ale podejrzewa się, że genetycznie uwarunkowane zaburzenia w aktywności 11β-HSD2 mogą być częstą przyczyną pierwotnego nadciśnienia tętniczego.

40

Dotyczy to przypadków nadciśnienia tętniczego, wśród których obserwuje się niski poziom potasu w osoczu, sodowrażliwość oraz niską ARO [15,23-25,38,39,42,44,55,60,62,72-74,91,92]. Prowadzono badania mające na celu ocenę wpływu aktywności 11β-HSD2 na powstawanie nadciśnienia tętniczego, w których jednak nie uzyskano jednoznacznych wyników. Dowiedziono, że u pacjentów pochodzenia włoskiego z sodowrażliwością obserwuje się zaburzoną funkcję tego enzymu objawiającą się podwyższonymi wartościami UFF/UFE oraz (THF+allo-THF)/(THE+allo-THE). Ponadto, udowodniono związek pomiędzy długością fragmentów mikrosatelitarnych w intronie 1 genu HSD11B2 a występowaniem sodowrażliwości, zarówno u osób zdrowych, jak i u pacjentów z nadciśnieniem tętniczym. Obserwowano krótsze fragmenty powtórzeń CA w intronie 1 u osób z sodowrażliwością, a długość tych fragmentów korelowała negatywnie z wartościami UFF/UFE [74]. Inne badania, przeprowadzone na dużej grupie pacjentów w Chile, wykazały związek pomiędzy ilością powtórzeń CA w intronie 1 genu HSD11B2 a wartością stosunku F/E w osoczu u pacjentów z nadciśnieniem tętniczym niskoreninowym. Zależności tej nie obserwowano u osób z prawidłowym BP, ani u pacjentów z nadciśnieniem tętniczym z prawidłowymi wartościami ARO [91]. Wyodrębniono także polimorfizm polegający na wymianie G na A w pozycji 534 genu HSD11B2, w kodonie 178 (GAG→GAA) [73,75,79,83,93]. Wykazano, że w populacji pacjentów z pierwotnym nadciśnieniem tętniczym pochodzących ze Szwecji, częściej pojawia się genotyp 534GG w porównaniu do osób zdrowych [73]. Podobnych wyników nie uzyskano jednak w badaniach wykonanych na dużej populacji francuskiej [79]. Ten polimorfizm został także już wcześniej opisany w badaniach na populacji osób rasy kaukaskiej. Wykazano, że pojawia się on z większą częstością u pacjentów z niewydolnością nerek po przeszczepie nerki niż u osób zdrowych [83]. W innych badaniach, wykonanych na dużej grupie osób rasy białej, nie wykazano jednak związku pomiędzy tym polimorfizmem a występowaniem niewydolności nerek [75]. Dodatkowo, zmiana ta nie wpływa na sekwencję aminokwasów w białku enzymatycznym, a co za tym idzie nie obniża bezpośrednio funkcji katalitycznej 11β-HSD2, tak więc mechanizm powiązania występowania nadciśnienia tętniczego czy niewydolności nerek z tym markerem pozostaje nie do końca jasny [55,73,75,83]. W badaniach przeprowadzonych na populacji włoskiej nie wykazano związku mutacji 534G>A z występowaniem nadciśnienia tętniczego, wyodrębniono jednak polimorfizm w pozycji 468 genu HSD11B2, dla którego związek z nadciśnieniem tętniczym był istotny [93]. Badania przeprowadzone w grupach Japończyków nie wykazały związku pomiędzy występowaniem mutacji w genie HSD11B2 a powstawaniem pierwotnego nadciśnienia tętniczego. Opisano kilka nowych punktowych mutacji, jednak pojawiały się one z podobną częstością w grupie chorych na nadciśnienie tętnicze oraz u zdrowych osób z grupy kontrolnej [89,90].

Podsumowując, można stwierdzić, że dotychczas nie ma jednoznacznych wyników badań, które potwierdziłyby lub zanegowały udział 11β-HSD2 w etiologii nadciśnienia tętniczego. Zasadne jest

41

jednak, aby szczególną uwagę zwrócić na przypadki pierwotnego nadciśnienia tętniczego, u których obserwuje się hipokaliemię, sodowrażliwość oraz niską ARO, gdyż to właśnie u tych pacjentów najbardziej prawdopodobny jest udział endogennych GKS w etiologii schorzenia [15,23,38,39,42,55,60,91,92].

2.4.2. Nabyta niedoczynność 11β-HSD2

Obniżenie aktywności 11β-HSD2 nie musi wynikać z przyczyn genetycznych. Znane są inhibitory tego enzymu, są to zarówno leki, składniki produktów pochodzenia roślinnego, jak i substancje endogenne. Ich działanie wywołuje efekty charakterystyczne dla nadmiaru mineralokortykosteroidów, jednak najczęściej o mniejszym nasileniu niż te obserwowane u pacjentów z AME. Klasycznym przykładem jest tu kwas glicyretynowy zawarty w lukrecji (Glycyrrhiza glabra), która jest surowcem wykorzystywanym jako lek roślinny, ale także jako środek słodzący w przemyśle spożywczym. Innym przykładem jest flawonoid – naryngenina, zawarty między innymi w soku grejpfrutowym, jak również polifenole zawarte w herbacie. Wśród leków właściwościami hamującymi aktywność 11β-HSD2 cechuje się karbenoksolon, który jest pochodną kwasu glicyretynowego stosowaną w leczeniu choroby wrzodowej żołądka. Karbenoksolon stracił obecnie na znaczeniu w terapii choroby wrzodowej na korzyść inhibitorów pompy protonowej. Słabym kompetytywnym inhibitorem obu izoform 11β-HSD jest również furosemid, lek z grupy diuretyków pętlowych szeroko stosowanych w terapii nadciśnienia tętniczego [15,23-25,27,32,38,41,53-55,62,71,94-97].

Wykazano, że na aktywność 11β-HSD2 mogą także wpływać substancje endogenne – są to związki o budowie podobnej do kwasu glicyretynowego (GALFs, Glycyrrhetinic Acid-like Factors). Do związków tych zalicza się zarówno progesteron, jak i jego metabolity - 11α- oraz 11β-hydroksyprogesteron. U kobiet w ciąży obserwuje się podwyższony poziom GALFs, szczególnie w drugim i trzecim trymestrze, dlatego związki te były podejrzewane o udział w patogenezie nadciśnienia tętniczego u ciężarnych. Jednakże badania, w których próbowano korelować poziom GALFs wydalanych z moczem z wartościami BP lub innymi parametrami charakterystycznymi dla nadmiaru mineralokortkosteroidów nie dały pozytywnych rezultatów [15,25,53,54,60].