A sportszív nemi különbségségeinek vizsgálata kisállatmodellben

Kellermayer Dalma - ÁOK V.

Rendszeres fizikai edzés következtében fiziológiás szívhipertrófia alakul ki, amelynek struktúrális és funkcionális jellemzőinek összességét sportszívnek nevezzük.(1) A patológiás szívhipertrófiával ellentétben itt nem alakul fibrózis és teljes mértékben reverzibilis az edzés felfüggesztését követően.(2,3) Nőstény állatokban sokkal nagyobb mértékű hiprtrófia kifejlődését írták le a hím egyedekhez képest, így a legújabb kutatások központi kérdésévé vált a sportszív nem-specfikus szabályozásának vizsgálata. A legtöbb kutatócsoport kisállatok (egér és patkány) edzésmodelljében vizsgálta a sportszív nemi különbségeit. A különbségek az eltérő metabolikus folyamatokkal, génexpressziós szintekkel, illetve az eltérő nemi hormonokkal magyarázhatók.(2-6)

A nőstények többet, gyorsabban és hosszabb ideig edzenek.(4) Fokozott lipolítikus aktivitás figyelhető meg náluk, így emelkedik a szérum szabad zsírsav szintje. Mindemellett a glukóz transzporter (GLUT) -1 és -4 experssziója csökken, vagyis a nőstények a szív energiaigényét döntően a zsírsavak oxidációjával biztosítják.(2,5) A hipertrófia kifejlődésében számos szignáltranszdukciós út aktiválódik, amelyek szintén eltérést mutatnak a két nemben. A kardiális kalcium-kalmodulin-dependens kináz (CaMK) aktivitása fontos lépés a szívizom kalcium-dependens hipertrófiás válaszában. A CaMK nagyobb szintet mutatott a nőstényekben edzés hatására a hímekhez képest. Továbbá a fiziológiás hipertrófia regulációs útvonalában kulcsszerepet játszó szerin-treonin kináz Akt fehérje szintje ugyancsak magasabb nőstényeknél. A foszforilált glikogén szintáz kináz-3 (GSK-3) szintén prohipertrófiás faktor, ennek az értéke is nagyobb a nőstényekben a velük egykorú hím állatokhoz képest.(2)

Az előbb említett nemi különbségek egy része az eltérő nemi hormonok miatt alakul ki. A szívben mindkét nemben ösztrogén, progeszteron és tesztoszteron receptorok találhatók. Nőstényeknél az ösztrogénhatás fokozza a zsírsav oxidációt és csökkenti a glukóz oxidációt, valamint a glukoneogenezist. Továbbá emeli a nitrogén-monoxid-szintáz szintjét, aminek következtében csökken a GLUT-1,-4 transzlokáció a sejtfelszínre, így a szív glukóz felvétele is csökken.(5) Megkülönböztetünk α és β ösztrogén receptort (ER). Az ERα a mozgás-aktivitást befolyásolja, ezzel magyarázható a tartósabb edzésmunka a nőstényeknél. Az ERβ a hipertrófia kialakulásában vesz részt: fokozza a hipertófiás szignálutak aktivációját, a mitokondriális gének expresszióját és az oxidatív foszforilációt. Mindezek mellett egy mitokondriális remodelláció is megfigyelhető, ahol nagyobb méretű mitokondriumokat találtak nőstényeknél.4 Az ösztrogén emellett vazodilatátor hatású, ezáltal csökkenti a perifériás ellenállást és a szívfunkció javulását eredményezi. Az ösztrogén azonban kétélű fegyver: egyfelől kardioprotektív hatású, ugyanakkor iszkémia fellépésekor a szív kisebb glukóz szintje miatt kevésbé van védett állapotban.(3-6) Ugyanakkor az ERα-agonisták gátolják a patológiás hipertrófia és fibrózis kialkulását aorta konstrikció esetén. ERβ delécióban fokozott hipertrófia figyelhető meg mindkét nemben, de csak a nőstényeknél alakul ki fibrózis.(4)

Összességében elmondható, hogy a sportszív eltérő mértékben alakul ki a két nemben. Nőstény állatkonál kifejezettebb szívhipertrófiát figyeltek meg, amelynek hátterében az ösztrogén hatása áll. Klinikai szempontból fontos feltérképezni ezen mechanizmusokat, így lehetőség állhat a patológiás hipertrófiát egy fiziológiás formává alakítani, ami egy új terápiás utat nyit meg a szívelégtelenség kezelésében. A rendszeres, jól megtervezett edzés tehát nőstényekben nagyobb hipertrófiát eredményez, ugyanakkor kardioprotektív hatású mindkét nemben.


Hivatkozások
1. Radovits T, Oláh A, Lux A, Németh BT, Hidi L, Birtalan E, Kellermayer D, Mátyás C, Szabó G, Merkely B. Rat model of exercise-induced cardiac hypertrophy - hemodynamic characterization using left ventricular pressure-volume analysis. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2013; 305: H124-H134.

2. Foryst-Ludwig A, Kintscher U. Sex differences in exercise-induced cardiac hypertrophy. Pflugers Arch. 2013; 465: 731-737.

3. Regitz-Zagrosek V, Seeland U. Sex and gender differences in myocardial hypertrophy and heart failure. 2011; 161: 109-116.

4. Dworatzek E, Mahmoodzadeh S, Schubert C, Westphal C, Leber J, Kusch A, Kararigas G, Fliegner D, Moulin M, Ventura-Claiper R, Gustafsson JA, Davidson MM, Dragun D, Regitz-Zagrosek V. Sex differences in exercise-induced physiological myocardial hypertrophy are modulated by oestrogen receptor beta. Cardiovasc Res. 2014; 102: 418-428.

5. Wittnich C, Tan L, Wallen J, Belanger M. Sex differences in myocardial metabolism and cardiac function: an emerging concept. Pflugers Arch. 2013; 465: 719-729.

6. Thorp DB, Haist JV, Leppard J, Milne KJ, Karmazyn M, Noble EG. Exercise training improves myocardial tolerance to ischemia in male but not in female rats. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2007; 293: R363-371.

Kapcsolódó honlapok