ארנון בלום (פוריה) והילטון מילר (איכילוב).

פורסם ב Annular Review of Medicine 2001 52:15-27.

(מומלץ למתעניינים להשיג את המאמר המקורי, בעיקר לצורך מראי המקומות..).

ציטוקינים
חלבונים אנדוגנים, פעילים, הנוצרים ע"י מגוון תאים. TNF אלפא, IL-1alpha, IL-1beta, IL-2, IL-10 נחשבים לגורמי דלקת והם מהווים משפעלים של תגובת מאכסן ראשונית וגם של תהליך ריפוי רקמה. IL-2 הוא פוליפפטיד משפעל חיסוני המגביר את התגובה החיסונית לאנטיגנים. עדויות מחקריות עדכניות מציעות כי ציטוקינים משפעלי דלקת מסוגלים לשנות את התפקוד הקרדיווסקולרי במגוון מנגנונים, כמו בניה מחודשת של החדר השמאלי (remodeling), הפחתה בתפקוד הסיסטולי, והפרדה (uncoupling) של רצפטורי בטא.

מחקרים בבעלי חיים הדגימו כי TNF alpha, IL-2, IL-6 מעכבים התכווצות של שריר פפילרי באופן הפיך ותלוי ריכוז. עיכוב יצירת NO ע"י עיכוב NOS מעכב השפעה אינוטרופית שלילית זו, דבר המצביע על כך שההשפעה האינוטרופית השלילית של ציטוקינים מתווכת ע"י NOS. מחקרים נוספים הדגימו שעליה בריכוזי TNF אלפא קשורים בעליה בחדירות כלי דם ריאתיים, בצקת ריאות, והתפתחות קרדיומיופטיה מורחבת.

עכברים מסוג B10A עמידים בדרך כלל גנטית למיוקרדיטיס עם וירוס קוקסקי 3B. תוספת ציטוקינים מסוג IL-1 או TNFalpha גרמו למיוקרדיטיס בעכברים אלו. במודל של מיוקרדיטיס בעכברים, הנגרם ע"י וירוס בשם אנצפלו-מיוקרדיטיס. מתן TNFalpha גרם לעליה בריכוז הוירוס בתאי שריר הלב, נמק בשריר הלב ותסנין תאי ובסה"כ הגברה של התהליך הדלקתי. תוספת נוגדנים ל TNFalpha תרמה לשיפור ההשרדות בעכברים אלו, והפחתה בפגיעה במיוקרד, בבדיקה פתולוגית.

מחקרים בבני אדם
בלום (כותב המאמר הנוכחי) וחב' הדגימו בחולי אוטם חריף עליה ברמות רצפטור ל IL-2 כמו גם ב IL-1. הרמות היו במיוחד גבוהות בנוכחות אי ספיקת לב, כאשר נמצא גם קשר בין הרמות לבין רמות CPK וכן הפרוגנוזה של החולים. במחקר אחר נמצא קשר בין רמת TNF אלפא ובין קכקסיה קרדיאלית, אנמיה, ושפעול מע' רנין אנגיוטנסין אלדוסטרון.

Munger בדק רמות ציטוקינים בחולים עם אי ספיקת לב, הוא לא מצא שוני משמעותי ברמות רצפטור ל IL-2, או TNF אלפא בחולי אי ספיקת לב קלה-בינונית ובין קבוצת ביקורת אך רמות IL-6 היו מוגברות משמעותית. ריכוזי הציטוקינים לא השתנו כתלות בסיבה לאי ספיקת הלב וכן לא היה שוני בין הרמות שנבדקו במע' העורקית או בסינוס הקורונרי. אך רמות הרצפטור ל IL-2 היה קשור לרמת התפקוד לפי NYHA וגבוה יותר ככל שיכולת המאמץ ירדה.

Limas וחב' מצאו רמות רצפטור ל IL-2 מוגברים ב 38% מחולים עם קרדיומיופטיה מורחבת, אך רק ב6% מקבוצת חולים עם קרדיומיופטיה איסכמית. אלו עם רמת רצפטור מוגברת היו החולים המבוגרים יותר, יותר נשים ומחלה קשה יותר.

אי ספיקת לב כרונית היא אחת המחלות הקשורות לתסמונת הדלדול (wasting), כאשר חלק מההשערות לגבי המנגנון קשורות לגורמים חיסוניים ונוירוהומורליים. במחקר שבוצע בלונדון בוצעו מדידות של תכולת גוף ב- 15 בריאים, 36 חולים לא קכקטיים, ו- 18 חולים באי ספיקת לב הסובלים מכחקסיה. נמצא שגם בלא-קחקטיים היתה ירידה במסת הגוף בהשוואה לבריאים. לקחקטיים היה ירידה משמעותית ברקמת שומן, שריר ועצמות. בחולים אלו נמצאה עליה ביחס קורטיזול לדהידרו-אפי-אנדוסטרון ועליה הריכוז ציטוקינים (TNF אלפא, רצפטור TNF אלפא, וIL-1). רמות ההורמונים הקטבולים והציטוקינים נמצאו קשורים במידת הירידה בתכולת רקמת השריר השומן והעצמות.

קבוצה אחרת מדדה רמות ציטוקינים ב- 60 חולי אי ספיקת לב וגם הם הדגימו רמות TNF אלפא ורצפטור ל- IL-2 גבוהות יותר מאשר בקבוצת ביקורת. רמות אלו לא היו שונות בין החולים בקרדיומיופטיה איסכמית או מורחבת וכן רמות המשלים לא היו שונות בין קבוצת אלו. בנוסף, נמצאו בחולים רמות מוגברות של IL-6, soluble TNF alpha receptors, soluble IL-6 receptors, glycoprotein 130 וכן רמות פעילות מוגברת של IL-6, דבר המצביע על פעילות נטו דלקתית. בנוסף, בחולים הלוקים באי ספיקה קשה נמצאו שינויים ברמות ציטוקינים נוגדי דלקת, עם ירידה בפקטור גדילה בטא 1 ועליה ברמות IL-10, באופן לא תואם לעליה בריכוזי TNF אלפא. חוסר איזון בין ציטוקינים גורמי דלקת לנוגדי דלקת הודגם גם בתמצית מונוציטים שנלקחה מחולים עם אי ספיקת לב. השינויים המשמעותיים ביותר הודגמו בחולים שלקו באי ספיקה הקשה ביותר וחלק מהמדדים האימונולוגים, במיוחד רמת גליקופרוטאין 130, היו קשורים למשתנים המשקפים את המצב ההמודינמי של החולים.

מחקר נוסף שבדק את השונות ברמות ציטוקינים ורצפטורים לציטוקינים מצא שמקדם ההשתנות לרמות TNF אלפא ו IL-6 עלה עם הזמן בחולי אי ספיקת לב לעומת בריאים. במחקר זה הודגם כי בחולי אי ספיקת לב השונות הטבעית ברמות ציטוקינים עולה עם הזמן, והוא גדול יותר לגבי IL-6.

TNF אלפא
ציטוקין זה, שהוא תוצר של מאקרופגים משופעלים, עולה ברמתו בסרום חולי אי ספיקת לב קשה וככל הנראה יש לו תפקיד בתהליך הפאתוגנטי של המחלה. בנוסף להשפעתו המקומית על תאים לגבי שיפעול חיסוני וקרישה, הוא בעל תפקיד בפיקוח על מטבוליזם NO בלויקוציטים, אנדותל כלי דם ושריר חלק סביב כלי דם. הוא מוריד רמות mRNA של NO סינטאז constitutive בכלי דם, ומעלה ביטוי של inducible NO synthase במאקרופגים, אנדותל כלי דם ושריר חלק של כלי דם. דווח גם כי נוכחותו מעלה יצור אניון סופראוקסיד בשריר חלק של כלי דם, חומר המפחית זמן מחצית החיים של NO.

האם יש שינויים ברמות TNF אלפא בחולים תחת טיפול?

נבחרו 31 חולי אי ספיקת לב קשה ונבדקו בהם רמות הציטוקין לפני ו-72 שעות אחרי תחילת טיפול במילרינון וחוסמי ACE. ריכוזי TNF אלפא ירדו משמעותית לאחר תחילת הטיפול, אך מעניין שרק בחולים אשר השתפרו מבחינה קלינית ולא באלו בהם לא הודגם שיפור.

IL-2

מנגנוני חיסון עצמי מהווים ככל הנראה חלק מהגורמים בפאתוגנזה של קרדיומיופטיה מורחבת. נמצאו משקעי אימונוגלובולינים בשריר לב חולה והודגמו מגוון נוגדנים למרכיבי תאי לב. לא ברור מהי המידה של גורמים הומורליים ומהו החלק של המרכיב התאי בפתוגנזה. במודל של מיוקרדיטיס אוטואימונית ככל הנראה מתווכת ע"י לימפוציטים מסוג T משופעלים. מנגנונים אימונולוגים מתוככים ע"י ציטוקינים פרואינפלמטורים נמצאו בעלי חשיבות בפאתוגנזה של אי ספיקת לב.

למרות שהמקור העיקר לציטוקינים אלו הם מונוציטים, הרי רק מעט ידוע על יצירת הציטוקינים ותכונותיהם באי ספיקת לב. נמדדו רמות פלסמה של שבעה ציטוקינים הקשורים למונוציטים וכן יכולת מונוציטים ליצור 3 ציטוקינים נוספים (IL-1 alpha, IL-1beta, TNF alpha) בזמן גרוי ע"י ליפופוליסאכאריד. הניסוי בוצע ב- 45 חולי אי ספיקת לב לעומת 27 ביקורת. יכולת היצירה של מונוציטים היתה ירודה לכל שלושת הציטוקינים שנבדקו בחולים גם הפרוגנוזה באותו אשפוז היתה גרועה יותר וכן החולים עם אי ספיקת לב קשה יותר. ליכולת יצירת הציטוקינים של מונוציטים היתה קורלציה שלילית עם רמת הקורטוזול בפלסמה. קורטיזול נמצא מעכב יצירת ציטוקינים ע"י מונוציטים מגורי-ליפופוליסכריד במבחינה. אולי יכולת היצירה של ציטוקינים במונוציטים מופחתת בחולי אי ספיקת לב דרך תיווך שלילי ע"י הקורטיזול.

Atrial Natriuretic Factor

גורם הנגזר מפרורוהמון בעל 126 ח' אמינו הנבנה ונאגר בגרנולות הפרשה במיוציטים בפרוזדורי הלב. ההורמון הפעיל הינו חלק מזה. הוא משוחרר בתגובה לעליה במתח בעליות. הוא גורם להגברת הפרשת נתרן בכליה, מרחיב כלי דם וגורם משתן. מנגנון זה מייצג תגובה אנדוקרינית הומיאוסטטית לצבירת נוזלים וואזוקונסטריקציה הנגרמת באי ספיקת לב.

דיקשטיין וחב' בדקו נוכחות proANF בחולי אי ספיקת לב ומצאו ריכוז מוגבר בחולים עם מקטע פליטה קטן יותר וכן בחולים עם יכולת תפקודית מופחתת (NYHA), יתר לחץ דם ריאתי, והגדלת חדר שמאל.

שינויים מולקולריים
הגנים המקודדים ל TNF אלפא ובטא ממוקמים באיזור של MHC. בחולים עם קרדיומיופטיה היפרטרופית משפחתית קשורה ל HLA-DR4 וקרדיומיופטיה מורחבת קשורה באופן מוגבר לאנשים עם HLA-DR4 ו DQw4 כך שהעליה בריכוז TNF alpha בחולים אלו אולי קשורה ל MHC. מחקרים בגנטיקה מולקולרית מצאו שמוטציות בגן לשרשרת הכבידה של מיוזין בטא קרדיאלי גורם לקרדיומיופטיה היפרטרופית בחלק מהמשפחות. ישנם רק דיווחים ספורים לגבי הפרעות אימונולוגיות בחולים קרדיומיופטיה היפרטרופית, אך העליה בריכוזי ציטוקינים מכוונת לכך שאולי יש גם מנגנון חיסוני המעורב בפאתוגנזה.

נתגלו מספר נוגדנים עצמיים המגיבים עם סרום של חולי קרדיומיופטיה מורחבת אדיופתית. אלו כוללים חלבונים מיטוכונדריאלים כמו ANT ו- BCKD וכן מיוזין ורצפטור בטא אדרנרגי. נוכחות נוגדנים אני ANT נמצאה גורמת להפרעה בתפקוד הלב בבעלי חיים ובתרבית תאים הודגמה הפרעה במטבוליזם אנרגיה בתאי לב של ארנבות. המנגנון החיסוני המוביל ליצירת נוגדנים אלו אינו ברור והועלתה השערה כי נוכחות וירוסים קרדיוטרופים, ביחוד picornavirus, או חומרים קרדיוטוקסיים כמו אדריאמיצין גורמים לנזק ראשוני לרקמת הלב ובהמשך לדלקת והסננה של מונוציטים המזהים חלבוני לב ויוצרים נוגדנים עצמיים אליהם.

היסטולוגיה של רקמת לב מחולי DCMP שעברו השתלת לב ניתן לרוב להדגים רק איזורי דלקת ונמק קטנים, מוגדרים היטב, עם מעט מונוציטים, פיברוזיס ומיטוכונדריה לא תקינה. ההשערה היא כי הם מייצדים את הנזק האונואימוני הראשוני אשר הוביל בהמשך לתפקוד לב ירוד. מסתבר שבאיזורים הנמקיים בחולים אלו ניתן למצוא ריכוזים גבוהים של ANT, BCKD.

בבדיקת איזורים מסוימים של רקמת לב מחולי קרדיומיופטיה מורחבת ו/או מיוקרדיטיס ניתן למצוא גם ביטוי מוגבר של אנטיגנים מסוג MHC 1, דבר שלא מודגם בקרדיומיופטיות אחרות או ברקמת לב בבריאים.

תאי שריר לב באופן רגיל אינם גורמים לשיפעול ישיר של תאי T אלוגנאים (מאותו בע"ח). יתכן עקב חוסר נוכחות חלבונים מסוימים על פני הקומפלקס של MHC הדרושים לצורך הפעלה זו. יתכן כי לאחר נזק לרקמה עקב הסננת מאקרופגים, ישנו ביטוי של חלבונים אלו ובכך נוצרת אפשרות שפעול עקיף של תאי T.

אפשרויות טיפוליות
ישנם מספר שינויים חיסוניים, הומורלים ותאיים, המופיעים בחולים עם קרדימיופטיה מורחבת. אלו כולים ירידה בתפקוד תאי T, ירידה בפעילות תאי natural killer וריכוז מוגבר של נוגדנים למרכיבי לב. הטיפול בחוסמי בטא כרוך בשיפור בתפקוד תאי T וחיסון מתווך ע"י תאים ושינוי בסביבה התאית היכולה לעכב יצירת נוגדנים עצמיים. טיפול בחוסמי בטא גרם להיפוך של השינויים שנגרמו עקב פעילות סימפטטית כמו השינויים ביחס תאי T supressors/cytotoxic, תאי natural killers, פרוליפרציה של מיטוגנים וביטוי של רצפטורים ל IL-2. כל זה היה קשור בשיפור בתפקוד חדר שמאל.

עכברים שהודבקו בוירוס אנצפלומיוקרדיטיס EMCV כאשר הם טופלו בנוגדנים מונוקלונליים ל TNF אלפא יום לפני ההדבקה בוירוס, נצפה שיפור בשרידות העכברים והפחתה בלזיות המיוקרדיאליות. כאשר הטיפול ניתן סימולטנית עם הדבקת הוירוס השפעה זו לא נצפתה.

נעשה ניסוי להשתמש בחלקי רצפטורים של TNF בכדי להפחית את מספר הנוגדנים הללו בגוף ולמנועה את ההשפעה האינוטרופית השלילית של TNF.

Etanertcept הינו אנטגוניסט TNF. ניסוי קטן על 18 חולים (6 מהם פלסבו) שטופלו בחומר זה הדגימו ירידה בפעילות ביולוגית של TNF וללא השפעות לוואי משמעותיות. הודגמו שיפור באיכות החיים, מרחק הליכה ב- 6 דקות ומקטע פליטה.

עובדה מעניינת אחרת היא כי חלק מהחולים שטופלו ממושכות במכשיר עזר לחדר השמאלי (LVAD) כגשר לפני השתלת לב הדגימו שיפור משמעותי בתפקוד הלב גם לאחר הוצאת המכשיר (וחלקם אף ירדו מרשימת ההשתלה). באותם חולים נצפתה ירידה בכמות הצביעה ל TNF ברקמת שריר הלב. כיוון ש- TNF נוצר בחלקו עקב עומס מוגבר על חדר שמאל, הרי הורדת עומס זה בזמן הטיפול במכשיר גרמה ליציאה מהמעגל.