References

arthyper

Артериальная гипертензия

"Arterial’naya Gipertenziya" ("Arterial Hypertension")

1607-419X2411-8524

Antihypertensive League

10.18705/1607-419X-2015-21-4-349-355

arthyper-298

Research Article

ОБЗОР

REVIEW

Патогенетические аспекты кардиоваскулярных эффектов эстрогенов

Pathogenic aspects of the cardiovascular effects of estrogens

Шишкин

А. Н.

Shishkin

A. N.

доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой факультетской терапии медицинского факультета, Санкт-Петербург

MD, PhD, DSc, Professor, Head, Department of Internal Diseases, Medical Faculty, Saint-Petersburg

Худякова

Н. В.

Khudiakova

N. V.

кандидат медицинских наук, ассистент кафедры факультетской терапии медицинского факультета;

врач-эндокринолог,

Санкт-Петербург

MD, PhD, Assistant, Department of Internal Diseases, Medical Faculty;

Endocrinologist,

Saint-Petersburg

Пчелин

И. Ю.

Pchelin

I. Yu.

кандидат медицинских наук, ассистент кафедры факультетской терапии медицинского факультета, Санкт-Петербург

MD, PhD, Assistant, Department of Internal Diseases, Medical Faculty,

St Petersburg

Иванов

Н. В.

Ivanov

N. V.

кандидат медицинских наук, доцент кафедры эндокринологии имени В.Г. Баранова, ул. Вавиловых, д. 14, Санкт-Петербург, 195273

MD, PhD, Associate Professor, Department of Endocrinology n. a.V.G. Baranov,

14 Vavilovykh street, St Petersburg, 195273

baltic.forum@gmail.com

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет»РоссияSaint-Petersburg State UniversityRussian Federation

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет»; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины имени А.М. Никифорова» Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствийРоссияSaint-Petersburg State University; The Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation MedicineRussian Federation

СПбГУЗ «Елизаветинская больница», ГБОУ ВПО СЗГМУ им. И.И. Мечникова Минздрава РоссииРоссияNorth-West State Medical University named after I.I. MetchnikovRussian Federation

2015

04122015

214349355

2015

Шишкин А.Н., Худякова Н.В., Пчелин И.Ю., Иванов Н.В.

Shishkin A.N., Khudiakova N.V., Pchelin I.Y., Ivanov N.V.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://htn.almazovcentre.ru/jour/article/view/298

Эстрогены не только влияют на ряд важных аспектов функционирования сердца и сосудов, но и вовлечены в патогенез кардиоваскулярных заболеваний, являющихся основной причиной инвалидизации и смертности в мире. Известно, что данные гормоны оказывают свое влияние посредством воздействия на эстрогеновые рецепторы, которые широко экспрессируются в сердечно-сосудистой системе. С учетом того, что в патофизиологии кардиоваскулярных заболеваний значительную роль играет хроническое воспаление, особый интерес сегодня представляет взаимодействие данных гормонов и иммунокомпетентных клеток, принимающих участие в атерогенезе. Далеко не все аспекты в применении теории воспаления к атеросклерозу очевидны; в связи с этим роль и условия реализации эстрогеновых эффектов в развитии сердечно-сосудистой патологии приобретают определенную значимость. В настоящем обзоре рассмотре- ны молекулярные механизмы, лежащие в основе как анти-, так и проатерогенных эффектов эстрогенов. На основе анализа экспериментальных и клинических исследований последних лет суммированы данные о молекулярно-биологических аспектах взаимодействия эстрогенов с различными типами рецепторов, экспрессируемых макрофагами, кардиальными тучными клетками и дендритными клетками. Рассмотрена проблема наличия противоположно направленных (анти- и проатерогенных) гормональных влияний. Сформулировано и обосновано с позиций клинической значимости направление дальнейших исследований.

Estrogens do not only play an important role in functioning of cardiovascular system but are also involved in various pathological processes. Currently, the problem of interaction between estrogens and immune cells involved in atherosclerosis is crucial. Decline in estrogen levels is associated with low-grade chronic inflammation and high risk of cardiovascular disease and mortality. However, the data on the interactions between estrogens and immunocompetent cells are contradictory. The present review summarizes the results of global studies and assesses their contribution toward better understanding of molecular mechanisms underlying anti- and proatherogenic effects of estrogens. On the basis of recent experimental and clinical data we review molecular aspects of interaction between estrogens and different types of estrogen receptors expressed by macrophages, cardiac mast cells and dendritic cells. The problem of oppositely directed (anti- and proatherogenic) effects of hormonal influence is discussed. Clinical rationale for further studies is given.

сердечно-сосудистая системаэстрогенымакрофагикардиальные тучные клеткидендритные клетки

cardiovascular systemestrogensmacrophagescardiac mast cellsdendritic cells

References1

Chakrabarti S, Lekontseva O, Davidge ST. Estrogen is a modulator of vascular inflammation. IUBMB Life. 2008:60 (6):376–382.

Chakrabarti S, Davidge ST. G‑Protein Coupled Receptor 30 (GPR30): A novel regulator of endothelial inflammation. PLoS ONE. 2012:7(12):52357.

Шишкин А.Н., Худякова Н.В., Смирнов В.В., Никитина Е.А. Метаболический синдром у женщин в перименопаузе. Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 11: Медицина. 2013;3:39–56. [Shishkin AN, Khudyakova NV, Smirnov VV, Nikitina EA. Metabolic syndrome in perimenopausal women. Vestnik Sankt-Peterburgskogo Universiteta = Journal of SaintPetersburg State University. 2013;3:39–56. In Russian].

Иванов Н.В. Функциональное состояние системы гипофиз-гонады у мужчин с артериальной гипертензией: дис. … канд. мед. наук. СПб: ГОУДПО МАПО; 2006. 56с. [Ivanov NV. Functional state of the pituitary-gonadal system in men with hypertension. PhD thesis. St Petersburg: Publishing House of the Academy of Postgraduate Studies; 2006. 56 p. In Russian].

Иванов Н.В., Сильницкий П.А., Ворохобина Н.В. Нарушения репродуктивной функции у мужчин с метаболическим синдромом. Балтийский журнал современной эндокринологии. 2011;2:98–105. [Ivanov NV, Silnitsky PA, Vorohobina NV. Reproductive dysfunction in men with metabolic syndrome. Baltijskij zhurnal sovremennoj endokrinologii = Baltic Journal of Contemporary Endocrinology. 2011;2:98–105. In Russian].

Худякова Н.В. Сравнительная оценка влияния компонентов метаболического синдрома на сердечно-сосудистую систему у женщин в перименопаузе: дис. … канд. мед. наук. СПб: СПбГУ; 1014. 154 с. [Khudyakova NV. Comparative evaluation of the impact of metabolic syndrome components on the cardiovascular system in perimenopausal women. PhD thesis. St Petersburg: SaintPetersburg State University; 1014. 154 p. In Russian].

Nofer JR. Estrogens and atherosclerosis: Insights from animal models and cell systems. J Mol Endocrinol. 2012;48(2): R13–R29.

Wang H, Jessup JA, Zhao Z, Da Silva J, Lin M, MacNamara LM et al. Characterization of the cardiac renin angiotensin system in oophorectomized and estrogen-replete mRen2 Lewis rats. PLoS ONE. 2013;8(10):76992.

Knowlton AA, Korzick DH. Estrogen and the female heart. Mol and Cel Endocrinol. 2014;389(1–2):31–39.

Koh KK. Effects of estrogen on the vascular wall: vasomotor function and inflammation. Cardiovasc Research. 2002;55(4):714–726.

Barton M. Position paper: The membrane estrogen receptor GPER — Clues and questions. Steroids. 2012;77(10):935–942.

Kim KH, Young BD, Bender JR. Endothelial estrogen receptor isoforms and cardiovascular disease. Mol and Cell Endocrinology. 2014;389(1–2):65–70.

Wang D, D’Costa J, Civin CI, Friedman AD. C/EBPalpha directs monocytic commitment of primary myeloid progenitors. Blood. 2006;108(4):1223–1229.

Murphy AJ, Guyre PM, Wira CR, Pioli PA. Estradiol regulates expression of estrogen receptor ERalpha46 in human macrophages. PloS One. 2009;4(5):5539.

Lei ZB, Fu XJ, Lu ZT, Wang BC, Liu XL, You NZ. Effect of estradiol on chemokine receptor CXCR2 expression in rats: implications for atherosclerosis. Acta Pharmacol Sin. 2003;24 (7):670–674.

Mikkola TS, St Clair RW. Estradiol reduces basal and cytokine induced monocyte adhesion to endothelial cells. Maturitas. 2002;41(4):313–319.

Mukherjee TK, Nathan L, Dinh H, Reddy ST, Chaudhuri G. 17‑epiestriol, an estrogen metabolite, is more potent than estradiol in inhibiting vascular cell adhesion molecule 1 (VCAM‑1) mRNA expression. J Biol Chem. 2003;278(14):11746–11752.

Simoncini T, Maffei S, Basta G, Barsacchi G, Genazzani AR, Liao JK et al. Estrogens and glucocorticoids inhibit endothelial vascular cell adhesion molecule-1 expression by different transcriptional mechanisms. Circ Res. 2000;87(1):19–25.

Nathan L, Pervin S, Singh R, Rosenfeld M, Chaudhuri G. Estradiol inhibits leukocyte adhesion and transendothelial migration in rabbits in vivo: possible mechanisms for gender differences in atherosclerosis. Circ Res. 1999;85(4):377–385.

Suzuki A, Mizuno K, Asada Y, Ino Y, Kuwayama T, Okada M et al. Effects of 17 beta-estradiol and progesterone on the adhesion of human monocytic THP-1 cells to human female endothelial cells exposed to minimally oxidized LDL. Gynecol Obstet Invest. 1997;44(1):47–52.

Koh KK, Jin DK, Yang SH, Lee SK, Hwang HY, Kang MH et al. Vascular effects of synthetic or natural progestagen combined with conjugated equine estrogen in healthy postmenopausal women. Circulation. 2001;103(15):1961–1966.

Pervin S, Singh R, Rosenfeld ME, Navab M, Chaudhuri G, Nathan L. Estradiol suppresses MCP-1 expression in vivo: implications for atherosclerosis. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 1998;18(10):1575–1582.

Seli E, Selam B, Mor G, Kayisli UA, Pehlivan T, Arici A. Estradiol regulates monocyte chemotactic protein-1 in human coronary artery smooth muscle cells: a mechanism for its antiatherogenic effect. Menopause. 2001;8(4):296–301.

Matejuk A, Adlard K, Zamora A, Silverman M, Vandenbark AA, Offner H. 17 beta-estradiol inhibits cytokine, chemokine, and chemokine receptor mRNA expression in the central nervous system of female mice with experimental autoimmune encephalomyelitis. J Neurosci Res. 2001;65(6):529–542.

Frazier-Jessen MR, Kovacs EJ. Estrogen modulation of JE/monocyte chemoattractant protein-1 mRNA expression in murine macrophages. J Immunol. 1995;154(4):1838–1845.

Deshpande R, Khalili H, Pergolizzi R, Michael SD, Chang MD. Estradiol down-regulates LPS-induced cytokine production and NFkB activation in murine macrophages. Am J Reprod Immunol. 1997;38(1):46–54.

Blasko E, Haskell CA, Leung SJ, Gualtieri G, HalksMiller M, Mahmoudi M et al. Beneficial role of the GPR30 agonist G-1 in an animal model of multiple sclerosis. Neiroimmunol. 2009;214(12):67–77.

Biswas DK, Singh S, Shi Q, Pardee AB, Iglehart JD. Crossroads of estrogen receptor and NF-kappaB signaling. Sci STKE. 2005;2005(288): pe27.

Register TC, Cann JA, Kaplan JR, Williams JK, Adams MR, Morgan TM et al. Effects of soy isofl avones and conjugated equine estrogens on infl ammatory markers in atherosclerotic, ovariectomized monkeys. J Clin Endocrinol Metab. 2005;90 (3):1734–1740.

Suzuki T, Sullivan DA. Estrogen stimulation of proinflammatory cytokine and matrix metalloproteinase gene expression in human corneal epithelial cells. Cornea. 2005;24(8):1004–1009.

Wilson ME, Sengoku T, Allred KF. Estrogen prevents cholesteryl ester accumulation in macrophages induced by the HIV protease inhibitor ritonavir. J Cel Biochem. 2008;103 (5):1598–1606.

Badeau RM, Metso J, Wähälä K, Tikkanen MJ, Jauhiainen M. Human macrophage cholesterol efflux potential is enhanced by HDL-associated 17 bestradiol fatty acyl esters. J Steroid Biochem Mol Biol. 2009;116(1–2):44–49.

Corcoran MP, Lichtenstein AH, Meydani M, Dillard A, Schaefer EJ, Lamon-Fava S. The effect of 17 b-estradiol on cholesterol content in human macrophages is influenced by the lipoprotein milieu. J Mol Endocrinol. 2011;47(1):109–117.

Evans MJ, Eckert A, Lai K, Adelman SJ, Harnish DC. Reciprocal antagonism between estrogen receptor and NF-κ B activity in vivo. Circ Res. 2001;89(9):823–830.

Lea CK, Sarma U, Flanagan AM. Macrophage colony stimulating-factor transcripts are differentially regulated in rat bone-marrow by gender hormones. Endocrinology. 1999;140 (1):273–279.

Montagna P, Brizzolara R, Soldano S, Pizzorni C, Sulli A, Cutolo M. Sex hormones and leflunomide treatment of human macrophage cultures: effects on apoptosis. Int J Clin Exp Med. 2009;2(3):221–232.

Esaki T, Hayashi T, Muto E, Kano H, Kumar TN, Asai Y et al. Expression of inducible nitric oxide synthase and Fas/Fas ligand correlates with the incidence of apoptotic cell death in atheromatous plaques of human coronary arteries. Nitric Oxide. 2000;4(6):561–571.

Adamski J, Ma Z, Nozell S, Benveniste EN. 17 betaEstradiol inhibits class II major histocompatibility complex (MHC) expression: influence on histone modifications and cbp recruitment to the classII MHC promoter. Mol Endocrinol. 2004;18 (8):1963–1974.

Murphy AJ, Guyre PM, Pioli PA. Estradiol suppresses NF-kappa B activation through coordinated regulation of let-7a and miR‑125b in primary human macrophages. J Immunol. 2010;184 (9):5029–5037.

Crisafulli C, Bruscoli S, Esposito E, Mazzon E, Di Paola R, Genovese T et al. PPAR-a contributes to the anti-inflammatory activity of 17 b‑estradiol. J Pharm and Exp Ther. 2009;331 (3):796–807.

Calippe B, Douin-Echinard V, Delpy L, Laffargue M, Lélu K, Krust A et al. 17 beta-Estradiol promotes TLR4-triggered proinflammatory mediator production through direct estrogen receptor a signaling in macrophages in vivo. J Immunol. 2010;185 (2):1169–1176.

Rayner K, Chen YX, McNulty M, Simard T, Zhao X, Wells DJ et al. Extracellular release of the atheroprotective heat shock protein 27 is mediated by estrogen and competitively inhibits acLDL binding to scavenger receptor-A. Circ Research. 2008;103 (2):133–141.

Rayner K, Sun J, Chen YX, McNulty M, Simard T, Zhao X et al. Heat shock protein 27 protects against atherogenesis via an estrogen-dependent mechanism: role of selective estrogen receptor b modulation. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2009;29 (11):1751–1756.

Levick SP, Melendez GC, Plante E, McLarty JL, Brower GL, Janicki JS. Cardiac mast cells: the centrepiece in adverse myocardial remodeling. Cardiovasc Res. 2011;89(1):12–19.

Janicki JS, Spinale FG, Levick SP. Gender differences in non-ischemic myocardial remodeling: are they due to estrogen modulation of cardiac mast cells and/or membrane type 1 matrix metalloproteinase. Pflugers Arch. 2013;465(5):687–697.

Lu H, Melendez GC, Levick SP, Janicki JS. Prevention of adverse cardiac remodeling to volume overload in female rats is the result of an estrogen-altered mast cell phenotype. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2012;302(3):811–817.

Li J, Lu H, Plante E, Melendez GC, Levick SP, Janicki JS. Stem cell factor is responsible for the rapid response in mature mast cell density in the acutely stressed heart. J Mol Cell Cardiol. 2012;53(4):469–474.

Tchougounova E, Lundequist A, Fajardo I, Winberg JO, Abrink M, Pejler G. Key role for mast cell chymase in the activation of pro-matrix metalloprotease-9 and pro-matrix metalloprotease-2. J Biol Chem. 2005;280(10):9291–9296.

Lees M, Taylor DJ, Woolley DE. Mast cell proteinases activate precursor forms of collagenase and stromelysin, but not of gelatinases A and B. Eur J Biochem. 1994;223(1):171–177.

McLarty JL, Melendez GC, Brower GL, Janicki JS, Levick SP. Tryptase/Protease-activated receptor 2 interactions induce selective mitogen-activated protein kinase signaling and collagen synthesis by cardiac fibroblasts. Hypertension. 2011;58(2):264–270.

Иванов Н.В., Фогт С.Н., Худякова Н.В. Артериальная гипертензия с позиций нейроиммуноэндокринологии. Артериальная гипертензия. 2014;20(5):349–354. [Ivanov NV, Fogt SN, Khudyakova NV. Neiroimmunoendocrinological aspects of artherial hypertension. Arterial’naya Gipertenziya = Arterial Hypertension. 2014;20(5):349–354. In Russian].

D’Ortho MP, Will H, Atkinson S, Butler G, Messent A, Gavrilovic J et al. Membrane-type matrix metalloproteinases 1 and 2 exhibit broad-spectrum proteolytic capacities comparable to many matrix metalloproteinases. Eur J Biochem. 1997;250 (3):751–757.

Douin-Echinard V, Laffont S, Seillet C, Delpy L, Krust A, Chambon P et al. Estrogen receptor a, but not beta, is required for optimal dendritic cell differentiation and CD40-induced cytokine production. J Immunol. 2008;180(6):3661–3669.

Carreras E, Turner S, Frank MB, Knowlton N, Osban J, Centola M et al. Estrogen receptor signaling promotes dendritic cell differentiation by increasing expression of the transcription factor IRF4. Blood. 2010;115(2):238–246.

Гимаев Р. Х., Рузов В. И., Разин В. А. Гендерно-возрастные особенности электрофизиологического ремоделирования сердца у больных артериальной гипертензией. Артериальная гипертензия. 2009;15(1):57–64. [Gimaev RH, Ruzov VI, RazinVA. Sex and age particularities of electrophysiological myocardial remodeling in hypertensive patients. Arterial’naya Gipertenziya = Arterial Hypertension. 2009;15(1):57–64. In Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.