Současné názory na roli mírné hyperhomocysteinemie jako rizikového faktoru kardiovaskulárních chorob

Souhrn

Hyperhomocysteinemie je na základě dostupné evidence nepochybným a významným rizikovým faktorem téměř všech aterosklerotických a trombotických vaskulárních chorob. Patří mezi nově zařazené a zkoumané rizikové faktory, které byly zařazeny do posledních Doporučených postupů pro prevenci kardiovaskulárních chorob v klinické praxi. Patofyziologické mechanizmy, jimiž hyperhomocysteinemie zasahuje do procesu aterogeneze a trombogeneze, byly většinou objasněny experimentálními i klinickými studiemi. Hyperhomocysteinemie je v české populaci vysoce prevalentní, podobně jako v jiných populacích vyznačujících se relativně nízkým příjmem folátů potravou. Substituce folátem samotným nebo v kombinaci s vitaminem B₁₂ a pyridoxinem představuje levnou léčbu mírné hyperhomocysteinemie a umožňuje zvýšené hladiny homocysteinu prakticky znormalizovat. Hyperhomocysteinemie byla považována za kauzální rizikový faktor a na základě observačních studií byla substituce foláty a dalšími vitaminy zasahujícími do metioninového cyklu po řadu let běžně doporučována v primární i sekundární prevenci kardiovaskulárních chorob. Bylo proto spíše překvapením, když randomizovaná dvojitě slepá placebem kontrolovaná studie (NORVIT) prokázala, že substituce foláty a dalšími vitaminy skupiny B sice výrazně snížila hladiny homocysteinu, ale absolutně neovlivnila morbiditu a mortalitu na aterosklerotické vaskulární choroby v sekundární prevenci. Tím byla hypotéza o kauzalitě tohoto faktoru zpochybněna. Proto se soudí, že hyperhomocysteinemie je spíše markerem choroby. Protože dosud probíhají další farmakologické studie vlivu intervence vitaminy B na mortalitu a morbiditu, je nutno vyčkat definitivního důkazu kauzality tohoto faktoru, než zařadíme vitaminovou substituci do Doporučených postupů pro prevenci kardiovaskulárních chorob. Rutinní vyšetřování hladin homocysteinu se v současné době nedoporučuje a indikováno je u takových aterotrombotických procesů, pro něž chybí klinické vysvětlení etiopatogeneze na základě standardních klinických a biochemických testů.

Klíčová slova:
homocystein – metioninový cyklus – vitaminy skupiny B – kardiovaskulární riziko

Úvod

Přestože homocystein byl jako substance objeven již v padesátých letech, jako rizikový faktor kardiovaskulárních chorob má poměrně krátkou historii. První sporadické experimentální a klinické práce z šedesátých let vyvolaly pozornost snad pouze v úzkém kruhu biochemiků a genetiků. Zlom v problematice homocysteinu nastal v polovině devadesátých let, kdy byly poznatky základního výzkumu zkoumány z klinického hlediska. Zájem o problematiku homocysteinu byl ve vědecké obci stimulován natolik, že počet publikací stoupal geometrickou řadou. Zároveň se odborná kardiologická společnost ve vztahu k homocysteinu jako rizikovému faktoru vaskulárních chorob diverzifikovala, neboť překvapivě mnoho odborníků homocystein jako významný rizikový faktor buď zcela zavrhlo, nebo naopak nekriticky propagovalo. Toto sdělení je proto pokusem o kritické zhodnocení současných názorů.

Metabolické cesty homocysteinu a aterotrombotická vaskulární nemoc

Homocystein je aminokyselina popsaná poprvé v roce 1952 de Vigneaudem [1]. V plazmě se homocystein vyskytuje jako volný pouze asi v 10%, zbytek je vázán ve směsi disulfidů, homocystinu a homocystein cysteinu. Pro praktické potřeby se udává hladina celkového homocysteinu (tHcy), tedy hladina po redukci a uvolnění z popsaných sloučenin. Homocystein je v těle syntetizován metioninovým cyklem, který je součástí degradačního systému aminokyselin s obsahem síry (obr. 1). Metionin je esenciální aminokyselinou obsaženou zejména v živočišných bílkovinách. Homocystein je v metioninovém cyklu buď spolupřítomností vitaminu B₁₂ (cobalaminu) zpětně remetylován enzymem metionin syntázou, kde jako donátor metylové skupiny působí folát (kyselina listová) a pyridoxin, nebo degradován transsulfurační dráhou na cystation a cystein, a to enzymem cystationin-β-syntázou (CBS), za spolupřítomnosti vitaminu B₆ [2].

Do klinického povědomí se tHcy dostal poprvé v roce 1962, kdy byl v Severním Irsku popsán soubor 38 dětí s vrozeným metabolickým omylem – homocystinurií, tedy vylučováním homocystinu močí. Jedná se o autozomálně recesivně dědičné onemocnění, způsobené defektem CBS v játrech, projevující se extrémně vysokými plazmatickými hladinami tHcy, více než 500 µmol/l. Tyto děti byly jednak mentálně retardovány, celkovým vzezřením připomínaly Marfanův syndrom a již v raném věku měly pokročilé aterosklerotické změny na tepnách, trpěly na opakované trombózy a ve vysokém procentu umíraly do 20 let na akutní vaskulární příhodu, obvykle na infarkt myokardu, mozkovou mrtvici nebo plicní embólii. V extremním případě došlo k úmrtí tříletého chlapce na intrakraniální, žilní i tepennou trombózu [3]. Typický vzhled těchto dětí ukazuje obr. 2.

Kromě výše zmíněné těžké hyperhomocysteinemie vedoucí k homocystinurii působí i mírně zvýšené hladiny homocysteinu v plazmě negativně na kardiovaskulární systém. Za mírnou hyperhomocysteinemii (MHHcy) považujeme hladiny tHcy v rozmezí 15–30, vzácně 30–70 µmol/l. Arbitrální hranice normálních hladin celkového homocysteinu v krvi, rozsah hladin pro MHHcy a hladiny označované jako těžká hyperhomocysteinemie jsou uváděny následovně:

• normální hladina tHcy < 15 µmol/l,
• mírné zvýšení tHcy 15–30 µmol/l,
• střední zvýšení tHcy 31–100 µmol/l,
• velké zvýšení tHcy > 100 µmol/l.

U homocysteinurie, tj. u výše uvedeného dědičného defektu, jsou hladiny Hcy v krvi většinou vyšší než 500 µmol/l.

Etiologie MHHcy je multifaktoriální. Uplatňují se koreláty genetických, metabolických a vnějších faktorů, především některé enzymatické defekty. Jedním z nich je porucha transsulfurační dráhy (obr. 1). Zde je homocystein kondenzován se serinem na cystation. Tato pyridoxin dependentní, irreverzibilní reakce je katalyzována enzymem cystationin-b-syntázou (CBS). Prokázána byla vrozená heterozygotní deficience tohoto enzymu. Poměrně dobře objasněná je porucha remetylační dráhy homocysteinu. Dárcem metylové skupiny pro B₁₂ dependentní konverzi Hcy na metionin je 5 metylentetrahydrofolát, který je syntetizován z 5,10 metylentetrahydrofolátu. Klíčovým enzymem této syntézy je metylentetrahydrofolát reduktáza (MTHFR). Objevena byla termolabilní forma MTHFR se sníženou metabolickou aktivitou, charakterizovaná záměnou cytozinu za tymin (C677T). Tato autozomálně recesivní mutace byla nalezena asi u 17% pacientů s ICHS (a v populaci u cca 5% [4], podle jiné práce dokonce u 12% [5]). Je zajímavé, že druhá dosti častá mutace genu pro tento enzym A1298C hladiny tHcy nijak neovlivňuje, přestože je rovněž spojena se sníženou aktivitou enzymu. Tato genetická složka mírné hyperhomocysteinemie se může exprimovat již v mladém věku. Homocystein je vyšší u mužů než u žen a stoupá poměrně kontinuálně s věkem [6]. Ve velké populačně zaměřené Hordalanské studii vykazovali muži o asi 1,5 µmol/l vyšší tHcy než ženy, stejný rozdíl byl nalezen mezi věkovou skupinou 40–42 a 65–67 let u obou pohlaví. Vliv věku a pohlaví potvrdily konzistentně takřka všechny epidemiologické studie [5,7].

Z faktorů vnějšího prostředí je pravděpodobně nejdůležitějším kofaktorem hladin tHcy plazmatická hladina folátu, což vyplývá z metabolické dráhy homocysteinu. Protože plazmatické hladiny folátu reflektují jeho nutriční příjem, je toto zdrojem výrazné mezipopulační variability v prevalenci MHHcy. Tak např. v české populaci (která je typickým příkladem populace s nízkým příjmem folátu) činila průměrná hladina tHcy u mužů a žen 12,5 a 11,2 µmol/l [6], zatímco ve studii NHANES III americké populace 9,6 a 7,9 µmol/l [7]. Podobně průměrné hladiny tHcy v souboru pacientů po akutní koronární příhodě v Severním Irsku (s podobnými nutričními zvyklostmi jako v ČR) činily 14,7 µmol/l [8], zatímco v populační studii ve Francii, kde je vyšší nutriční příjem folátů, byly hladiny tHcy 12,9 µmol/ [9].

Dalším důležitým kofaktorem remetylace homocysteinu je také vitamin B₁₂. Nečetné práce popisují hladiny homocysteinu u vegetariánů (resp. veganů). Tyto osoby s nutriční deficiencí B₁₂, danou vyloučením masných výrobků, vykazovaly významně vyšší průměrné hladiny tHcy než osoby se standardními nutričními návyky. Prevalence MHHcy činila v těchto pracích 5–16% u osob se standardní nutricí, 29–38% u lactoovovegetariánů a 53–67% u veganů [10]. Vysoké hodnoty byly nalezeny také u pacientů s renálním selháním či nefrotickým syndromem. Hladiny tHcy se zvyšují při poklesu glomerulární filtrace a korelují se stupněm snížení clearance kreatininu či markerů renální insuficience. Dochází totiž k poruše v metabolizmu aminokyselin, zvláště pak renální exkrece sulfoaminokyselin, resp. jejich degradačních produktů [11].

Homocystein může být také zvýšen vedlejšími účinky některých farmak. Jeho vzestup byl prokázán např. u cytostatik typu antagonistů folátového cyklu, např. metotrexátu či antagonistů pyridoxinu (6-azauridin triacetát), nitrátů a antiepileptik [2]. Z kardiologického hlediska má však zřejmě největší význam hyperhomocysteinemie navozená fibráty, které ovlivňují agonisty PPARγ (Peroxisome Proliferator Aactivated Receptor). Příčina tohoto jevu nebyla prozatím objasněna, ale pravděpodobně nukleární receptory PPARγ ovlivňují mnohočetné metabolické funkce. Vzestup tHcy po léčbě nebyl nalezen u myší s deficiencí PPARγ oproti kontrolní skupině [12]. Účinek na tHcy byl rovněž v klinických studiích prokázán pouze u fibrátů typu PPARγ agonistů [13–14], ale naopak se neprojevoval u gemfibrozilu, který působí zcela odlišným, na PPARγ nezávislým mechanizmem [15]. Fenofibrát zvyšoval hladiny tHcy v průměru o 35–46%, bezafibrát o 17–19% a ciprofibrát o 57%, gemfibrozil a rovněž některé zkoumané statiny (atorvastatin, fluvastatin) vykazovaly neutrální efekt [14].

Klinický význam tohoto nežádoucího účinku léčby fibráty může být významný. Proaterogenní a protrombogenní jevy provázející vzestup tHcy mohou potenciálně snižovat nebo vyrušit benefit vyplývající z hypolipidemického účinku léčby. To může být jedním z důvodů, proč se v některých velkých randomizovaných studiích s fibráty nepodařilo významně ovlivnit kardiovaskulární mortalitu [16–17].

Patofyziologický mechanizmus tHcy v etio-logii vaskulárních chorob je komplexní a mnohostranný. Jedním ze základních mechanizmů je prooxidativní působení dané jeho schopností autooxidace. Reaktivní oxidovaná species přímo toxicky působí na tepenný endotel, což vede k jeho mechanické destrukci či k funkční poruše lokální homeostázy endotelu, tj. endoteliální dysfunkci, která je jedním z prvních stadií aterosklerózy. Homocystein tedy působí na rozvoj aterosklerózy podobným patofyziologickým mechanizmem jako kouření [18].

Homocystein působí proaterogenně i v dalších stadiích rozvoje sklerotického plátu. Oxidativní stres provázející zvýšené hladiny tHcy působí vznik oxidovaných LDL částic. Ty jsou zachycovány systémem monocyt makrofág, což je jeden z prvních kroků vzniku pěnové buňky. Experimentální práce prokázaly i účinek homocysteinu na adhezi monocytu na endotel a jejich migraci do cévní stěny, migraci buněk hladké svaloviny do tvořícího se sklerotického plátu, a to cestou ovlivnění celé řady chemokinů, interleukinů a adhezivních molekul (MCP-1, IL 8, e-selectin, VCAM 1, NF-kappaB) [19–20].

Dalším známým vaskulární účinkem homocysteinu je prokoagulační působení. Ovlivňuje funkce trombocytů, mezi prokázané mechanizmy patří zvýšená ADP dependentní agregace, adhezivita a přežívání trombocytů. Řada studií prokázala vliv i na koagulační kaskádu, a to jak koagulační faktory, tak i jejich přirozené antagonisty: faktory V, VII a XII (antitrombin III), trombomodulin, aktivovaný protein C a tPa [21–22].

Epidemiologie mírné hyperhomocysteinemie a možnosti ovlivnění hladin homocysteinu

Význam tHcy v etiologii vaskulárních chorob potvrzuje řada retrospektivních i prospektivních studií, včetně mortalitních. Z těch retrospektivních je třeba zmínit velkou evropskou studii ECAP, která studovala relativní koronární riziko jednak tHcy samotného, a dále pak v kombinaci s ostatními rizikovými faktory. Bylo zjištěno, že riziko dané hyperhomocysteinemií několikanásobně stoupá za přítomnosti hypertenze či kouření [8]. Podobné výsledky dalo např. i naše vlastní pozorování na české populaci [6] a celá řada dalších retrospektivních studií. Meta analýzu 27 těchto studií (24 retrospektivních a tří prospektivních) provedl Boushey [23]. Nárůst relativního rizika ICHS o 60% u mužů a 80% u žen svědčil pro možnou kauzalitu tHcy pro vaskulární onemocnění. Zvýšení tHcy o 5 µmol podobně zvýšilo o 50% riziko cerebrovaskulární nemoci. Tato meta analýza stanovila, že MHHcy přispívá k celkovému populačnímu riziku ICHS asi 10%.

Pacienti s ICHS a tHcy 15–19,9 µmol/l či přes 20 µmol/l měli riziko úmrtí 3,8krát či až 6,2krát vyšší než pacienti s tHcy nižším než 9,0 µmol/l. Podobné výsledky dala i analýza Framinghamské kohorty, tHcy vyšší než 14,26 µmol/l byl spojen s více než 2,1krát vyšším rizikem celkové i kardiovaskulární mortality [24–25].

Také meta analýza Clarkea et al z roku 2005 prokázala, že vzestup tHcy o 5 µmol/l je spojen s 42% vzestupem rizika ICHS při analýze retrospektivních studií, respektive 32% nárůstem při analýze prospektivních studií [26].

Homocystein je rizikovým faktorem aterosklerózy i jiného než koronárního řečiště. Výše zmíněná studie ECAP zahrnovala kromě jiného též 156 pacientů s ischemickou chorobou dolních končetin (ICHDK). Relativní riziko ICHDK bylo v této studii 1,7krát vyšší pro pacienty v nejvyšším kvintilu tHcy při srovnání s nejnižším. Identicky ovlivňuje homocystein i cerebrální řečiště, meta analýza zjistila u MHHcy 59% nárůst rizika iktů, a to jak při analýze retrospektivních, tak i prospektivních studií [27].

Vzhledem k svému prokoagulačnímu působení je homocystein rovněž přinejmenším potenciálním rizikovým faktorem žilní tromboembolické choroby. Retrospektivní studie této asociace jsou sice méně konzistentní než v případě aterosklerotického postižení tepen (což je dáno pravděpodobně obtížnější definovatelností onemocnění), jejich meta analýza však prokázala, že MMHcy signifikantně zvyšuje riziko žilní trombózy asi 2,5krát. Bylo zjištěno, že koncentrace tHcy > 17,25 µmol/l byla spojena s 3,4krát vyšším rizikem idiopatické žilní trombózy. Termolabilní mutace MTHFR (jako vedoucí genetická příčina MHHcy) byla spojena s 60% nárůstem rizika hluboké žilní trombózy a plicní embolizace.

Mírná hyperhomocysteinemie a průkaz kauzality faktoru

Observační studie tedy prokázaly, že MHHcy je nepochybným a významným rizikovým faktorem pro všechny formy aterosklerotické vaskulární nemoci. Prokázalo se také mnohými studiemi, že hladinu tHcy je možno výrazně snížit a normalizovat suplementací foláty, ať už samotnými, nebo v kombinaci s dalšími vitaminy skupiny B, tj. B₁₂ a pyridoxinu.

Zbývalo tedy dokázat kauzalitu Hcy v patogenezi kardiovaskulárních chorob randomizovanými dvojitě slepými intervenčními pokusy. Většina prací uveřejněných do roku 2006 považovala kauzalitu MHHcy za dostatečně prokázanou. Protože vitaminová substituce nebyla považována za komerčně atraktivní, tak aby bylo investováno do randomizovaného epidemiologického intervenčního pokusu za podpory farmaceutického průmyslu, čekali jsme až do roku 2006. Byly uveřejněny výsledky studie NORVIT [28]. Šlo o sekundárně preventivní intervenční pokus u 3 749 pacientů, mužů i žen, kteří prodělali akutní infarkt myokardu. Byli léčeni kombinací 0,8mg kys. listové, 0,4mg vitaminu B₁₂ a 40mg pyridoxinu. Oproti skupině, která dostávala placebo, se hladina tHcy snížila o 27%, nicméně toto snížení hladin tHcy nemělo žádaný efekt na snížení rekurence infarktu myokardu, mozkové mrtvice nebo náhlé smrti. Závěr byl jednoznačný, vitaminová substituce, přesto, že snížila hladiny tHcy, neovlivnila morbiditu ani mortalitu na ischemickou chorobu srdeční. Závěrem bylo poučení, že léčba vitaminy skupiny B není indikována v sekundární prevenci ICHS. Nebylo jistě náhodou, že takto nepochybně komerčně málo perspektivní studie se realizovala v Norsku, proslulém velkými státními investicemi do epidemiologie a prevence chorob.

Přestože v současné době převažuje skepse o významu vitaminové substituce ke snížení hladin tHcy, jsou negativní data studie NORVIT dále ověřována a od roku 2006 následovala řada dalších intervenčních pokusů, z nichž některé dosud probíhají. Očekává se výsledek francouzské studie SU.FOL.OM3 [29]. Je to opět sekundárně preventivní studie u 2 501 pacientů po infarktu myokardu, u nichž se testuje účinnost suplementace foláty v kombinaci s vitaminem B₁₂ a pyridoxinem oproti placebu. Probíhá také studie účinnosti vitaminů B snižujících hladiny tHcy k prevenci mozkové mrtvice VITATOPS (VITAmins TO Prevent Stroke trial). Zatím bylo randomizováno asi 8 000 nemocných po centrální mozkové příhodě. Ve výstupech se sleduje také výskyt infarktu myokardu a mortalita na ICHS [30]. V současné době tedy převládá názor, že hyperhomocysteinemie, i když se výrazně podílí na aterogenezi a trombogenezi, je spíše markerem choroby než kauzálním rizikovým faktorem. Intenzivně se studují genetické determinanty mírné hyperhomocysteinemie, zejména polymorfizmy MTHFR C677T a 1298AA [31].

Závěr

Závěrem možno konstatovat, že není doposud dostatečná evidence efektu folátů a dalších vitaminů skupiny B snižujících hladiny homocysteinu v sekundární prevenci aterosklerotické vaskulární nemoci. Není také evidence, zda je suplementace foláty účinná v primární prevenci kardiovaskulárních chorob. Preventivní účinek vitaminové substituce v těhotenství ke snížení rozštěpových vad páteře u novorozenců byl dostatečně prokázán [32]. Randomizovaná placebem kontrolovaná primárně preventivní studie u aterosklerotické vaskulární nemoci je prakticky zcela neproveditelná. Také přirozená konzumace potravin s vysokým obsahem folátů se výrazně liší jak u individuí, tak i mezi populacemi. Proto se v některých státech (USA, Kanada, Maďarsko) zavedla fortifikace mouky foláty. Jsou určité doklady, že v těchto státech klesla incidence ischemických mozkových příhod [33–34]. Rozřešení otázky kauzality homocysteinu bude vyžadovat řadu dalších studií a je třeba nečinit ukvapené závěry. Ostatně vzpomeňme, že přijetí cholesterolu jako kauzálního rizikového faktoru kardiovaskulárních chorob trvalo řadu desetiletí od prvních studií Aničkova.

Doručeno do redakce 8. 6. 2009

Přijato po recenzi 10. 7. 2009

prof. MUDr. Jaroslav Šimon, DrSc., FESC, emer.

Centrum preventivní kardiologie II. interní kliniky LF UK v Plzni

Jaroslav.Simon@lfp.cuni.cz