Μια εκπληκτική ανακάλυψη έκαναν ερευνητές Πανεπιστημίου του Cambridge της Αγγλίας και του Ινστιτούτου Karolinska της Σουηδίας, ότι το δέρμα παίζει ρόλο στη ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης και του καρδιακού ρυθμού. Η ανακάλυψη έγινε σε ποντίκια αλλά οι ερευνητές πιστεύουν ότι είναι πιθανό να ισχύει και στους ανθρώπους. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό eLife.
Το δέρμα, το μεγαλύτερο όργανο του σώματος, που συνήθως καλύπτει 2 τετραγωνικά μέτρα στους ανθρώπους, βοηθά στη ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης και του καρδιακού ρυθμού ανταποκρινόμενο σε μεταβολές της ποσότητας οξυγόνου που υπάρχει στην περιβάλλον.
Η υψηλή αρτηριακή πίεση σχετίζεται με καρδιαγγειακές παθήσεις, όπως η καρδιακή προσβολή και το εγκεφαλικό επεισόδιο. Για τη μεγάλη πλειονότητα των περιπτώσεων υψηλής αρτηριακής πίεσης, δεν υπάρχει γνωστή αιτία, γι’ αυτό ονομάζεται ιδιοπαθής υπέρταση. Η κατάσταση συχνά συνδέεται με μειωμένη ροή αίματος μέσω των μικρών αιμοφόρων αγγείων στο δέρμα και σε άλλα μέρη του σώματος, ένα σύμπτωμα που μπορεί να επιδεινωθεί σταδιακά εάν δεν αντιμετωπιστεί η υπέρταση.
Προηγούμενη έρευνα έδειξε πως όταν ένας ιστός λιμοκτονεί από οξυγόνο – όπως μπορεί να συμβαίνει σε περιοχές μεγάλου υψομέτρου ή όταν υπάρχει ρύπανση, κάπνισμα και παχυσαρκία, η ροή του αίματος στους ιστούς αυξάνεται προκειμένου να αποκατασταθεί η έλλειψη οξυγόνου. Σε τέτοιες καταστάσεις, αυτή η αύξηση της ροής αίματος ελέγχεται εν μέρει από την οικογένεια πρωτεϊνών που ονομάζονται HIFs (Hypoxia-inducible factors).
Η υποξία εμφανίζεται σε διάφορους ιστούς εάν υπάρχουν υψηλά επίπεδα ανάγκης οξυγόνου, όπως π.χ. στoυς σκελετικούς μυς κατά τη διάρκεια της άσκησης. Οι μελέτες που έχουν αναληφθεί τα τελευταία 50 χρόνια έχουν δείξει ότι η οξεία συστηματική υποξία σε ποντίκια, αρουραίους, κουνέλια, κοτόπουλα, σκύλους, πρόβατα και ανθρώπους προκαλεί ταχυκαρδία και υπέρταση. Άλλες έρευνες έχουν δείξει ότι προκαλούνται αλλαγές στο δέρμα όταν μεταβάλλεται η διαθεσιμότητα του οξυγόνου. Για παράδειγμα, τα κερατινοκύτταρα της επιδερμίδας, όταν υπάρχει χαμηλό οξυγόνο στο περιβάλλον, απελευθερώνουν περισσότερο μονοξείδιο του αζώτου ώστε να αυξηθεί η κυκλοφορία του αίματος.
Υποξία, δέρμα και πίεση του αίματος
Για να διερευνήσουν το ρόλο που παίζει το δέρμα στη ροή του αίματος μέσω των μικρών του αγγείων, οι ερευνητές εξέθεσαν τα ποντίκια σε συνθήκες χαμηλού οξυγόνου. Αυτοί οι ποντικοί είχαν γενετικώς τροποποιηθεί έτσι ώστε να είναι ανίκανοι να παράγουν ορισμένες πρωτεΐνες HIF στο δέρμα.
“Εννέα από τις 10 περιπτώσεις υψηλής αρτηριακής πίεσης εμφανίζονται αυθόρμητα, χωρίς να ξέρουμε την αιτία”, λέει ο καθηγητής Randall Johnson από το Τμήμα Φυσιολογίας, Ανάπτυξης και Νευροεπιστήμης του Πανεπιστημίου του Cambridge. “Οι περισσότερες έρευνες τείνουν να εξετάζουν το ρόλο που διαδραματίζουν όργανα όπως ο εγκέφαλος, η καρδιά και τα νεφρά, και έτσι γνωρίζουμε πολύ λίγα για το ρόλο άλλων ιστών και οργάνων. Η μελέτη μας δημιουργήθηκε για να κατανοήσουμε τον βρόχο ανατροφοδότησης μεταξύ του δέρματος και του καρδιαγγειακού συστήματος. Εργαζόμενοι με ποντίκια, μπορούμε να χειριστούμε τα βασικά γονίδια που εμπλέκονται σε αυτόν τον βρόχο”.
Οι επιστήμονες παρακολούθησαν τα ζώα όταν εισέπνεαν 10, 12, 15 και 21% FiO2 (Κλάσµα Εισπνεόµενου Οξυγόνου: Fraction of inspired oxyge) για 48 ώρες και για μια περίοδο ανάκαμψης 24 ωρών.
Διαπίστωσαν ότι σε ποντίκια που δεν είχαν μία από τις δύο πρωτεΐνες στο δέρμα (HIF-1 β ή HIF-2 β), η ανταπόκριση στα χαμηλά επίπεδα οξυγόνου άλλαξε σε σύγκριση με τα φυσιολογικά ποντίκια και ότι αυτό επηρέασε τον καρδιακό τους ρυθμό, την αρτηριακή πίεση, τη θερμοκρασία του σώματος και τα επίπεδα δραστηριότητας. Τα ποντίκια που δεν είχαν ειδικές πρωτεΐνες που ελέγχονται από τις HIFs επίσης ανταποκρίθηκαν με παρόμοιο τρόπο.
Οι ερευνητές έδειξαν ότι ακόμα και η απόκριση φυσιολογικών, υγιών ποντικών στην έλλειψη οξυγόνου ήταν πιο περίπλοκη από ότι είχε προηγουμένως θεωρηθεί. Στα πρώτα 10 λεπτά, αυξάνεται η αρτηριακή πίεση και οι καρδιακοί παλμοί, και ακολουθεί μια περίοδος έως και 36 ωρών, όπου η αρτηριακή πίεση και ο καρδιακός ρυθμός μειώνονται κάτω από τα φυσιολογικά επίπεδα. Μέχρι περίπου 48 ώρες μετά την έκθεση σε χαμηλά επίπεδα οξυγόνου, η αρτηριακή πίεση και οι καρδιακοί παλμοί επιστρέφουν στα φυσιολογικά επίπεδα.
“Αυτά τα ευρήματα δείχνουν ότι η ανταπόκριση του δέρματός μας στα χαμηλά επίπεδα οξυγόνου μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις στον τρόπο με τον οποίο η καρδιά αντλεί αίμα γύρω από το σώμα”, αναφέρει ένας από τους συγγραφείς της μελέτης, ο Dr Andrew Cowburn, από το Cambridge. “Τα χαμηλά επίπεδα οξυγόνου μπορεί να σχετίζονται με το φυσικό μας περιβάλλον ή με παράγοντες όπως το κάπνισμα και την παχυσαρκία. Ελπίζουμε ότι η μελέτη μας θα βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα πώς η ανταπόκριση του οργανισμού σε τέτοιες καταστάσεις μπορεί να συνδέεται με την υπέρταση”.
Ο καθηγητής Johnson πρόσθεσε: “Δεδομένου ότι το δέρμα είναι το μεγαλύτερο όργανο στο σώμα μας, ίσως δεν πρέπει να μας εκπλήσσει το γεγονός ότι παίζει ρόλο στη ρύθμιση ενός τόσο βασικού μηχανισμού όπως η αρτηριακή πίεση, αλλά αυτό υποδηλώνει ότι χρειάζεται να εξετάσουμε και άλλους ιστούς του σώματος για να δούμε πώς εμπλέκονται και αυτοί”.
Πηγή: Cardiovascular adaptation to hypoxia and the role of peripheral resistance.
