ARNI i leki kardiologiczne nie modyfikują zachowań lękowych u szczurów SHR

Czy leki kardiologiczne wpływają na zachowania lękowe?

Ciężkie schorzenia sercowo-naczyniowe często współistnieją z zaburzeniami lękowymi i depresyjnymi, tworząc złożoną relację przyczynowo-skutkową. Z jednej strony patologie kardiologiczne mogą prowadzić do zmian behawioralnych, z drugiej – przewlekły lęk i depresja zwiększają ryzyko chorób wieńcowych, zawału mięśnia sercowego, cukrzycy typu 2 czy nadciśnienia tętniczego. W kontekście tej dwukierunkowej zależności kluczowe staje się pytanie: czy farmakoterapia ukierunkowana na układ sercowo-naczyniowy może modyfikować również sferę psychiczną pacjenta?

Aktywacja układów neurohumoralnych, takich jak układ renina-angiotensyna-aldosteron (RAAS) i układ adrenergiczny, odgrywa istotną rolę zarówno w patogenezie nadciśnienia, jak i w rozwoju zaburzeń lękowych. Angiotensyna II (Ang II), aldosteron i katecholaminy mogą przyczyniać się do powstawania stanów lękowych, podczas gdy inhibitory RAAS i blokery układu współczulnego wykazują potencjalne działanie anksjolityczne. W tym kontekście pojawia się pytanie o wpływ nowszych terapii kardiologicznych – w szczególności podwójnego inhibitora neprilizyny i receptora angiotensyny II, sacubitrilu/valsartanu (ARNI) – na zachowania lękowe.

ARNI, wprowadzony stosunkowo niedawno do leczenia niewydolności serca, łączy w sobie działanie sacubitrilu (inhibitora neprilizyny) i valsartanu (antagonisty receptora AT1 dla Ang II). Sacubitril hamuje endopeptydazę neprilyzynę, która degraduje peptydy natriuretyczne (ANP/BNP) oraz Ang II, prowadząc do wzrostu stężenia ANP/BNP o działaniu rozszerzającym naczynia, moczopędnym i przeciwproliferacyjnym. Chociaż istnieją pojedyncze doniesienia o działaniu anksjolitycznym ARNI u pacjentów z niewydolnością serca, dane dotyczące wpływu tego leku na zachowania lękowe w nadciśnieniu tętniczym są niemal nieobecne w literaturze.

Jaki był cel tego eksperymentu?

Celem badania było określenie, czy ARNI może modyfikować zachowania lękowe u szczurów z nadciśnieniem samoistnym (SHR – spontaneously hypertensive rats). Badacze porównali działanie ARNI z dwoma innymi lekami stosowanymi w terapii niewydolności serca: klasycznym inhibitorem enzymu konwertującego angiotensynę (captoprilem) oraz blokerem kanałów If (iwabradiną), który wywiera efekt bradykardyczny. Dodatkowo autorzy dążyli do ustalenia, czy istnieje jakikolwiek związek między zmianami behawioralnymi a podstawowymi parametrami hemodynamicznymi i strukturalnymi serca u nieleczonych oraz leczonych szczurów SHR i Wistar.

Jak przeprowadzono badanie?

W eksperymencie wykorzystano 78 dwunastotygodniowych samców szczurów podzielonych na 6 grup (n=13 w każdej): grupa kontrolna Wistar (C), Wistar leczone ARNI (C + ARNI), SHR bez leczenia (SHR), SHR leczone ARNI (SHR + ARNI), SHR leczone iwabradiną (SHR + IVA) oraz SHR leczone captoprilem (SHR + CAP). Leki podawano przez 6 tygodni w wodzie pitnej w następujących dawkach: ARNI 68 mg/kg/dobę, iwabradyna 10 mg/kg/dobę, captopril 100 mg/kg/dobę.

Parametry hemodynamiczne – skurczowe ciśnienie krwi (SBP) i częstość akcji serca (HR) – mierzono co tydzień metodą nieinwazyjną (pletyzmografia ogonowa). W szóstym tygodniu leczenia przeprowadzono baterię testów behawioralnych oceniających poziom lęku: test otwartego pola (OF), podwyższony labirynt krzyżowy (EPM) oraz test jasno-ciemnej skrzynki (LDB). Po zakończeniu leczenia pobrano tkanki serca w celu oceny masy lewej komory (LVW) i stężenia hydroksyproliny w lewej komorze (LVHP) – markera zwłóknienia mięśnia sercowego.

Analizę statystyczną przeprowadzono z użyciem ANOVA jednoczynnikowej oraz testów post hoc Bonferroniego. Do oceny związku między parametrami kardiologicznymi a zachowaniami lękowymi zastosowano korelację rang Spearmana. Różnice uznawano za istotne statystycznie przy p < 0,05.

Jak leki wpłynęły na ciśnienie i częstość akcji serca?

Ciśnienie skurczowe (SBP): Nieleczone szczury SHR miały średnie SBP wynoszące 184,43 ± 2,51 mmHg w porównaniu do grupy kontrolnej Wistar (128,65 ± 2,39 mmHg; p < 0,001). Leczenie ARNI obniżyło SBP do 154,56 ± 1,75 mmHg (redukcja o ~16%; p < 0,001), a captopril do 142,54 ± 1,89 mmHg (redukcja o ~23%; p < 0,001). Iwabradyna nie wywołała istotnej statystycznie redukcji SBP (176,97 ± 3,69 mmHg; p = 0,51). Po zakończeniu 6-tygodniowego leczenia ARNI i captopril nadal istotnie obniżały SBP (odpowiednio 141,12 ± 3,40 mmHg i 128,00 ± 3,61 mmHg; oba p < 0,001), podczas gdy iwabradyna nie wykazała takiego efektu.

Częstość akcji serca (HR): Średnie HR u nieleczonych SHR wynosiło 508,71 ± 5,49 uderzeń/min w porównaniu do grupy C (392,27 ± 7,95 uderzeń/min; p < 0,001). ARNI zmniejszyło HR do 471,58 ± 4,69 uderzeń/min (p = 0,03), a iwabradyna do 446,56 ± 10,57 uderzeń/min (p < 0,001). Captopril nie wpłynął istotnie na HR (480,27 ± 8,62 uderzeń/min; p = 0,23). Po 6 tygodniach leczenia zarówno ARNI (394,43 ± 7,84 uderzeń/min; p < 0,001), jak i iwabradyna (392,86 ± 7,00 uderzeń/min; p < 0,001) istotnie zmniejszały HR u SHR, podczas gdy captopril nie wykazał takiego działania.

Czy leczenie wpłynęło na przebudowę serca?

Masa lewej komory (LVW): Nieleczone SHR charakteryzowały się znacznie zwiększoną masą lewej komory (1,85 ± 0,04 mg/g) w porównaniu do grupy kontrolnej (1,04 ± 0,02 mg/g; p < 0,001). Leczenie ARNI (1,56 ± 0,04 mg/g; p < 0,001) i captoprilem (1,57 ± 0,03 mg/g; p < 0,001) istotnie zmniejszało LVW. Iwabradyna nie wywołała istotnej statystycznie redukcji LVW (1,71 ± 0,06 mg/g; p = 0,14).

Stężenie hydroksyproliny w lewej komorze (LVHP): SHR miały podwyższone stężenie LVHP (0,87 ± 0,03 mg/g) w porównaniu do grupy C (0,74 ± 0,02 mg/g; p < 0,001). Spośród badanych leków jedynie iwabradyna istotnie obniżyła LVHP (0,78 ± 0,02 mg/g; p = 0,047). ARNI (0,80 ± 0,02 mg/g; p = 0,41) i captopril (0,84 ± 0,02 mg/g; p = 0,99) nie wykazały istotnych statystycznie zmian w tym parametrze.

Jak wyglądały wyniki testów behawioralnych?

Test otwartego pola (OF): Szczury SHR wchodziły istotnie częściej do centralnej strefy (12 ± 2 razy) niż szczury Wistar (4 ± 1; p = 0,002) i spędzały tam więcej czasu (8,72 ± 1,02% vs. 3,10 ± 0,92%; p = 0,02). Leczenie ARNI, captoprilem lub iwabradiną nie zmieniło istotnie ani liczby wejść, ani czasu spędzonego w centralnej strefie u SHR (wszystkie p > 0,05).

Podwyższony labirynt krzyżowy (EPM): SHR wchodziły istotnie częściej na otwarte ramiona (10 ± 2 razy) niż grupa kontrolna (4 ± 1; p = 0,03). Czas spędzony na otwartych ramionach nie różnił się istotnie między grupami (p = 0,10). Żaden z badanych leków nie wpłynął istotnie na częstość wejść na otwarte ramiona u SHR (wszystkie p > 0,05).

Test jasno-ciemnej skrzynki (LDB): SHR wchodziły do jasnej części skrzynki istotnie częściej (20 ± 1 razy) niż szczury Wistar (13 ± 2; p = 0,004). Czas spędzony w jasnej części nie różnił się istotnie między SHR a grupą kontrolną (35,58 ± 3,64% vs. 23,38 ± 3,68%; p = 0,12). Leczenie ARNI, captoprilem czy iwabradiną nie zmieniło istotnie ani liczby wejść, ani czasu spędzonego w jasnej części u SHR (wszystkie p > 0,05).

“Przewlekłe podawanie ARNI nie miało istotnego wpływu na przejawy zachowań lękowych u SHR” – piszą autorzy badania, podkreślając brak wpływu leku na sferę behawioralną mimo wyraźnej poprawy parametrów hemodynamicznych.

Czy parametry kardiologiczne korelują z zachowaniami lękowymi?

Analiza korelacji Spearmana wykazała brak spójnego związku między parametrami hemodynamicznymi (SBP, HR) czy strukturalnymi serca (LVW, LVHP) a wynikami testów behawioralnych. W nieleczonych szczurach SHR zaobserwowano pojedyncze istotne korelacje: ujemną między SBP a liczbą wejść na otwarte ramiona w EPM (rho = -0,69; p = 0,009) oraz dodatnią między HR a czasem spędzonym w jasnej skrzynce LDB (rho = 0,60; p = 0,03). Jednak w grupach leczonych te korelacje nie utrzymywały się lub przyjmowały różne kierunki.

W grupie kontrolnej Wistar stwierdzono ujemne korelacje między LVW a parametrami EPM (liczba wejść: rho = -0,62, p = 0,02; czas: rho = -0,57, p = 0,04). U szczurów Wistar leczonych ARNI zaobserwowano ujemną korelację między LVHP a czasem w centralnej strefie OF (rho = -0,58; p = 0,04). W grupie SHR leczonej ARNI wystąpiła dodatnia korelacja między SBP a czasem na otwartych ramionach EPM (rho = 0,71; p = 0,006).

W grupach SHR leczonych captoprilem i iwabradiną również nie wykazano spójnego wzorca korelacji. Autorzy konkludują, że brak konsekwentnych zależności między parametrami kardiologicznymi a zachowaniami lękowymi sugeruje, iż te dwa fenotypy są niezależne od siebie i prawdopodobnie determinowane przez odrębne mechanizmy.

Jakie mechanizmy mogą tłumaczyć te wyniki?

Szczury SHR reprezentują model nadciśnienia z niskim lub normalnym poziomem reniny i angiotensyny II, co sugeruje, że układ RAAS nie odgrywa dominującej roli w patogenezie nadciśnienia u tego szczepu. Natomiast podwyższona częstość akcji serca i wcześniejsze badania pokazujące, że denerwacja współczulna nerek zapobiega rozwojowi nadciśnienia i przebudowie lewej komory u SHR, wskazują na kluczową rolę układu współczulnego (SNS) w obserwowanych zmianach hemodynamicznych i strukturalnych.

Interesujące jest, że nadaktywność układu adrenergicznego może być związana z obserwowanym u SHR zachowaniem anksjolitycznym – tzw. “odważnym” fenotypem behawioralnym. Szczury SHR wykazują spontaniczną nadaktywność i nadmierną reakcję na nowe bodźce, co jest wykorzystywane również jako model zespołu nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD). Poprzez selektywne krzyżowanie szczurów SHR z normotenzywnymi szczurami Wistar opracowano dwa modele, które rozdzielają nadaktywność od nadciśnienia: szczep Wistar-Kyoto hyperactive (WKHA) wykazuje nadaktywność bez nadciśnienia, podczas gdy szczep Wistar-Kyoto hypertensive (WKHT) jest nadciśnieniowy, ale nie wykazuje nadaktywności.

Wzmożona reakcja współczulno-nadnerczowa na ostry stres, manifestująca się zwiększonym uwalnianiem katecholamin, została zaobserwowana u SHR i WKHA, ale nie u WKHT. To sugeruje, że aktywacja SNS może być powiązana z wzorcem behawioralnym u SHR, ale niekoniecznie z ich podwyższonym ciśnieniem tętniczym. Brak wpływu ARNI, captoprilu czy iwabradiny na zachowania lękowe mimo poprawy parametrów hemodynamicznych potwierdza, że fenotyp behawioralny SHR jest prawdopodobnie cechą wrodzoną, genetycznie uwarunkowaną, niezależną od stanu układu sercowo-naczyniowego.

Co to oznacza w kontekście klinicznym?

W warunkach klinicznych istnieją doniesienia sugerujące, że ARNI może wywierać działanie anksjolityczne u pacjentów z niewydolnością serca. Badania pokazały, że zamiana enalaprylu na ARNI u pacjentów z objawową niewydolnością serca nie tylko poprawiała wyniki sercowo-naczyniowe, ale także wiązała się z redukcją objawów depresyjnych i lękowych. Co więcej, efekt anksjolityczny ARNI może pojawić się już po tygodniu od rozpoczęcia terapii.

Jednak kluczową różnicą między sytuacją kliniczną a modelem eksperymentalnym jest to, że szczury SHR nie wykazywały zachowań lękowych – przeciwnie, prezentowały fenotyp anksjolityczny. Dlatego potencjał anksjolityczny ARNI, wyraźnie obserwowany u pacjentów z klinicznie istotnym lękiem czy depresją, nie miał w tym modelu patologicznego substratu behawioralnego, na który mógłby oddziaływać. Fakt, że leczenie ARNI u SHR – pomimo znaczącej redukcji nadciśnienia i przebudowy serca – nie zmieniło wzorca behawioralnego, dodatkowo wspiera wniosek z analizy korelacji: fenotyp behawioralny SHR nie koreluje ze stanem hemodynamicznym i zmianami strukturalnymi serca, lecz jest prawdopodobnie determinowany przez wrodzone cechy neurobehawioralne tego szczepu.

Podobnie captopril i iwabradina, które w innych badaniach wykazywały działanie anksjolityczne (captopril u szczurów leczonych doksorubicyną, iwabradina u pacjentów z dławicą piersiową i niewydolnością serca), w obecnym eksperymencie nie wpłynęły na zachowania lękowe SHR. To sugeruje, że efekt kardioprotekcyjny tych leków nie przekłada się automatycznie na modyfikację sfery psychicznej w modelu, w którym zachowania lękowe nie są pierwotnie zaburzone.

Jakie są ograniczenia tego badania?

Najważniejszym ograniczeniem jest fakt, że wyniki uzyskano w modelu zwierzęcym, co ogranicza możliwość bezpośredniej ekstrapolacji na populację ludzką. Szczury SHR, choć szeroko stosowane w badaniach kardiologicznych, reprezentują specyficzny model genetyczny nadciśnienia z charakterystycznym fenotypem behawioralnym (anksjolitycznym), który nie odzwierciedla typowego współwystępowania nadciśnienia i lęku obserwowanego u ludzi.

Badanie przeprowadzono wyłącznie na samcach, co wyklucza ocenę wpływu płci na wyniki. Literatura wskazuje na różnice między płciami w rozwoju nadciśnienia u SHR oraz w manifestacji zaburzeń lękowych i depresyjnych, co może wpływać na odpowiedź na interwencje terapeutyczne. Porównanie efektów ARNI i innych leków kardiologicznych na zachowania u samców i samic mogłoby wnieść dodatkową wartość i wyeliminować płeć jako czynnik zakłócający w badaniach nad wpływem leków na patologię sercowo-naczyniową i behawioralną.

Ponadto badanie nie obejmowało szczegółowej analizy molekularnych ścieżek sygnałowych, które mogą leżeć u podstaw złożonego fenotypu behawioralnego SHR. Dane sugerują, że zmiany behawioralne u SHR mogą być związane z deficytem transferu dopaminy oraz dysfunkcją osi podwzgórze-przysadka-nadnercza. Zbadanie wpływu ARNI na zachowania w kontekście szlaków dopaminergicznych lub stresowych oraz opisanie korelacji tych zmian humoralnych z parametrami kardiologicznymi mogłoby przyczynić się do lepszego ukierunkowania terapii anksjolitycznej i kardiologicznej zarówno w warunkach eksperymentalnych, jak i klinicznych.

Jakie wnioski płyną z tego badania dla praktyki?

Szczury z nadciśnieniem samoistnym (SHR) wykazują zmniejszony poziom lęku – tzw. zachowania anksjolityczne lub “odważne” – wraz z podwyższonym ciśnieniem skurczowym, przyspieszonym tętnem oraz przebudową lewej komory serca. Przewlekłe podawanie ARNI (sacubitril/valsartan), captoprilu lub iwabradiny skutecznie redukuje ciśnienie tętnicze i częstość akcji serca oraz łagodzi przebudowę strukturalną serca u SHR. Jednak żaden z tych leków nie wpływa na profil behawioralny szczurów – zachowania anksjolityczne utrzymują się niezależnie od poprawy parametrów hemodynamicznych.

Analiza korelacji dodatkowo potwierdza, że poziom zachowań lękowych u SHR i szczurów Wistar nie jest związany z fundamentalnymi parametrami hemodynamicznymi (ciśnienie, tętno) ani ze strukturalną przebudową lewej komory (masa, zwłóknienie). To sugeruje, że zachowania lękowe reprezentują wrodzoną cechę zarówno szczurów SHR, jak i Wistar, niezależną od zmian w układzie sercowo-naczyniowym. Wyniki te podkreślają znaczenie oddzielnego traktowania fenotypu behawioralnego i kardiologicznego oraz wskazują na potrzebę dalszych badań nad molekularnymi mechanizmami łączącymi te dwie sfery, szczególnie w kontekście translacji danych z modeli zwierzęcych na praktykę kliniczną.