A hemstressz szerepe az érbetegségek kórlefolyásában. Adaptációs mechanizmusok – Balla György rendes tag székfoglaló előadása

Az intravaszkuláris hemolízis vagy a szöveti vérzések során felszabaduló szabad hem és hemoglobin patofiziológiai jelentőségével Balla György kutatócsoportja foglalkozott elsőként a szakirodalom szerint. Mind ez idáig a vörösvértestekből kiszabadult hemoglobint még azokban a betegségekben is ártalmatlan mellékszereplőnek vélték, amelyeknél a magas szöveti vaskoncentráció már ismert volt, és a reaktív oxigén-metabolitokat a kórfolyamat részének tekintették. Azt a kérdést azonban nem tudták megmagyarázni, honnan és hogyan kerül a vas az arterioszklerotikus erek falába, a rhabdomyolysisben szenvedők veséjébe, a hemosziderint tartalmazó szívizomba, a magsárgaságban szenvedő újszülöttek agyi ganglionjaiba vagy akár a maláriás beteg központi idegrendszerébe.

Balla György és kollégái igazolták először, hogy a sejtek, szövetek számára a szabad hem toxikus. Világszerte elindult a hemtoxicitás kutatása. Ennek nyomán értelmet nyert, hogy – korábbi felfedezés szerint – miért magas a hemopexin koncentrációja a plazmában, ugyanis a magyar kutatócsoport fény derített a hem elleni védelmi funkciójára. Lényeges eredményük annak felfedezése, hogy minden sejt rendelkezik hemtoxicitás elleni védelmi stratégiával, ami indukálható, és transzkripciós, valamint transzlációs mechanizmusokon keresztül szabályozott fehérjék alkotják. Két legfontosabb képviselőjük a hemoxigenáz enzim és a vasat inaktiváló H-ferritin. Ezzel Balla György és öccse, Balla József új stresszadaptációs tudományterületet indított útjára.

Balla György Fotó: mta.hu/Szigeti Tamás

Képgaléria a székfoglaló előadásrólMiért nem került korábban a figyelem középpontjába a hem? Azért, mert toxicitása során rapidan degradálódik, a szövet károsodását és szabad vasat hagyva hátra. Ez az akut hemhatás nyoma. Krónikusan a hemhatás következménye a hemoxigenáz-ferritin rendszer, egy protektív és indikátorszereppel is bíró celluláris válasz.

Az alapkutatás mellett két főbb irányban folyik Balla György vaszkuláris kutatólaboratóriumának tevékenysége. Gyermekeknél a hemoxigenáz-hiánnyal, a gombasziderofórok védelmi hatásával, a koraszülöttek vérzéses betegségeivel és a myocardiumra gyakorolt hemhatással foglalkoznak, felnőttek esetében az arterioszklerózist és a szöveti kalcifikációt tanulmányozzák. Megállapították, hogy a hemoxigenáz-hiány érbetegséggel jár, amit különleges inflammáció követ. A gombák zsíroldékony sziderforjai állatmodellben is érvédő hatással bírnak. A hem mellett tanulmányozva a hemoglobin oxidatív módosulási formáit, kimutatták mind a hemtoxicitási jelenséget, mind pedig az inflammációt – utóbbi a ferrilhemoglobin hatása. Újszülöttek agyvérzésének vizsgálata során megtalálták a ferrilhemoglobint, ami a vérzést követő gyulladásos reakció legfőbb oka. Myocardium esetében igazolták, hogy a szabad hem a legtoxikusabb ismert vaskomplex. Érelmeszesedésben igazolták a ferrilhemoglobin jelenlétét az érfalban, ami magyarázatul szolgálhat arra, miért van egyszerre jelen egy oxidatív lipidmódosulás és az inflammáció. Az érelmeszesedéses kalcifikáció mechanizmusának kutatása során igazolták, hogy a hemoxigenáz-ferritin rendszer ebben az esetben is védelmi funkció, és tisztázták a hatásmechanizmusát.

Kutatásaik eredményeként jelenleg úgy vélik, hogy a hemoglobin és a hem két úton okozza a sejtek károsodását: az általuk hemoptózisnak nevezett sejthalál révén, valamint a globin mediálta inflammáció útján. A kutatócsoport reméli, eredményeikre támaszkodva új hatásmechanizmusú sejtvédő és antiinflammációs preventív és terápiás eljárásokat tudnak kifejleszteni.