ÖSSZEFOGLALÓ KÖZLEMÉNYEK
A szteroidhormonok szerepe az oxidatív stressz elleni védekezésben
Békési Gábor, Fehér János
 
 
 
 

dr. Békési Gábor, dr. Fehér János: Semmelweis Egyetem, ÁOK, II. Sz. Belgyógyászati Klinika, 1088 Budapest, Szentkirályi u. 46.

LAM 2001;11 (2): 100-106.

Érkezett: 2000. november. 21.
Elfogadva: 2001. január 17.



ÖSSZEFOGLALÁS

Posztmenopauzában lévő nőknél halmozódnak az érrendszeri megbetegedések. E negatív tendencia hormonpótlással megfékezhetőnek látszik. A szerzők saját és mások adatai alapján az atherogenesis szabad gyökös mechanizmusából kiindulva próbálják megtalálni a jelenség okait. A hormonpótlás vasoprotectiv hatásának egyik lényegi elemét abban látják, hogy bizonyos, még nem tisztázott szteroidstruktúra-részletek fokozzák a neutrophyl granulocyták mieloperoxidáz enzimjének aktivitását és mennyiségét, ami a NADPH-oxidáz gátlása révén csökkenti a szuperoxid anion termelődését. A szerzők által elsőként igazolt megfigyelés, miszerint az életkor előrehaladtával mindkét nemben csökken a plazma mieloperoxidáz-szintje (ezáltal mérséklődik a neutrophil granulocyták szuperoxidanion-termelésére kifejtett gátlóhatás), magyarázatul szolgálhat az idős korban halmozódó, szabadgyök-eredetűnek tartott betegségek jelentkezésére. A szerzők egyidejűleg rövid áttekintést is adnak a szteroidok antioxidáns hatásairól általában.

szteroidhormonok, mieloperoxidáz enzim, szuperoxid anion, antioxidáns hatás, hormonpótlás, vasoprotectio


Sokat emlegetett klinikai tapasztalati tény a reproduktív korban lévő nők védettsége az atherosclerosissal szemben (1). A menopauza jelentkezését követően viszont lényegesen emelkedik a progresszív érfalkárosodás kockázata (2-5).

Kísérleti adatok sora bizonyítja, hogy a vér alakos elemei, különösen a fehérvérsejtek, fontos szerepet játszanak az atherogenesisben (6). A szakirodalom a leukocyták és az endothelsejtek kóros interakciójában meghatározó tényezőnek tartja a szabad gyököket (7, 8). Az érfalban az oxigén eredetű szabad gyökök (reactive oxygen species, ROS) fokozódó termelése nagymértékben hozzájárul azokhoz a strukturális és funkcionális változásokhoz, amelyek együtt járnak az érszűkülettel (9).

A szabad gyökös reakciók gátolják a szérum-elasztáz-inhibitor és a prosztaciklinszintetáz enzimek aktivitását. Az elasztázinhibitor gátlása miatt az érfalban aktiválódnak az elasztázok, ezáltal felbomlanak az elasztin keresztkötései, és a lizin oldalláncok reakcióba lépnek a plazmában és az erek falában előforduló lipidperoxidációs termékekkel. A prosztaciklinszintézis csökkenése következtében a thrombocyták intenzívebben kötődnek az endothelhez. A thrombocyták is termelnek reaktívoxigén-intermediereket, ezáltal tovább fokozódik az érkárosodás mértéke. A scleroticus plakk kristályos koleszterinje aktiválja a komplement 5a-t, ennek következtében a granulocyták aggregálódnak, az endothelsejtekhez tapadnak, szabad gyököket termelnek (10).
 

1. ábra. A szuperoxid anion, a hidrogén-peroxid (a második reakció terméke) és a hypochlorition (a harmadik reakció terméke) képződése. 

A reaktívoxigén-intermedierek sötét keretben láthatók. A világos keretek az enzimeket jelzik; a vastag nyilak a katalizáló hatást, a vékonyak a reakciók irányát mutatják. A szuperoxid anion (az első reakció terméke) számos más, reaktív gyök forrásául szolgál. Munkahipotézisünk szerint az ösztrogén a mieloperoxidázra fokozó, a mieloperoxidáz a NADPH-oxidáz irányában gátlóhatást fejt ki. Az ábrák egyéb közleményeinkben található illusztrációink módosított változatai (12, 13)

MPO: mieloperoxidáz, SOD: szuperoxid-dizmutáz

2. ábra. A hidroxilgyök termelése. A molekuláris oxigén helyett alternatív módon singlet oxigén is képződhet (felső sor, az O2 alatt). A reaktívoxigén-intermedierek keretben láthatók
 

3. ábra. A szuperoxid anionnak a nitrogén-oxiddal létrejövő reakciója, azaz a peroxinitrit képződése. A széttartó nyilak a peroxinitrit lebomlási módjának lehetőségeit demonstrálják (felülről lefelé: nitroniumion, nitrogén-dioxid, illetve hidroxilgyök). A reaktívoxigén-intermedierek keretben láthatók

 

A legfontosabb szabad gyöknek a szuperoxid aniont tarthatjuk. Bár ez a gyök önmaga csak korlátozott mértékben reaktív, azonban a lecitin-koleszterol-membránokban peroxidációs folyamatokat indukál (11), és számos más, jóval agresszívebb gyök forrásául is szolgál (1-3. ábra). Hidrogén-peroxiddal reagálva hidroxilgyök és singlet oxigén keletkezik belőle, ezek a fő okai a lipidek szabad gyökös átalakulásának, a lipidperoxidációnak (vagyis az atherogenesis döntő mozzanatának) (2. ábra) (14). Állatkísérletes adatok szerint a szuperoxid anion szignifikánsan stimulálja az érfal simaizomsejtjeinek a proliferációját (15). Reakcióba lép a számos pozitív hatással (vasodilatatio, thrombocytaaggregáció-gátlás stb.) rendelkező nitrogén-oxiddal (NO), s a szuperoxid anion közömbösíti a nitrogén-oxidot. A keletkező peroxinitrit is oxidálja a lipoproteineket, illetve további, igen reaktív gyökökké alakul át (3. ábra) (16); állatmodellekben pedig a szívizomzat effektivitásának csökkenését okozza (17).
 

A szteroidhormonok szerepe a szuperoxid anion termelésében

A hormonálisan aktív nők védettsége és az atherogenesis szabad gyökös elmélete tükrében kézenfekvő az a kutatási irány, amely a női nemi hormonok antioxidáns hatásának kimutatását célozza. Az irodalomban egyre nagyobb számban találhatók olyan közlemények, amelyek e hatás meglétét bizonyítják, ennek mechanizmusa azonban még nem tisztázódott (18, 19).

Az ösztradiolról kiderült, hogy az LDL-oxidációra (20) és a lipoprotein(a)-szintre kifejtett hatásán (21) túl különböző modellekben csökkenti a szuperoxid anion termelését (22, 23). Néhány, néha ellentmondásos adat is rendelkezésre áll a többi szteroidnak a szuperoxidanion-felszabadulásra gyakorolt hatásáról (9, 24-32). E munkák során a legkülönfélébb sejttípusokat használták, így érthető, hogy nem egységesek a levont következtetések.

Néhány közlemény szerint az ösztrogén fokozza a szuperoxid anionok termelését (24, 25), míg mások eredményei alapján (s ez a mára elfogadottá vált nézet) ennek éppen az ellenkezője az igaz (22, 23). Hidrokortizon parenteralis adása után két órával az egér lépsejtjeiben a szuperoxid anion mennyiségének növekedését figyelték meg (26). Egy másik, humán vizsgálatban a mellékvese glükokortikoid hormonja csökkentette a szuperoxid-kiáramlást (27). A progeszteronról kiderült, hogy fokozza az emberi spermiumok szuperoxid-termelését (28), de ugyanezt patkányok mononukleáris sejtjeiben gátolja (29). Más közlemények szerint az ösztrogén, a progeszteron, a tesztoszteron és a kortizol közül egyik sem befolyásolja a szuperoxid anion képződését (30-32).

Az aldoszteron ilyen irányú szerepének vizsgálatával munkacsoportunk foglalkozott először. Kísérleteink során egészséges, középkorú, gyógyszert nem szedő és nem is dohányzó, önkéntes donoroktól vettünk vért, neutrophil granulocyták szeparálásának céljára. A megfelelő sejtszámú mintákat az egyes szteroidok 3-3 koncentrációjával együtt inkubáltuk, majd megmértük a sejtekből felszabaduló szuperoxid anion mennyiségét. Azt találtuk, hogy valamennyi szexuálszteroid és a kortizol egyértelműen csökkentette a szuperoxid anion termelését, az aldoszteronnak viszont egyáltalán nem volt ilyen hatása (33, 34). Úgy tűnik tehát, hogy a szteroidstruktúra bizonyos része vagy részei magukban hordozzák a legfontosabb szabad gyök termelését gátló képességet, és így erélyes antioxidáns hatásúak. Ennek alapján a szteroidok nemi, illetve glüko-, mineralokortikoid tulajdonsággal már nem rendelkező, majdani derivátumai kiinduló pontjai lehetnek új, szabadgyök-fogó gyógyszerek kifejlesztésének.
 

A szteroidhormonok egyéb szabad gyökös reakciókban

A szteroidok egyéb támadáspontokon megnyilvánuló antioxidáns hatására is találunk irodalmi adatokat. A közös szteroidoknak (szterolok, epesavak, D-vitamin, C18-, C19-, C21-szteroidok) csaknem valamennyi képviselője rendelkezik valamilyen gyökeltakarító, scavenger tulajdonsággal (35). A metilprednizolonról bebizonyosodott, hogy a liposzómákban gátolja az ultraibolya fény általi fotoperoxidációt (11), és képes megelőzni a lipid-hidroperoxid termelést (36). A macska gerincvelőszövetében a glükokortikoidok gyengítik a szabad gyökös reakciókat és a lipidperoxid-képzést (37). A 21-aminoszteroidokról sikerült igazolni, hogy "befogják" a lipidperoxil-gyököket és a szuperoxid aniont, továbbá blokkolják a szabad gyökös lipid-láncreakciókat és az oxigéngyökök által stimulált intracelluláris proteolízist. Kiderült, hogy gátolják az oxigéngyökök generálását, és megelőzik a lipidgyökök membránon keresztüli diffúzióját. Tisztázódott továbbá, hogy képesek lassítani az antioxidáns hatású E-vitamin inaktivációját, és fokozzák ennek a vitaminnak a gyökfogó képességét (38). Ezenkívül a 21-aminoszteroidok mérséklik az idegi struktúrákban a vasfüggő lipidperoxidációt (39). Ez a hatás erősebb, ha a szteroidszerkezet D-gyűrűjéhez vaskelátor kapcsolódik (40). Továbbá az antioxidáns 21-aminoszteroidok citoprotektív aktivitásúak, szöveti kultúrákban a sejt növekedésére és funkciójára is hatnak (41). Ezeken az említett hatásokon túl a 21-aminoszteroidoknak lipidperoxil- és fenoxigyökfogó tulajdonságuk is ismert (42). A dehidroepiandroszteron szintén gátolja a vasfüggő lipidperoxidációt, patkányokban fékezi az aorta falában a "fatty streak" képződését, ugyanakkor fokozza a szuperoxid aniont lebontó enzim, a szuperoxid-dizmutáz (SOD) termelődését a máj mitochondriumaiban, késlelteti az öregedés folyamatát, és redukálja a karcinogének mitogén hatásait (43). A szakirodalom a dehidroepiandroszteronnak preventív szerepet tulajdonít az atherosclerosis kifejlődésével szemben, csökkent vérszintje esetén fokozódik a cardiovascularis mortalitás (44). Újabb adatok szerint férfiaknál a tesztoszteron alacsonyabb plazmaszintje kapcsolatba hozható a coronariaelváltozások nagyobb gyakoriságával (45). Ez is ellentmond a tesztoszteron érhatásairól vallott eddigi nézeteknek.
 

A mieloperoxidáz enzim feltételezhető szerepe

A szteroidok itt felsorolt, több támadáspontú antioxidáns képességének hátterében minden bizonnyal számos, eddig csak részben tisztázott mechanizmus állhat. Említett munkánkban a szteroidok többsége gátolta az emberi neutrophil granulocyták szuperoxidanion-termelését. Izgalmas kérdésként merült fel számunkra, vajon milyen változás következik be szteroidhatásra a neutrophil sejtek aktivitásában. A neutrophil sejtek aktivitásának egyik legelfogadottabb markere a bennük termelődő mieloperoxidáz enzim felszabadulásának mértéke. Tisztázni kívántuk, hogyan változik ennek az enzimnek az intracelluláris aktivitása, illetve extracelluláris mennyisége, például a hormonpótló terápiában részesülő, menopauzában lévő nők esetében. Tizenkét napos ösztrogénterápia után a kezelés előtti időponthoz képest szignifikánsan magasabbnak találtuk a mieloperoxidáz enzim sejten belüli aktivitását és a környezet felé ürülő mennyiségét (46, 47). Első megközelítésben ez meglepő eredménynek tűnt, hiszen a mieloperoxidáz maga is gyöktermelő folyamatot katalizál (1. ábra). Hogyan lehetséges, hogy az antioxidáns hatású ösztrogén fokozza a szabadgyök-termelésben részt vevő enzim szintjét? E paradoxon feloldása érdekében egy másik kísérletünkben egészséges önkéntesek izolált neutrophil sejtjeihez növekvő mennyiségű mieloperoxidázt adtunk, majd inkubációjukat követően megmértük szuperoxidanion-termelésüket. Mieloperoxidáz hatására szignifikánsan csökkent a neutrophil granulocyták szuperoxidanion-kibocsátása (47, 48). Ezen eredményünk összhangban áll Jandl és Babior közleményének (49) megállapításával, miszerint a mieloperoxidáz szerepet játszhat a neutrophilek szabadgyök-termelése egészének (respiratory burst) terminációjában. Ez valószínűleg negatív feed-back-szerűen mehet végbe, azaz a mieloper-oxidáz (vagy feltehetően inkább az általa katalizált reakciók valamelyik terméke) gátolja a fehérvérsejtekben zajló szabadgyök-termelő láncreakció első enzimjének, a NADPH-oxidáznak az aktivitását. A reakciósorozat harmadik enzimje maga a mieloperoxidáz (1. ábra).

Yamada, Yoshida és Hashinaka eredményei (50), amelyek alapján ösztrogénreguláció alatt álló, a mieloperoxidáz gén expressziójában érintett DNS-szakaszokat igazoltak, alátámasztják feltevésünket, miszerint az ösztrogének a mieloperoxidáz enzim közvetítésével fejtenék ki előnyös, szuperoxid-csökkentő, antioxidáns hatásukat. Az ösztrogén mieloperoxidázra kifejtett in vitro hatását egyébként Jansson is leírta (51).

A mieloperoxidáz kulcsszerepére utalnak azok az eredményeink is, amelyek szerint menopauzában lévő nők intracelluláris mieloperoxidáz-aktivitása, valamint plazmaszintje szignifikánsan alacsonyabb, mint a hormonálisan aktív életkorban lévőké. A plazmakoncentrációk tekintetében hasonló eredményt kaptunk azonos életkorú férfi populációk összehasonlításakor is (48, 52). A granulocyták mieloperoxidáz-aktivitása egyébként az ovulációval kap-csolatos ösztrogéncsúcs idején, valamint a terhesség második felében, az ösztrogénszinttel párhuzamosan emelkedik (53, 54). Akut pancreatitisben a fokozott mieloperoxidáz-aktivitás a szuperoxid anionok csökkent termelésével jár együtt (55). Ezek a közlemények is egybevágnak adatainkkal.

A kérdést a másik oldalról vizsgálva, ugyancsak az eredményeinket alátámasztó információkat találhatunk. Mieloperoxidáz-hiányban szenvedő betegeknél emelkedett oxigénfelhasználást és fokozott szuperoxidanion-, valamint egyéb szabadgyök-termelést sikerült kimutatni (56, 57).

Az ösztrogénhatásra fokozódó mieloperoxidáz-aktivitás több más szempontból is hasznosnak tartható. Például a mieloperoxidáz által modifikált HDL növeli a koleszterol kiáramlását az atherogenesisben kulcsszerepet játszó habos sejtekből (58). A mieloperoxidáz által az említettek szerint létrejövő NADPH-oxidáz-gátlás előnyös, mivel az utóbbi enzim szerepet játszik az LDL oxidálásában (59). Bár a mieloperoxidáz szintén oxidálja az LDL-t (60, 61), szuperoxidanion-termelésének gátlásával ugyanakkor ennél lényegesebb, antioxidáns hatást fejt ki.

Az ösztrogének fokozzák az érfal szempontjából pozitív hatású nitrogén-oxid kiáramlását az endothelsejtekből (62). E tény lehetséges magyarázata, hogy a hormon a mieloperoxidáz-aktivitás növelése révén csökkenti a szuperoxid anion termelését, és az alacsonyabb szuperoxidszint mellett kisebb az esélye annak, hogy e gyök semlegesítse a nitrogén-oxidot.

A NADPH a nitrogén-oxid termeléséért felelős enzim, a nitrogén-oxid-szintáz egyik kofaktora (62). Kauser és Rubányi szerint a nitrogén-oxid ösztrogénhatásra kialakuló, fokozott termelődésének hátterében feltehetően a nitrogén-oxid-szintáz valamelyik kofaktorának jobb elérhetősége áll (63). Ha elfogadjuk, hogy a mieloperoxidáz rendszer gátolja a NADPH-oxidázt, ösztrogén- (ezáltal mieloperoxidáz-) hatásra minden bizonnyal nem használódik el annyi NADPH, tehát emelkedik a nitrogén-oxid-szintáz kofaktorának, a NADPH-nak a szintje. Ez is egy magyarázat a nitrogén-oxid ösztrogénhatásra kialakuló, növekvő termelődésére.

Általánosan ismert a terhes nők bakteriális infekciókkal szembeni érzékenysége. Egy állatkísérletben ösztrogénnel előkezelt egereket Gonococcusszal fertőzve letalis szepszis alakult ki, míg hormon-előkezelés nélkül ezt el tudták kerülni (64). A neutrophil sejtekben termelődő szabad gyökök, főleg a hypochlorition, kifejezett baktericid hatásúak, nélkülük a phagocytált kórokozók nem pusztulnak el. A phagocytosis során a kórokozó a membránstruktúrával körülvett phagosomába kerül, és ide ürül az addig a sejtek azurophyl granulumaiban tárolt mieloperoxidáz is, hogy az általa katalizált reakció terméke elpusztíthassa a patogén részecskét. A NADPH-oxidáz a sejtmembrán integráns része, így egymásra találása a mieloperoxidázzal könnyen létrejöhet a phagosomában. A phagosoma a sejt belsejéből a későbbiek folyamán ismét a felszínre nyílhat, ezáltal a mieloperoxidáz az extracelluláris térbe kerül. Ez a magyarázata annak, hogy detektálható a plazmában. Az ösztrogén által fokozott mieloperoxidáz-aktivitás miatti szabadgyöktermelés-gátlás tehát az érfal védelme szempontjából előnyösnek, a fertőzések elleni védekezés oldaláról nézve viszont inkább hátrányosnak tűnik. Ezek az adatok is alátámasztják azt a tényt, hogy a szabad gyökök nem egyértelműen veszélyes molekulák: az életfolyamatok bizonyos területein, bizonyos mértékig szükséges és pozitív a szerepük (10). Betegséget főleg a sejtekből kijutva, a helyi antioxidáns mechanizmusok elnyomását követően, az extracelluláris szöveteket károsítva okozhatnak.

A szteroidoknak a vasoconstrictor hatású szuperoxid anionok szintjére gyakorolt mérséklő hatása a coronariakeringés szempontjából nyilvánvalóan pozitív (7, 15). Nőknél az ötödik-hatodik évtizedben határozottan emelkedik az addig viszonylag alacsonyabb vérnyomás (65). Ezt a hormonpótlással módosítható vérnyomás-emelkedést (66, 67) a posztmenopauzában kialakuló hormonhiány ma-gyarázza, amely az érfal biomechanikai tulajdonságainak változásait, gyorsuló rugalmatlanná válását okozza (68-73). A korábbi gondolatmenetet folytatva, a klimakteriumban az alacsony hormonszint melletti csökkent mieloperoxidáz-aktivitás miatt a vasoconstrictor természetű szuperoxidanion-termelődés feltehetően kevésbé gátolt, szintje tehát emelkedik, és ez egyenes út lehet a vérnyomás emelkedése felé.
 

Következtetések

Az irodalmi adatok és saját eredményeink alapján a szteroidvegyületek jelentős része több támadásponton is hatva kifejezett antioxidáns hatású. A szteroidok csökkenteni tudják az egyik legfontosabb szabad gyök, a szuperoxid anion szintjét. Ennek magyarázataként feltehetően a fokozott mieloperoxidáz-aktivitás általi NADPH-oxidáz-gátlás szolgál. Adott tehát a feladat, hogy megtaláljuk a szteroidszerkezetnek azt az összetevőjét, amely felelőssé tehető e hatásért, és így elérhető közelségbe kerülhet az új, hatásos, antioxidáns tulajdonságú gyógyszerek kifejlesztése. Ez nemcsak az érfalvédelem szempontjából, hanem a számtalan egyéb, szabad gyökök által kiváltott betegségre is gondolva (carcinogenesis, öregedés, májkárosodás stb.), más oldalról nézve is beláthatatlan jelentőségű.
 

Összegzés

Irodalom

  1. Selzeman CH, Whitehil TA, Shames BD, Pulido ES, Cain BC, Harken AH. The biology of estrogen-mediated repair of cardiovascular injury. Ann Thoracic Surg 1998;65:868-74.
  2. Matthews KA, Meilahn E, Kuler LH, Kelsey SF, Caggiula AW, Wing RR. Menopause and risk factors for coronary heart disease. N Engl J Med 1989;321:641-6.
  3. Székács B. Szív-érrendszeri veszélyeztetettség nők körében a nemi hormontermelés megszűnte után. Háziorvos Továbbképző Szemle 1999;4(5):280-83.
  4. Székács B, Masszi G. Cardiovascularis rizikó és védelem a menopausában. A menopausa időszerű kérdései. Szerk.: Cseh-Dancsó-Tóth. Budapest: B+V Lap- és Könyvkiadó Kft. 2000.
  5. Ács N, Vajo Z, Miklós Z, Siklósi G, Paulin F, Szekács B. Postmenopausal hormone replacement therapy and cardiovascular mortality in Central Europe. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2000;55(3):160-62.
  6. Elneihoum AM, Falke P, Hedblad B, Lingrade F, Ohlsson K. Leukocyte activation in atherosclerosis, correlation with risk factors. Atherosclerosis 1997;131(1):79-84.
  7. Das UN. Can free radicals induce coronary vasospasm and acute myocardial infarction? Med-Hypotheses 1992;39(1):90-94.
  8. Mohácsi A, Kozlowszky B, Kiss I, Seres I, Fülöp T. Neutrophils obtained from obliterative atherosclerotic patients exhibit enhanced resting respiratory burst and increased degranulation in response to various stimuli. Biochim Biophys Acta 1996;1316(3):210-16.
  9. Marumo T, Schini-Kerth VB, Brandes RP, Busse R. Glucocorticoids inhibit superoxide anion production and p22 phox mRNA expression in human aortic smooth muscle cells. Hipertension 1998;32(6):1083-8.
  10. Feher J, Csomos G, Vereckei A. Free radical reactions in medicine. Springer Verlag; 1987.
  11. Seligman ML, Mitamura J, Shera N, Demopoulos HB. Corticosteroid (methylprednisolone) modulation of photoperoxidation by ultraviolet light in liposomes. Photochem Photobiol 1979;29:549-58.
  12. Békési Gábor, Ács Nándor, Székács Béla. Hormonpótlás-keringő alakelemek-reológiai tényezők. Háziorvos Továbbképző Szemle 1999;4(5):308-10.
  13. Békési Gábor, Magyar Zoltán, Kakucs Réka, Sprintz Detlef, Kocsis Ibolya, Székács Béla, et al. Emberi neutrophil granulocyták mieloperoxidáz aktivitásának és a belőlük felszabaduló enzim mennyiségének változása ösztrogén hatására. Orvosi Hetilap 1999; 140(29):1625-30.
  14. Kellog EW, Fridovich I. Liposome oxidation and erythrocyte lysis by enzymically generated superoxide and hydrogen peroxide. J Biol Chem 1977;252(19):6721-8.
  15. Cathapermal S, Lavigne MC, Leong-Son M, Alibadi T, Ramwell PW. Stereoisomer-specific inhibition of superoxide anion-induced rat aortic smooth muscle cell proliferation by 17 beta-estradiol is estrogen receptor dependent. J Cardiovasc Pharmacol 1998;31(4): 499-505.
  16. Van Der Vliet A, Smith D, O'Neill CA, Kaur H, Darley-Usmar V, Cross CE, et al. Interactions of peroxynitrite with human plasma and its constituents: oxidative damage and antioxidant depletion. Biochem J 1994;303:295-301.
  17. Ferdinandy P, Panas D, Schulz R. Peroxynitrite contributes to spontaneous loss of cardiac efficiency in isolated working rat hearts. Am J Physiol 1999;276:H1861-7.
  18. Shwaery GT, Vita JA, Keaney JF. Antioxidant protection of LDL by physiological concentrations of 17 beta estradiol. Requirement for estradiol modification. Circulation 1997;95(6):1378-85.
  19. Kurzer MS. Dietary phytoestrogens. Ann Rev Nu 1997;17:353-81.
  20. Maziere C, Ronveaus MF, Salmon S, Santus R, Maziere JC. Estrogens inhibit copper and cell-mediated modification of low density lipoprotein. Atherosclerosis 1991;89:175-82.
  21. Mosca L, Bowlin S, Davidson L, Jenkins P, Pearson TA. Estrogen replacement therapy and lipoprotein (a). Circulation 1991;84: 546A.
  22. Arnal JF, Clamens S, Pechet C, Negre-Salvayre A, Allera C, Girolami JP, et al. Ethinylestradiol does not enhance the expression of nitric oxide synthase in bovine endothelial cells but increases the release of bioactive nitric oxide by inhibiting superoxide anion production. Proc Natl Acad Sci USA 1996;93:4108-13.
  23. Buyon JP, Korchak HM, Rutherford LE, Ganguly M, Weissmann G. Female hormones reduce neutrophil responsiveness in vitro. Arthritis Rheum 1984;27(6):623-30.
  24. Laloraya M, Jain S, Thomas M, Kopergaonkar S, Pradeep Kumar G. Estrogen surge: a regulatory switch for superoxide radical generation at implantation. Biochem Mol Biol Int 1996;39(5): 933-40.
  25. Roy D, Liehr JG. Temporary decrease in renal quinone reductase activity induced by chronic administration of estradiol to male Syrian hamsters. J Biol Chem 1988;263(8):3646-51.
  26. Vol'skii NN, Kozlov VA, Lozovoi VP. Effect of hydrocortisone on superoxide radical production by phagocytosing spleen cells. Biull Eksp Biol Med 1987;103(6):694-6.
  27. Roilides E, Uhlig K, Venzon D, Pizzo PA, Walsh TJ. Prevention of corticosteroid-induced suppression of human polymorphonuclear leukocyte-induced damage of Aspergillus fumigatus hyphae by granulocyte colony-stimulating factor and gamma interferon. Infect Immun 1993;61(11):4870-7.
  28. de Lamirande E, Harakat A, Gagnon C. Human sperm capacitation induced by biological fluids and progesterone, but not by NADH or NADPH, is associated with the production of superoxide anion. J Androl 1998;19(2):215-25.
  29. Sugino N, Shimamura K, Tamura H, Ono M, Nakamura Y, Ogino K, et al. Progesterone inhibits superoxide radical production by mononuclear phagocytes in pseudopregnant rats. Endocrinology 1996;137(2):749-54.
  30. Kita E, Takahashi S, Yasui K, Kashiba S. Effect of estrogen (17 beta-estradiol) on the susceptibility of mice to disseminated gonococcal infection. Infect Immun 1985;49(1):238-43.
  31. Roilides E, Robinson T, Sein T, Pizzo PA, Walsh TJ. In vitro and ex vivo effects of cyclosporin A on phagocytic host defenses against Aspergillus fumigatus. Antimicrob Agents Chemother 1994;38(12):2883-8.
  32. Szefler SJ, Norton CE, Ball B, Gross JM, Aida Y, Pabst MJ. IFN-gamma and LPS overcome glucocorticoid inhibition of priming for superoxide release in human monocytes. Evidence that secretion of IL-1 and tumor necrosis factor-alpha is not essential for monocyte priming. J Immunol 1989;142(11):3985-92.
  33. Békési G, Kakucs R, Várbíró Sz, Rácz K, Sprintz D, Fehér J, et al. In vitro effects of different steroid hormones on superoxide anion production of human neutrophil granulocytes. Steroids 2000;65(12):891-6.
  34. Békési G, Kakucs R, Várbíró Sz, Rácz K, Sprintz D, Fehér J, et al. Effect of sex steroids on superoxide production by human granulocytes. 5th European Congress on Menopause, 1-5 July 2000. Copenhagen. Maturitas 2000;35(Suppl.1):S65.
  35. Smith LL. Review of progress in sterol oxidations. Lipids 1996;31:453-87.
  36. Demopoulos HB, Flamm ES, Seligman ML, Pietronigro DD, Tomasula J, DeCrescito V. Further studies on free-radical pathology in the major central nervous system disorders: effect of very high doses of methylprednisolone on the functional outcome, morphology, and chemistry of experimental spinal cord impact injury. Can J Physiol Pharmacol 1982;60:1415-24.
  37. Hall ED, Braughler JM. Acute effects of intravenous glucocorticoid pretreatment on the in vitro peroxidation of cat spinal cord tissue. Exp Neurol 1981;73:321-4.
  38. Jacobsen EJ, McCall JM, Ayer DE, VanDoornik FJ, Palmer JR, Belonga KJ, et al. Novel 21-aminosteroids that inhibit iron-dependent lipid peroxidation and protect against central nervous system trauma. J Med Chem 1990;33:1145-51.
  39. Braughler JM, Pregenzer JF, Chase RL, Duncan LA, Jacobsen EJ, McCall JM. Novel 21-amino steroids as potent inhibitors of iron-dependent lipid peroxidation. J Biol Chem 1987;262:10438-40.
  40. Braughler JM, Burton PS, Chase RL, Pregenzer JF, Jacobsen EJ, VanDoornik FJ, et al. Novel membrane localized iron chelators as inhibitors of iron-dependent lipid peroxidation. Biochem Pharmacol 1988;37:3853-60.
  41. Braughler JM, Chase RL, Neff GL, Yonkers PA, Day JS, Hall ED, et al. A new 21-aminosteroid antioxidant lacking glucocorticoid activity stimulates adrenocorticotropin secretion and blocks arachidonic acid release from mouse pituitary tumor (AtT-20) cells. J Pharm Exp Therap 1988;244:423-7.
  42. Braughler JM, Pregenzer JF. The 21-aminosteroid inhibitors of lipid peroxidation: reactions with lipid peroxyl and phenoxy radicals. Free Rad Biol Med 1989;7:125-30.
  43. Schauer JE, Schelin A, Hanson P, Stratman FW. Dehydroepiandrosterone and a beta-agonist, energy transducers, alter antioxidant enzyme systems: influence of chronic training and acute exercise in rats. Arch Biochem Biophys 1990;283:503-11.
  44. Aragno M, Tamagno E, Boccuzzi G, Brignardello E, Chiarpotto E, Pizzini A, et al. Dehydroepiandrosterone pretreatment protects rats against the pro-oxidant and necrogenic effects of carbon tetrachloride. Biochem Pharmacol 1993;46:1689-94.
  45. Collins P. Vascular effects of ovarian hormones. Climacteric 1999;2(Suppl.1):47,S14-1, 9-th International Menopause Society World Congress on Menopause, Yokohama
  46. Békési G, Magyar Z, Kakucs R, Székács B, Fehér J. The changes in the myeloperoxidase activity of human neutrophil granulocytes and in the amount of enzyme deriving from them under the effect of oestrogen. Menopause Review 1997;2(2):51. IV. European Congress on Menopause, Vienna.
  47. Békési G, Kakucs R, Magyar Z, Fehér J, Pázmány T, Sprintz D, et al. Menopause and HRT: effects on granulocyte myeloperoxidase activity, release and related free radical generation. Climacteric 1999;Vol2(Suppl.1):228. 9th International Menopausa Society World Congress on Menopause, Yokohama.
  48. Békési G, Kakucs R, Sándor J, Sárváry E, Kocsis I, Sprintz D, et al. Age and plasma myeloperoxidase concentration-relation to superoxide anion production. European Heart Journal 2000;Vol21 [Abstract]Suppl.215: XXII. Congress of the European Society of Cardiology, Amsterdam.
  49. Jandl RC, André-Schwartz J, Borges-Dubois L, Kipnes RS, Mc Murrich BJ, Babior B. Termination of the respiratory burst in human neutrophils. J Clin Invest 1978;61:1176-85.
  50. Yamada M, Yoshida M, Hashinaka K. Identification of transcriptional cis-element in introns 7 and 9 of the myeloperoxidase gene. J Biol Chem 1993;268:13479-85.
  51. Jansson G. Oestrogen-induced enhancement of myeloperoxidase activity in human polymorphonuclear leukocytes-a possible cause of oxidative stress in inflammatory cells. Free Rad Res Com 1990;14:195-208.
  52. Bekesi G, Kakucs R, Sandor J, Sarvary E, Kocsis I, Sprintz D, et al. Changes in human plasma concentration and intracellular activity of myeloperoxidase in groups of different age and gender, relation to superoxide anion production. International Journal of Clinical Nutrition 1999;Vol1:224. International Congress on Atherosclerosis, Hypertension and Coronary Artery Disease, New Delhi.
  53. Cockle SM, Harkness RA. Changes in salivary peroxidase and polymorphonuclear neutrophil leukocyte enzyme activities during the menstrual cycle. British J Obstetr Gynaec 1978;85: 776-82.
  54. Tsakonas DP, Nicolaides KH. Myeloperoxidase activity and nuclear segmentation of maternal neutrophils during normal pregnancy. Clin Lab Haemat 1994;16:337-42.
  55. Ferencz A, Rőth E, Gál I. The role of neutrophil activation and inflammatory mediators in the pathomechanism of acute pancreatitis. 5-th Free Radical Research Conference. Aug. 25-27, 1997, Gödöllő, Hungary; p. 63.
  56. Badwey J, Karnovsky M. Active oxygen species and the functions of phagocytic leukocytes. Ann Rev Biochem 1980;49:695-726.
  57. Klebanoff S. Oxygen metabolism and the Toxic Properties of Phagocytes. Ann Intern Med 1980;93:480-89.
  58. Francis GA, Mendez AJ, Bierman El, et al. Oxidative tyrosylation of high density lipoprotein by peroxidase enhances cholesterol removal from cultured fibroblasts and macrophage foam cells. Proc Natl Acad Sci USA 1993;90:6631-5.
  59. Zuckerman S, Bryan N. Inhibition of LDL oxidation and myeloperoxidase dependent tyrosyl radical formation by selective estrogen receptor modulator raloxifene (LY139481HCL). Atherosclerosis 1996;126:65-75.
  60. Santanam N, Parthasarathy S. Paradoxical actions of anti-oxidants in the oxidation of low density lipoprotein by peroxidases. J Clin Invest 1995;95:2594-600.
  61. Savenkova MI, Mueller DM, Heinecke JW. Tyrosyl radical generated by myeloperoxidase is a physiological catalyst for the initiation of lipid peroxidation in low density lipoprotein. J Biol Chem 1994;269:20394-400.
  62. Arnal JF, Clamens S, Pechet C, et al. Ethinylestradiol does not enhance the expression of nitric oxide synthase in bovine endothelial cells but increases the release of bioactive nitric oxide by inhibiting superoxide production. Proc Natl Acad Sci USA 1996;93:4108-13.
  63. Kauser K, Rubanyi G. Potential cellular signaling mechanisms mediating upregulation of endothelial nitric oxide production by estrogen. J Vasc Res 1997;34:229-36.
  64. Kita E, Kashiba S. Effect of estrogen (17 beta estradiol) on the susceptibility of mice to disseminated gonococcal infection. Infect-Immun 1985;49:238-43.
  65. van Ittersum FJ, van Baal WM, Kenemans P, Mijatovic V, Donker AJ, van der Mooren MJ, et al. Ambulatory - not office - blood pressures decline during hormone replacement therapy in healthy postmenopausal women. Am J Hypertens 1998;11(10):1147-52.
  66. Szekacs B, Vajo Z, Acs N, Hada P, Csuzi L, Bezeredi J, et al. Hormone replacement therapy reduces mean 24-hour blood pressure and its variability in postmenopausal women with treated hypertension. Menopause 2000;7(1):31-5.
  67. Hayward CS, Knight DC, Wren BG, Kelly P. Effect of hormone replacement therapy on non-invasive cardiovascular haemodynamics. J Hypertens 1997;15:987-93.
  68. Nagai Y, Earley CJ, Kemper MK, Bacal CS, Metter LJ. Influence of age and postmenopausal estrogen replacement therapy on carotid arterial stiffness in women. Cardiovasc Res 1999;41:307-11.
  69. Ács N, Székács B, Nádasy Gy, Várbíró Sz, Kakucs R, Monos E. Az ösztrogénhiány és a hormonpótló kezelés hatásai patkány kis artériáinak biomechanikai tulajdonságaira. Magyar Nőorvosok Lapja 1998;61(2):103-9.
  70. Ács N, Székács B, Nádasy Gy, Várbíró Sz, Miklós Zs, Monos E. Medroxyprogesteron monoterápia és kombinált hormonpótló kezelés hatásai kis artériák biomechanikai tulajdonságaira. Magyar Nőorvosok Lapja 1998;61(5):389-94.
  71. Kakucs R, Várbíró S, Székács B, Nádasy Gy, Ács N, Monos E. Direct relaxing effect of estradiol-17 beta and progesterone on rat saphenous artery. Microvasc Res 1998;56(2):139-43.
  72. Várbíró S, Nádasy Gy, Ács N, Miklós Zs, Tőkés A, Monos E, et al. Menopauza-hypertonia-hormonpótlás: kis verőerek biomechanikai változásainak állatkísérletes vizsgálata. Hypertonia és Nephrologia 1999;3(5):219-80.
  73. Belch JJ. The relationship between white blood cells and arterial disease. Curr Opin Lipidol 1994;5(6):440-6. Review.


The role of steroid hormones in the protection against oxidative stress

The incidence of vascular diseases increases in postmenopausal women. This negative trend seems to be controllable favourably by hormone replacement therapy (HRT). Based on the free radical mediated mechanism of atherogenesis the authors try to find the reasons for these observations on the basis of their and others' data. They consider the increase of activity and amount of neutrophil enzyme myeloperoxydase by certain steroid particulars one of the most important elements of the vasoprotective effect of HRT. This increase diminishes the production of superoxide anion by the inhibition of the NADPH-oxidase enzyme. The observation proved firstly by the authors, that the plasma levels of myeloperoxydase - and so the ability for the inhibition of superoxide anion production by neutrophils - decreases in elderly people, might explain the higher incidence of some free radical mediated illnesses in the elderly. The authors also give a short review of antioxidant effects of steroids in general.

Correspondence: Gábor Békési, MD, Semmelweis University, Faculty of Medicine 2nd Department of Medicine
H-1088 Budapest, Szentkirályi u. 46.

steroid hormones, myeloperoxidase enzyme, superoxide anion, antioxidant effect, hormone replacement therapy, vasoprotection