The effect of hormone replacement therapy on HDL-cargo of postmenopausal women : special reference to microRNA content

Abstract

Ikääntyminen lisää sydän- ja verisuonitautien riskiä. Myös vaihdevuosien aikaiset hormonimuutokset altistavat naiset epäedullisille aineenvaihdunnan muutoksille, jotka tulisi erottaa ikääntymiseen liittyvistä muutoksista. Suuri korkean tiheyden lipoproteiinin kolesterolin (HDL-C) määrä on yhteydessä pienempään sydän- ja verisuonitautiriskiin. HDL-C:n määrä näyttäisi kasvavan vaihdevuosien aikana, mutta tällöin se ei anna suojaa sydän- ja verisuonitaudeilta. Vaihdevuosien aikana korkean tiheyden lipoproteiinin (HDL) rakenteessa saattaakin tapahtua muutoksia, jotka vaikuttavat sen toimintaan. Proteiinien ja rasvojen lisäksi HDL kuljettaa lyhyitä RNA-molekyylejä, mikro-RNA:ita (miRNA), jotka säätelevät solujen toimintaa. Systeemisen estradiolitason (E2) on todettu vaikuttavan tiettyihin verenkierrossa kulkeviin miRNA:ihin, kuten miR-21, -126 ja -146a, joilla on yhteys myös sydän- ja verisuonitauteihin sekä kestävyyskuntoon. Estradiolipitoisuuden vaikutusta HDL:n kuljettamiin miRNA:ihin ei ole kuitenkaan tutkittu. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää vaihdevuosien hormonimuutosten vaikutusta HDL:n kuljettamiin miRNA:ihin tutkimalla hormonikorvaushoidon (HRT) vaikutusta miR-21, -126 ja -146a -tasoihin, sekä selvittää kyseisten miRNA:iden ja kestävyyskunnon välistä yhteyttä. Tämä tutkielma oli osa ”Keski-ikäisten naisten metabolisten toimintahäiriöiden riski: systeeminen ja intrakriininen estrogeeni sekä mikro-RNA:t välittävinä tekijöinä” (EsmiRs) -tutkimusta. Tutkimusjoukko koostui terveistä vaihdevuodet ohittaneista HRT-käyttäjistä (n = 5) sekä ei-käyttäjistä (n = 5). Aineenvaihduntasairauksien puuttuminen mahdollisti HRT:n vaikutusten tutkimisen ilman tautirasitetta. Tutkittavien kestävyyskuntoa mitattiin maksimaalisella polkupyöräergometritestillä ja se kuvattiin kuormituksessa saavutetun hapenkulutuksen huippuarvon (VO2peak) avulla. HDL eristettiin ennen testiä otetuista seeruminäytteistä ja edellä mainitut miRNA:t mitattiin käyttäen reaaliaikaista polymeraasiketjureaktioita (qPCR). Ryhmien välillä ei ollut merkitsevää eroa HDL-C määrässä eikä HDL:n kuljettamissa miR-21, -126 ja -146a -tasoissa. miR-126 -tason ja E2 välillä havaittiin positiivinen yhteys (p = 0.029). Tutkituista miRNA:ista ainoastaan miR-146a korreloi negatiivisesti VO2peak -arvojen kanssa HRT-käyttäjillä (p = 0.037) sekä kiihtyvyysmittarilla mitatun vapaa-ajan liikunnan kanssa ei-käyttäjillä (p = 0.037). Tämän tutkimuksen perusteella HRT:n käyttö ei vaikuta HDL-C:n määrään eikä HDL:n miR-21, -126 ja -146a tasoihin. Pienestä otoskoosta huolimatta miR-126 ja E2 välillä havaittiin yhteys ja tutkimustulos tukee aiemmin havaittua yhteyttä miR-146a ja liikunnan välillä. Jatkossa tulisi tutkia tarkemmin vaihdevuosien hormonimuutosten vaikutusta HDL:n toimintaan.

Cardiovascular disease (CVD) risk increases with age. Also, menopause, a period when women undergo significant hormonal changes, predisposes to several unfavourable metabolic alterations which increase CVD risk and should be separated from age-related changes. Even though several studies show that high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C) increases during menopause, it does not protect from CVD. Hence, high HDL-C levels may not always reduce CVD risk. High-density lipoprotein (HDL) may undergo compositional changes during menopause that affect its function. In addition to the protein and lipid cargo, HDL transports short RNA molecules, microRNAs (miRNAs), that regulate cell functions. Systemic estradiol (E2) level has previously been reported to affect specific circulating miRNAs, such as miR-21, -126 and -146a, which also associate with CVD and cardiorespiratory fitness (CRF). However, no study has examined the effects of serum E2 on HDL-carried miRNAs. The aim of this study was to examine the effects of menopausal hormonal changes on HDL-carried miRNAs by investigating the effects of hormone replacement therapy (HRT) on miR-21, -126 and 146a content of HDL and to examine the association between these miRNAs and CRF. This study was part of “the Systemic and Intracrine Estrogen and MicroRNAs mediate the risk of metabolic dysfunction in middle-aged women” (EsmiRs) study. Participants comprised of healthy postmenopausal HRT using (n = 5) and non-using (n = 5) women without any notable metabolic diseases which enabled examining the effects of HRT without a disease burden. CRF level was measured with maximal graded exercise test and described as peak oxygen uptake (VO2peak). Pre-exercise test serum samples were used to isolate HDL and the foregoing miRNAs were measured using quantitative polymerase chain reaction (qPCR). The studied groups did not differ in HDL-C concentration nor HDL-carried mir-21, -126 and -146a levels. However, there was a positive correlation between miR-126 and serum E2 (p = 0.029). From the studied miRNAs, only miR-146a correlated negatively with VO2peak in HRT using women (p = 0.037) and positively with accelerometer measured leisure time physical activity in non-using women (p = 0.037). Based on this study the use of HRT does not affect HDL-C nor HDL-carried miR-21, -126 and -146a levels. However, despite of the small sample size, association was found between miR-126 and E2 and the present study supports previously observed association of miR-146a with physical activity. Future studies should focus on examining the effects of menopausal hormonal changes on HDL function.