Catad_tema Артериальная гипертензия - статьи
Дисфункция эндотелия как новая концепция профилактики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний
Конец XX века ознаменовался не только интенсивным развитием фундаментальных понятий патогенеза артериальной гипертонии (АГ), но и критическим пересмотром многих представлений о причинах, механизмах развития и лечении этого заболевания.
В настоящее время АГ рассматривается как сложнейший комплекс нейро-гуморальных, гемодинамических и метаболических факторов, взаимоотношение которых трансформируется во времени, что определяет не только возможность перехода одного варианта течения АГ в другой у одного и того же больного, но и заведомую упрощенность представлений о монотерапевтическом подходе, и даже о применении как минимум двух лекарственных препаратов с конкретным механизмом действия.
Так называемая "мозаичная" теория Пейджа, будучи отражением сложившегося традиционного концептуального подхода к изучению АГ, ставившего в основу АГ частные нарушения механизмов регуляции АД, может быть отчасти аргументацией против применения одного гипотензивного средства для лечения АГ. При этом, редко принимается во внимание такой немаловажный факт, что в своей стабильной фазе АГ протекает при нормальной или даже сниженной активности большинства систем, регулирующих АД .
В настоящее время серьезное внимание во взглядах на АГ стало уделяться метаболическим факторам, число которых, однако, увеличивается по мере накопления знаний и возможностей лабораторной диагностики (глюкоза, липопротеиды, С-реактивный белок, тканевой активатор плазминогена, инсулин, гомоцистеин и другие).
Возможности суточного мониторирования АД, пик внедрения которого в клиническую практику пришелся на 80-е годы, показали существенный патологический вклад нарушенной суточной вариабельности АД и особенностей суточных ритмов АД, в частности, выраженного предутреннего подъема, высоких суточных градиентов АД и отсутствия ночного снижения АД, что во многом связывалось с колебаниями сосудистого тонуса.
Тем не менее, к началу наступившего века отчетливо выкристаллизовалось направление, которое во многом включило в себя накопленный опыт фундаментальных разработок с одной стороны, и сосредоточило внимание клиницистов на новом объекте - эндотелии - как органе-мишени АГ, первым подвергающимся контакту с биологически активными веществами и наиболее рано повреждающимся при АГ.
С другой же стороны, эндотелий реализует многие звенья патогенеза АГ, непосредственно участвуя в повышении АД.
Роль эндотелия в сердечно-сосудистой патологии
В привычном человеческому сознанию виде эндотелий представляет собой орган весом 1,5-1,8 кг (сопоставимо с весом, например, печени) или непрерывный монослой эндотелиальных клеток длиной 7 км, или занимающий площадь футбольного поля, либо шести теннисных кортов. Без этих пространственных аналогий было бы трудно представить, что тонкая полупроницаемая мембрана, отделяющая кровоток от глубинных cтруктур сосуда, непрерывно вырабатывает огромное количество важнейших биологически активных веществ, являясь таким образом гигантским паракринным органом, распределенным по всей территории человеческого организма.
Барьерная роль эндотелия сосудов как активного органа определяет его главную роль в организме человека: поддержание гомеостаза путем регуляции равновесного состояния противоположных процессов - а) тонуса сосудов (вазодилатация/вазоконстрикция); б) анатомического строения сосудов (синтез/ингибирование факторов пролиферации); в) гемостаза (синтез и ингибирование факторов фибринолиза и агрегации тромбоцитов); г) местного воспаления (выработка про- и противовоспалительных факторов) .
Необходимо заметить, что каждая из четырех функций эндотелия, определяющая тромбогенность сосудистой стенки, воспалительные изменения, вазореактивность и стабильность атеросклеротической бляшки, напрямую или косвенно связана с развитием, прогрессированием атеросклероза, АГ и ее осложнений . Действительно недавние исследования показали, что надрывы бляшек, приводящих к инфаркту миокарда, отнюдь не всегда происходят в зоне максимального стенозирования коронарной артерии, напротив, зачастую случаются в местах небольших сужений - менее 50% по данным ангиографии .
Таким образом, изучение роли эндотелия в патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) привело к пониманию, что эндотелий регулирует не только периферический кровоток, но и другие важные функции. Именно поэтому объединяющей стала концепция об эндотелии как о мишени для профилактики и лечения патологических процессов, приводящих или реализующих ССЗ.
Понимание многоплановой роли эндотелия уже на качественно новом уровне вновь приводит к достаточно известной, но хорошо забытой формуле "здоровье человека определяется здоровьем его сосудов".
Фактически, к концу XX века, а именно в 1998 году, после получения Нобелевской Премии в области, медицины Ф. Мурадом, Робертом Фуршготом и Луисом Игнарро, была сформирована теоретическая основа для нового направления фундаментальных и клинических исследований в области АГ и других ССЗ - разработке участия эндотелия в патогенезе АГ и других ССЗ, а также способов эффективной коррекции его дисфункции.
Считается, что медикаментозное или немедикаментозное воздействие на ранних стадиях (предболезнь или ранние стадии болезни) способно отсрочить ее наступление или предотвратить прогрессирование и осложнения. Ведущая концепция превентивной кардиологии основана на оценке и коррекции так называемых факторов сердечно-сосудистого риска. Объединяющим началом для всех таких факторов является то, что рано или поздно, прямо или косвенно, все они вызывают повреждение сосудистой стенки, и прежде всего, в ее эндотелиальном слое.
Поэтому можно полагать, что одновременно они же являются факторами риска дисфункции эндотелия (ДЭ) как наиболее ранней фазы повреждения сосудистой стенки, атеросклероза и АГ, в частности.
ДЭ - это, прежде всего, дисбаланс между продукцией вазодилатирующих, ангиопротективных, антипролиферативных факторов с одной стороны (NO, простациклин, тканевой активатор плазминогена, С-тип натрийуретического пептида, эндотелиального гиперполяризующего фактора) и вазоконстриктивных, протромботических, пролиферативных факторов, с другой стороны (эндотелин, супероксид-анион, тромбоксан А2, ингибитор тканевого активатора плазминогена) . При этом, механизм их окончательной реализации неясен.
Очевидно одно - рано или поздно, факторы сердечно-сосудистого риска нарушают тонкий баланс между важнейшими функциями эндотелия, что в конечном итоге, реализуется в прогрессировании атеросклероза и сердечно-сосудистых инцидентах. Поэтому основой одного из нового клинического направлений стал тезис о необходимости коррекции дисфункции эндотелия (т.е. нормализации функции эндотелия) как показателе адекватности антигипертензивной терапии. Эволюция задач гипотензивной терапии конкретизировалась не только до необходимости нормализации уровня АД, но и нормализации функции эндотелия. Фактически это означает, что снижение АД без коррекции дисфункции эндотелия (ДЭ) не может считаться успешно решенной клинической задачей.
Данный вывод является принципиальным, еще и потому, что главные факторы риска атеросклероза, такие как, гиперхолестеринемия , АГ , сахарный диабет , курение , гипергомоцистеинемия сопровождаются нарушением эндотелий-зависимой вазодилатации - как в коронарном, так и в периферическом кровотоке. И хотя вклад каждого из этих факторов в развитие атеросклероза до конца не определен, это пока не меняет сложившихся представлений.
Среди изобилия биологически активных веществ, вырабатываемых эндотелием, важнейшим является оксид азота - NO. Открытие ключевой роли NO в сердечно-сосудистом гомеостазе было удостоено Нобелевской премии в 1998 году. Сегодня - это самая изучаемая молекула, вовлеченная в патогенез АГ и ССЗ в целом. Достаточно сказать, что нарушенное взаимоотношение ангиотензина-II и NO вполне способно определять развитие АГ .
Нормально функционирующий эндотелий отличает непрерывная базальная выработка NO с помощью эндотелиальной NO-синтетазы (eNOS) из L-аргинина. Это необходимо для поддержания нормального базального тонуса сосудов . В то же время, NO обладает ангиопротективными свойствами, подавляя пролиферацию гладкой мускулатуры сосудов и моноцитов , и предотвращая тем самым патологическую перестройку сосудистой стенки (ремоделирование), прогрессирование атеросклероза.
NO обладает антиоксидантным действием, ингибирует агрегацию и адгезию тромбоцитов, эндотелиально-лейкоцитарные взаимодействия и миграцию моноцитов . Таким образом, NO является универсальным ключевым ангиопротективным фактором.
При хронических ССЗ, как правило, наблюдается снижение синтеза NO. Причин тому достаточно много. Если суммировать все, то очевидно - снижение синтеза NO обычно связано с нарушением экспрессии или транскрипции eNOS , в том числе метаболического происхождения, снижением доступности запасов L-аргинина для эндотелиальной NOS , ускоренным метаболизмом NO (при повышенном образовании свободных радикалов ) или их комбинацией.
При всей многогранности эффектов NO Dzau et Gibbons удалось схематически сформулировать основные клинические последствия хронического дефицита NO в эндотелии сосудов , показав тем самым, на модели ишемичeской болезни сердца реальные следствия ДЭ и обратив внимание на исключительную важность ее коррекции на возможно ранних этапах.
Из схемы 1. следует важный вывод: NO играет ключевую ангиопротективную роль еще на ранних стадиях атеросклероза.
Схема 1. МЕХАНИЗМЫ ЭНДОТЕЛИАЛЬНОЙ ДИСФУНКЦИИ
ПРИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ
Так, доказано, что NO уменьшает адгезию лейкоцитов к эндотелию , тормозит трансэндотелиальную миграцию моноцитов , поддерживает нормальную проницаемость эндотелия для липопротеидов и моноцитов , ингибирует окисление ЛПНП в субэндотелии . NO способен тормозить пролиферацию и миграцию гладко-мышечных клеток сосуда , а также синтез ими коллагена . Назначение ингибиторов NOS после сосудистой баллонной ангиопластики или в условиях гиперхолестеринемии приводило к гиперплазии интимы , и напротив, применение L-apгинина или доноров NO уменьшало выраженность индуцированной гиперплазии .
NO обладает антитромботическими свойствами, ингибируя адгeзию тромбоцитов , их активацию и агрегацию , активируя тканевой активатор плазминогена . Появляются убедительные основания полагать, что NO - важный фактор, модулирующий тромботический ответ на надрыв бляшки .
И безусловно, NO является мощным вазодилататором, модулирующим тонус сосудов, приводя к вазорелаксации опосредованно через повышение уровня цГМФ , поддерживая базальный тонус сосудов и осуществляя вазодилатацию в ответ на различные стимулы - напряжение сдвига крови , ацетилхолин , серотонин .
Нарушенная NO - зависимая вазодилатация и парадоксальная вазоконстрикция эпикардиальных сосудов приобретает особое клиническое значение для развития ишемии миокарда в условиях умственного и физического стресса, или холодовой нагрузки . А учитывая, что перфузия миокарда регулируется резистивными коронарными артериями , тонус которых зависит от вазодилататорной способности коронарного эндотелия , даже при отсутствии атеросклеротическнх бляшек, дефицит NO в коронарном эндотелии способен привести к миокардиальной ишемии .
Оценка функции эндотелия
Снижение синтеза NO является главным в развитии ДЭ. Поэтому, казалось бы, нет ничего более простого, чем измерение NO в качестве маркера функции эндотелия. Однако, нестабильность и короткий период жизни молекулы резко ограничивают применение этого подхода. Изучение же стабильных метаболитов NO в плазме или моче (нитратов и нитритов) не может рутинно применяться в клинике в связи с чрезвычайно высокими требованиями к подготовке больного к исследованию.
Кроме того, изучение одних метаболитов оксида азота вряд ли позволит получить ценную информацию о состоянии нитрат-продуцирующих систем. Поэтому, при невозможности одновременного изучения активности NO-синтетаз, наряду с тщательно контролируемым процессом подготовки пациента, наиболее реальным способом оценки состояния эндотелия in vivo является исследование эндотелий-зависимой вазодилатации плечевой артерии с помощью инфузии ацетилхолина или серотонина, либо с использованием венозно-окклюзионной плетизмографии, а также с помощью новейших методик - пробы с реактивной гиперемией и применением ультразвука высокого разрешения.
Кроме указанных методик, в качестве потенциальных маркеров ДЭ рассматривается несколько субстанций, продукция которых может отражать функцию эндотелия: тканевой активатор плазминогена и его ингибитор, тромбомодулин, фактор Виллебрандта .
Терапевтические стратегии
Оценка ДЭ как нарушения эндотелий-зависимой вазодилатации вследствие снижения синтеза NO, в свою очередь, требует пересмотра терапевтических стратегий воздействия на эндотелий с целью профилактики или уменьшения повреждений сосудистой стенки.
Уже показано, что улучшение функции эндотелия предшествует регрессу структурных атеросклеротических изменений . Влияние на вредные привычки - отказ от курения - приводит к улучшению функции эндотелия . Жирная еда способствует ухудшению функции эндотелия у практически здоровых лиц . Прием антиоксидантов (витамин Е, С) способствует коррекции функции эндотелия и тормозит утолщение интимы сонной артерии . Физические нагрузки улучшают состояние эндотелия даже при сердечной недостаточности .
Улучшение контроля гликемии у больных с сахарным диабетом само по себе уже является фактором коррекции ДЭ , а нормализация липидного профиля у пациентов с гиперхолестеринемией приводила к нормализации функции эндотелия , что значительно уменьшало частоту острых сердечно-сосудистых инцидентов .
При этом, такое "специфическое" воздействие, направленное на улучшение синтеза NO, у больных с ИБС или гиперхолестеринемией, как например, заместительная терапия L-аргинином - субстрата NOS - синтетазы, - также приводит к коррекции ДЭ . Аналогичные данные получены и при применении важнейшего кофактора NO-синтетазы - тетрагидробиоптерина - у больных с гиперхолестеринемией .
С целью снижения деградации NO применение витамина С в качестве антиоксиданта также улучшало функцию эндотелия у больных с гиперхолестеринемией , сахарным диабетом , курением , артериальной гипертонией , ИБС . Эти данные свидетельствуют о реальной возможности воздействовать на систему синтеза NO вне зависимости от причин, вызвавших его дефицит.
В настоящее время практически все группы лекарственных препаратов подвергаются проверке на предмет их активности в отношении системы синтеза NO. Косвенное влияние на ДЭ при ИБС , уже показано для ингибиторов АПФ, улучшающих функцию эндотелия опосредованно через косвенное увеличение синтеза и снижения деградации NO .
Позитивные результаты воздействия на эндотелий были получены также при клинических испытаниях антагонистов кальция , однако, механизм этого воздействия неясен.
Новым направлением развития фармацевтики, по-видимому, следует считать создание особого класса эффективных лекарственных препаратов, напрямую регулирующих синтез эндотелиальиого NO и тем самым, напрямую улучшающих функцию эндотелия.
В заключение, хотелось бы внопь подчеркнуть, что нарушения сосудистого тонуса и сердечно-сосудистое ремоделирование приводят к поражению органов - мишеней и осложнениям АГ. Становится очевидным, что биологически активные субстанции, регулирующие сосудистый тонус, одновременно модулируют и ряд важнейших клеточных процессов, таких как пролиферация и рост гладкой мускулатуры сосудов, рост мезангинальных структур, состояние экстрацеллюлярного матрикса , определяя тем самым скорость прогрессирования АГ и ее осложнений. Дисфункция эндотелия, как наиболее ранняя фаза повреждения сосуда, связана прежде всегo, с дефицитом синтеза NO - важнейшего фактора-регулятора сосудистого тонуса, но еще более важного фактора, от которого зависят структурные изменения сосудистой стенки .
Поэтому коррекция ДЭ при АГ и атеросклерозе должна быть рутинной и обязательной частью терапевтических и профилактических программ, а также жестким критерием оценки их эффективности.
Литература
1. Ю.В. Постнов. К истокам первичной гипертензии: подход с позиций биоэнергетики. Кардиология, 1998, N 12, С. 11-48.
2. Furchgott R.F., Zawadszki J.V. The obligatoryrole of endotnelial cells in the relazation of arterial smooth muscle by acetylcholine. Nature. 1980: 288: 373-376.
3. Vane J.R., Anggard E.E., Batting R.M. Regulatory functions of the vascular endotnelium. New England Journal of Medicine, 1990: 323: 27-36.
4. Hahn A.W., Resink T.J., Scott-Burden T. et al. Stimulation of endothelin mRNA and secretion in rat vascular smooth muscle cells: a novel autocrine function. Cell Regulation. 1990; 1: 649-659.
5. Lusher T.F., Barton M. Biology of the endothelium. Clin. Cardiol, 1997; 10 (suppl 11), II - 3-II-10.
6. Vaughan D.E., Rouleau J-L., Ridker P.M. et al. Effects of ramipril on plasma fibrinolytic balance in patients with acute anterior myocardial infarction. Circulation, 1997; 96: 442-447.
7. Cooke J.P, Tsao P.S. Is NO an endogenous antiathero-genic molecule? Arterioscler. Thromb. 1994; 14: 653-655.
8. Davies M.J., Thomas А.С. Plaque fissuring - the cause of acute myocardial infarction, sudden ischemic death, and creshendo angina. Brit. Heart Journ., 1985: 53: 363-373.
9. Fuster V., Lewis A. Mechanisms leading to myocardial infarction: Insights from studies of vascular biology. Circulation, 1994: 90: 2126-2146.
10. Falk E., Shah PK, Faster V. Coronary plaque disruption. Circulation, 1995; 92: 657-671.
11. Ambrose JA, Tannenhaum MA, Alexopoulos D et al. Angiographic progression of coronary artery disease ana the development of myocardial infarction. J. Amer. Coll. Cardiol. 1988; 92: 657-671.
12. Hacket D., Davies G., Maseri A. Pre-existing coronary stenosis in patients with first myocardial infarction are not necessary severe. Europ. Heart J. 1988, 9: 1317-1323.
13. Little WC, Constantinescu M., Applegate RG et al. Can coronary angiography predict the site of subsequent myocardial infarction in patients with mils-to-moderatecoronary disease? Circulation 1988: 78: 1157-1166.
14. Giroud D., Li JM, Urban P, Meier B, Rutishauer W. Relation of the site of acute myocardial infarction to the most severe coronary arterial stenosis at prior angiography. Amer. J. Cardiol. 1992; 69: 729-732.
15. Furchgott RF, Vanhoutte PM. Endothelium-derived relaxing and contracting factors. FASEB J. 1989; 3: 2007-2018.
16. Vane JR. Anggard ЕЕ, Batting RM. Regulatory functions of the vascular endothelium. New Engl. J. Med. 1990; 323: 27-36.
17. Vanhoutte PM, Mombouli JV. Vascular endothelium: vasoactive mediators. Prog. Cardiovase. Dis., 1996; 39: 229-238.
18. Stroes ES, Koomans НА, de Bmin TWA, Rabelink TJ. Vascular function in the forearm of hypercholesterolaemic patients off and on lipid-lowering medication. Lancet, 1995; 346: 467-471.
19. Chowienczyk PJ, Watts, GF, Cockroft JR, Ritter JM. Impaired endothelium - dependent vasodilation of forearm resistance vessels in hypercholesterolaemia. Lancet, 1992; 340: 1430-1432.
20. Casino PR, Kilcoyne CM, Quyyumi AA, Hoeg JM, Panza JA. The role ot nitric oxide in endothelium-dependent vasodilation of hypercholesterolemic patients, Circulation, 1993, 88: 2541-2547.
21. Panza JA, Quyyumi AA, Brush JE, Epstein SE. Abnormal endothelium-dependent vascular relaxation in patients with essential hypertension. New Engl. J. Med. 1990; 323: 22-27.
22. Treasure CB, Manoukian SV, Klem JL. et al. Epicardial coronary artery response to acetylclioline are impared in hypertensive patients. Circ. Research 1992; 71: 776-781.
23. Johnstone MT, Creager SL, Scales KM et al. Impaired endothelium-dependent vasodilation in patients with insulin-dependent diabetes mellitus. Circulation, 1993; 88: 2510-2516.
24. Ting HH, Timini FK, Boles KS el al. Vitamin С improves enoothelium-dependent vasodilatiiin in patients with non-insulin-dependent diabetes mellitus. J. Clin. Investig. 1996: 97: 22-28.
25. Zeiher AM, Schachinger V., Minnenf. Long-term cigarette smoking impairs endotheliu in-dependent coronary arterial vasodilator function. Circulation, 1995: 92: 1094-1100.
26. Heitzer Т., Via Herttuala S., Luoma J. et al. Cigarette smoking potentiates endothelial dislunction of forearm resistance vessels in patients with hypercholes-terolemia. Role of oxidized LDL. Circulation. 1996, 93: 1346-1353.
27. Tawakol A., Ornland T, Gerhard M. et al. Hyperhomocysteinemia is associated with impaired enaothcliurn - dependent vasodilation function in humans. Circulation, 1997: 95: 1119-1121.
28. Vallence P., Coller J., Moncada S. Infects of endothelium-derived nitric oxide on peripheial arteriolar tone in man. Lancet. 1989; 2: 997-999.
29. Mayer В., Werner ER. In search of a function for tetrahydrobioptcrin in the biosynthesis of nitric oxide. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 1995: 351: 453-463.
30. Drexler H., Zeiher AM, Meinzer К, Just H. Correction of endothelial dysfunction in coronary microcirculation of hypercholesterolemic patients by L-arginine. Lancet, 1991; 338: 1546-1550.
31. Ohara Y, Peterson ТЕ, Harnson DG. Hypercholesterolemia increases eiidothelial superoxide anion production. J. Clin. Invest. 1993, 91: 2546-2551.
32. Harnson DG, Ohara Y. Physiologic consequences of increased vascular oxidant stresses in hypercholesterolemia and atherosclerosis: Implications for impaired vasomotion. Amer. J. Cardiol. 1995, 75: 75B-81B.
33. Dzau VJ, Gibbons GH. Endothelium and growth factors in vascular remodelling of hypertension. Hypertension, 1991: 18 suppl. III: III-115-III-121.
34. Gibbons GH., Dzau VJ. The emerging concept of vascular remodelling. New Engl. J. Med., 1994, 330: 1431-1438.
35. Ignarro LJ, Byrns RE, Buga GM, Wood KS. Endothelium derived relaxing factor from pulmonary artery and vein possesses pharmaciilogical and chemical properties identical to those of nitric oxide radical. Circul. Research. 1987; 61: 866-879.
36. Palmer RMJ, Femge AG, Moncaila S. Nitric oxide release accounts for the biological activity of endothelium-derived relaxing factor. Nature. 1987, 327: 524-526.
37. Ludmer PL, Selwyn AP, Shook TL et al. Paradoxical vasoconstriction induced by acetylcholin in athero-sclerotic coronary arteries. New Engl. J. Med. 1986, 315: 1046-1051.
38. Esther CRJr, Marino EM, Howard ТЕ et al. The critical role of tissue angiotensin-converting enzyme as revealed by gene targeting in mice. J. Clin. Invest. 1997: 99: 2375-2385.
39. Lasher TF. Angiotensin, ACE-inhibitors and endothelial control of vasomotor tone. Basic Research. Cardiol. 1993; 88(SI): 15-24.
40. Vaughan DE. Endothelial function, fibrinolysis, and angiotensyn-converting enzym inhibition. Clin. Cardiology. 1997; 20 (SII): II-34-II-37.
41. Vaughan DE, Lazos SA, Tong K. Angiotensin II regulates the expresiion of plasminogen activator inhibitor-1 in cultured endothelial cells. J. Clin. Invest. 1995; 95: 995-1001.
42. Ridker PM, Gaboury CL, Conlin PR et al. Stimulation of plasminogen activator inhibitor in vivo by infusion of angiotensin II. Circulation. 1993; 87: 1969-1973.
43. Griendling KK, Minieri CA, Ollerenshaw JD, Alexander RW. Angiotensin II stimulates NADH and NADH oxidase activity in cultured vascular smooth muscle cells. Circ. Res. 1994; 74: 1141-1148.
44. Griendling KK, Alexander RW. Oxidative stress and cardiovascular discase. Circulation. 1997; 96: 3264-3265.
45. Hamson DG. Endothelial function and oxidant stress. Clin. Cardiol. 1997; 20 (SII): II-11-II-17.
46. Kubes P, Suzuki M, Granger DN. Nitric oxide: An endogenous modulator of leukocyte adhesion. Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 1991; 88: 4651-4655.
47. Lefer AM. Nitric oxide: Nature"s naturally occuring leukocyte inhibitor. Circulation, 1997; 95: 553-554.
48. Zeiker AM, Fisslthaler В, Schray Utz B, Basse R. Nitric oxide modulates the expression of monocyte chemoat-tractant protein I in cultured human endothelial cells. Circ. Res. 1995; 76: 980-986.
49. Tsao PS, Wang B, Buitrago R., Shyy JY, Cooke JP. Nitric oxide regulates monocyte chemotactic protein-1. Circulation. 1997; 97: 934-940.
50. Hogg N, Kalyanamman B, Joseph J. Inhibition of low-density lipoprotein oxidation by nitric oxide: potential role in atherogenesis. FEBS Lett, 1993; 334: 170-174.
51. Kubes P, Granger DN. Nitric oxide modulates microvascular permeability. Amer. J. Physiol. 1992; 262: H611-H615.
52. Austin MA. Plasma triglyceride and coronary heart disease. Artcrioscler. Thromb. 1991; 11: 2-14.
53. Sarkar R., Meinberg EG, Stanley JС et al. Nitric oxide reversibility inhibits the migration of cultured vascular smooth muscle cells. Circ. Res. 1996: 78: 225-230.
54. Comwell TL, Arnold E, Boerth NJ, Lincoln TM. Inhibition of smooth muscle cell growth by nitric oxide and activation of cAMP-dependent protein kinase by cGMP. Amer. J. Physiol. 1994; 267: C1405-1413.
55. Kolpakov V, Gordon D, Kulik TJ. Nitric oxide-generating compounds inhibit total protein and collgen synthesis in cultured vascular smooth cells. Circul. Res. 1995; 76: 305-309.
56. McNamara DB, Bedi B, Aurora H et al. L-arginine inhibits balloon catheter-induced intimal hyperplasia. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1993; 1993: 291-296.
57. Cayatte AJ, Palacino JJ, Horten K, Cohen RA. Chronic inhibition of nitric oxide production accelerates neointima formation and impairs endothelial function in hypercholesterolemic rabbits. Arterioscler Thromb. 1994; 14: 753-759.
58. Tarry WC, Makhoul RG. L-arginine improves endothelium-dependent vasorelaxation and reduces intimal hyperplasia after balloon angioplasty. Arterioscler. Thromb. 1994: 14: 938-943.
59. De Graaf JC, Banga JD, Moncada S et al. Nitric oxide functions as an inhibitor of platelet adhesion under flow conditions. Circulation, 1992; 85: 2284-2290.
60. Azurna H, Ishikawa M, Sekizaki S. Endothelium-dependent inhibition of platelet aggregation. Brit. J. Pharmacol. 1986; 88: 411-415.
61. Stamler JS. Redox signaling: nitrosylation and related target interactions oi nitric oxide. Cell, 1994; 74: 931-938.
62. Shah PK. New insights inio the pathogenesis and prevention of acute coronary symptoms. Amer. J. Cardiol. 1997: 79: 17-23.
63. Rapoport RM, Draznin MB, Murad F. Endothelium-dependent relaxation in rat aorta may be mediated through cyclic GMO-depcndent protein phosphorviation Nature, 1983: 306: 174-176.
64. Joannides R, Haefeli WE, Linder L et al. Nitric oxide is responsible for flow-dependent dilation of human peripheral conduit arteries in vivo. Circulation, 1995: 91: 1314-1319.
65. Ludmer PL, Selwyn AP, Shook TL et al. Paradoxical vasoconstriction induced by acetylcholine in atlierosclerotic coronary arteries. New Engl. J. Mod. 1986, 315: 1046-1051.
66. Bruning ТА, van Zwiete PA, Blauw GJ, Chang PC. No functional involvement of 5-hydroxytryptainine la receptors in nitric oxide dependent dilation caused by serotonin in the human forearm vascular bed. J. Cardiovascular Pharmacol. 1994; 24: 454-461.
67. Meredith IT, Yeung AC, Weidinger FF et al. Role of impaired endotheliuin-dependent vasodilatioii in iscnemic manifestations ot coronary artery disease. Circulation, 1993, 87 (S.V): V56-V66.
68. Egashira K, Inou T, Hirooka Y, Yamada A. et al. Evidence of impaired endothclium-dependent coronary vasodilation in patients with angina pectoris and normal coronary angiograins. New Engl. J. Mod. 1993; 328: 1659-1664.
69. Chilian WM, Eastham CL, Marcus ML. Microvascular distribution of coronary vascular resistance in beating left ventricle. Amer. J. Physiol. 1986; 251: 11779-11788.
70. Zeiher AM, Krause T, Schachinger V et al. Impaired endothelium-dependent vasodilation of coronary resistance vessels is associated with exercise-induced myocardial ischemia. Circulation. 1995, 91: 2345-2352.
71. Blann AD, Tarberner DA. A reliable marker of endothelial cell disfunction: does it exist? Brit. J. Haematol. 1995; 90: 244-248.
72. Benzuly KH, Padgett RC, Koul S et al. Functional improvement precedes structural regression of atherosclerosis. Circulation, 1994; 89: 1810-1818.
73. Davis SF, Yeung AC, Meridith IT et al. Early endothelial dysfunction predicts the development ottransplant coronary artery disease at I year posttransplant. Circulation 1996; 93: 457-462.
74. Celemajer DS, Sorensen KE, Georgakopoulos D et al. Cigarette smoking is associated witn dose-related and potentially reversible iinpairement of endothelium-dependent dilation in healthy young adults. Circulation, 1993; 88: 2140-2155.
75. Vogel RA, Coretti MC, Ploinic GD. Effect of single high-fat meal on endothelial hinction in healthy subject. Amer. J. Cardiol. 1997; 79: 350-354.
76. Azen SP, Qian D, Mack WJ et al. Effect of supplementary antioxidant vitamin intake on carotid arterial wall intima-media thickness in a controlled clinical trial of cholesterol lowering. Circulation, 1996: 94: 2369-2372.
77. Levine GV, Erei B, Koulouris SN et al. Ascorbic acid reverses endothelial vasomotor dysfunction in patients with coronary artery discase. Circulation 1996; 93: 1107-1113.
78. Homing B., Maier V, Drexler H. Physical training improves endothelial function in patients with chronic heart failure. Circulation, 1996; 93: 210-214.
79. Jensen-Urstad KJ, Reichard PG, Rosfors JS et al. Early atherosclerosis is retarded by improved long-term blood-glucose control in patients with IDDM. Diabetes, 1996; 45: 1253-1258.
80. Scandinavian Simvastatin Sunnval Study Investigators. Randomiseci trial cholesterol lowering in 4444 patients with coronary heart disease: The Scandinavian Sinivastatin Survival Study (4S). Lancet, 1994; 344: 1383-1389.
81. Drexler H, Zeiher AM, Meinzer K, Just H. Correction of endothelial disfunction in coronary microcirculation of hypercholesterolemic patients by L-arginine. Lancet, 1991; 338: 1546-1550.
82. Crcager MA, Gallagher SJ, Girerd XJ et al. L-arginine improves endothelium-dependent vasodilation in hypercholcsterolcrnic humans. J. Clin. Invest., 1992: 90: 1242-1253.
83. Tienfenhacher CP, Chilian WM, Mitchel M, DeFily DV. Restoration of endothclium-dependent vasodilation after reperliision injury by tetrahydrobiopterin. Circulation, 1996: 94: 1423-1429.
84. Ting HH, Timimi FK, Haley EA, Roddy MA et al. Vitamin С improves endothelium-dependent vasodilation in forearm vessels of humans with hypercholes-terolemia. Circulation, 1997: 95: 2617-2622.
85. Ting HH, Timimi FK, Boles KS et al. Vitamin С improves endothelium-dependent vasodilation in patients with non-insulin-dependent diabetes mellitus. J. Clin. Invest. 1996: 97: 22-28.
86. Heilzer T, Just H, Munzel T. Antioxidant vitamin С improves endothelial dysfunction in chronic smokers. Circulation, 1996: 94: 6-9.
87. Solzbach U., Hornig B, Jeserich M, Just H. Vitamin С improves endothelial ctysfubction of epicardial coronary arteries in hypertensive patients. Circulation, 1997: 96: 1513-1519.
88. Mancini GBJ, Henry GC, Macaya C. et al. Angiotensin-converting enzyme inhibition with quinapril improves endothelial vasomotor dystunction in patients with coronary artery disease, the TREND study. Circulation, 1996: 94: 258-265.
89. Rajagopalan S, Harrison DG. Reversing endothelial dysfunction with ACE-inhibitors. A new TREND? Circulation, 1996, 94: 240-243.
90. Willix AL, Nagel B, Churchill V el al. Antiatherosclerotic effects of nicardipine and nifedipine in cholesterol-fed rabbits. Arteriosclerosis 1985: 5: 250-255.
91. Berk ВС, Alexander RW. Biology of the vascular wall in hypertension. In: Renner RM, ed. The Kidney. Philadelphia: WB Saunders, 1996: 2049-2070.
92. Kagami S., Border WA, Miller DA, Nohle NA. Angiotensin II stimulates extracellular matrix protein syntliesis through induction ot transforming growth factor В in rat glomerular mesangial cells. J. Clin. Invest, 1994: 93: 2431-2437.
93. Frohlich ED, Tarazi RC. Is arterial pressure the sole factor responsible for hypertensive cardiac hypertropliy ? Amer. J. Cardiol. 1979: 44: 959-963.
94. Frohlich ED. Overview of hemoilynamic factors associated with left ventricular hypertrophy. J. Mol. Cell. Cardiol., 1989: 21: 3-10.
95. Cockcroft JR, Chowienczyk PJ, Urett SE, Chen CP et al. Nebivolol vasodilated human forearm vasculature, evidence for an L-arginine/NO-dependent mccahanism. J. Pharmacol. Exper. Ther. 1995, Sep; 274(3): 1067-1071.
96. Brehm BR, Bertsch D, von Falhis J, Wolf SC. Beta-blockers of the third generation inhibit endothelium-I liberation mRNA production and proliferation of human coronary smooth muscle and endothelial cells. J. Cardiovasc. Pharmacol. 2000, Nov: 36 (5 Suppl.): S401-403.
Эндотелий - это слой уплощенных клеток мезенхимного происхождения, выстилающий стенки кровеносных и лимфатических сосудов и капилляров, обеспечивающий процессы обмена между кровью и тканями. Представляет собой непрерывную мембрану, состоящую из слоя эндотелиальных клеток, связанных межклеточным «цементом». Эндотелий кровеносных капилляров некоторых органов прерывается благодаря наличию субмикроскопических внутриклеточных «пор» (в почках, эндокринных железах, кишечнике) или широких межклеточных щелей (в печени, селезенке, костном мозге).
Плоскостный препарат внутренней оболочки артерии мышечного типа: 1 - клетки эндотелия; 2 - клетки подэндотелиального слоя; 3 - границы между эндотелиальными клетками (по Щелкунову).
Эндотелий [от греч. endon - внутри + (эпи)телий] - слой уплощенных клеток мезенхимного происхождения, выстилающий стенки кровеносных и лимфатических сосудов. В эмбриогенезе эндотелий впервые возникает в результате особой дифференцировки клеток мезенхимы, образующих замкнутый однослойный пласт клеток в виде кровяных островков, располагающихся в стенке желточного мешка и хорионе на 2-3-й неделе внутриутробного развития. Большинство авторов считает эндотелий продуктом особо дифференцированных клеток мезенхимы. Некоторые авторы относят эндотелий к своеобразному высокоспецифическому типу эпителиальных тканей (ангиодермальному). Клетки эндотелия представляют собой тонкие пластинки, тесно прилегающие друг к другу и образующие сплошной однослойный пласт (рис.). Длина клеток эндотелия от 5 мк до 175 мк, толщина в околоядерных участках от 200 Å до 1-2 мк. Извилистые границы клеток хорошо импрегнируются азотнокислым серебром. Полигональная форма клеток разнообразна, зависит от размера сосуда и степени его растяжения. Ядра клеток эндотелия овальной формы, длинным диаметром располагаются вдоль длинника сосуда.
Клетки эндотелия чаще содержат одно ядро, иногда 2-3, встречаются симпласты с 10 и более ядрами. В клетках эндотелия обнаружены пиноцитозные пузырьки диаметром 500-1000 Å, располагающиеся около наружной и внутренней поверхности. На поверхности эндотелия, обращенной к току крови, расположены субмикроскопические ворсинки. В цитоплазме эндотелия выявлена эндоплазматическая сеть с многочисленными гранулами РНК на ее мембранах, мелкие митохондрии. Межклеточные промежутки шириной в 100 Å межклеточного цемента не содержат. Наблюдается чешуйчатое перекрытие двух соседних клеток эндотелия. Микропоры диаметром 300-400 Å обнаружены в эндотелии капилляров клубочков почки, ворсин кишечника, эндокринных желез. Эндотелий кровеносных капилляров окружен базальной мембраной, отсутствующей в эндотелии лимфатических капилляров. В эндотелии выявлены гликоген, витамин С, щелочная фосфатаза. Наиболее дифференцирован эндотелий эндокарда и крупных сосудов, менее - эндотелий капилляров. Клетки эндотелия делятся путем митоза и амитоза. При репаративной регенерации восстановление эндотелия происходит путем митотического деления его клеток на краю раны и наползания их на поврежденную поверхность. Восстановление эндотелия также совершается из мало дифференцированных мезенхимных элементов, расположенных в субэндотелиальном слое. Новообразование капилляров происходит благодаря слиянию почкообразных выростов эндотелия друг с другом. Эндотелий, выстилающий синусоидные капилляры печени, костного мозга, селезенки и синусы лимфатических узлов, обладает ярко выраженной способностью к накоплению чужеродных коллоидов из крови и лимфы. Этот эндотелий относится к элементам ретикулоэндотелиальной системы (см.). Через эндотелий совершается обмен веществ между кровью (или лимфой) и тканевой жидкостью.
Октябрь 30, 2017 Нет комментариев
Стенка интактных артерий состоит из трех оболочек: интимы (tunica intima), медиа (tunica media) и адвентиции (tunica externa).
1. Интима, т.е. внутренняя оболочка, включает эндотелий, тонкий субэндотелиальный слой и внутреннюю эластическую мембрану на границе с медиа - средней оболочкой. Эндотелий представляет собой монослой удлиненных клеток, ориентированных вдоль продольной оси сосуда. Эндотелиальный слой непрочен, его целостность легко нарушается при различных физических воздействиях, а восстановление происходит благодаря митотическому делению эндотелиоцитов под влиянием определенных стимулов со стороны окружающей соединительной ткани и эндотелиоцитов.
2. Медиа представлена циркулярными пучками гладкомышечных клеток, которые отделяются от наружного слоя эластической мембраной, состоящей из продольно ориентированных толстых эластических волокон и спирально расположенных пучков коллагеновых фибрилл.
3. Адвентиция - наружная оболочка сосудистой стенки состоит из рыхлой соединительной ткани, содержащей большое количество фибробластов, и сливается с окружением сосуда. Важной особенностью адвентипии является наличие в ней нервных окончаний и vasa vasorum - сосудов, питающих стенку артерий. Эластические волокна создают резистивное сопротивление, которое повышается при увеличении кровяного давления и тем самым противодействует расширению сосуда.
Эластическое сопротивление определяет базальный компонент сосудистого тонуса - это филогенетически древний механизм ауторегуляции сосудистого тонуса, обеспечивающий сохранность структурной целостности сосудов в условиях их растяжения давлением крови. Гладкомышечные волокна под влиянием нейро-гуморальных факторов создают активное напряжение сосудистой стенки (вазомоторнный компонент сосудистого тонуса) и, соответственно, определенную величину просвета сосуда (объем кровотока) в «интересах» организма. Соотношение между базальным и вазомоторным компонентами сосудистого тонуса различны в разных органах и тканях.
Наибольшую значимость для функционирования сосудов имеют гладкомышечные и эндотелиальные клетки. Особое внимание в современной медицине привлекает эндотелий, который, как оказалось, способен синтезировать весьма большой спектр биологически активных веществ на границе «кровь - клетки тканей/органов» и таким образом выполнять функцию «таможенника» на этой границе.
Эндотелий – эндокринный орган сердечно-сосудистой системы
Совокупность всех эндотелиоцитов (специализированных клеток мезенхимного происхождения) образует эндотелиальную выстилку - однослойный пласт клеток, выстилающий изнутри все «сердечно-сосудистое дерево»: кровеносные сосуды, полости сердца, а также лимфатические сосуды. У взрослого человека эндотелиальная выстилка имеет массу в пределах 1,5-1,8 кг, состоит примерно из одного триллиона клеток, которые способны синтезировать биологически активные молекулы с различными типами действия -аутокринным, паракринным и эндокринным.
Структурная организация эндотелиальной выстилки неодинакова в разных сосудах. Например, существуют рандомический и кластеризованный типы организации эндотелиального монослоя. Первый из них характеризуется относительно беспорядочным расположением эндотелиоцитов, а при втором - эндотелиоцигы примерно одинакового размера формируют кластеры (англ, cluster- группа). Гетерогенность эндотелия сопряжена с типом сосуда (артерии, артериолы, капилляры, венулы, вены), органом или тканью, которые они кровоснабжают.
Эндотелиальные клетки также неоднородны по своей структуре, которая зависит в основном от фибрилл цитоскелета: активных микрофиламетов, микротрубочек, промежуточных филаментов. Эти три типа фибрилл, имеющиеся во всех клетках, формируют различные варианты микроархитектуры эндотел ионитов. Типовые различия клеточной архитектоники обычно устойчивы - они сохраняются даже тогда, когда экспериментаторы выделяют клетки из ткани и культивируют in vitro.
Однако в последние годы было установлено, что эти различия не являются необратимыми: под влиянием определенных сигналов, действующих на клетки извне, или генных мутаций архитектоника эндотелиоцитов может коренным образом перестраиваться вплоть до того, что клетки одного типа могут трансформироваться в клетки другого типа с совершенно иной архитектурой цитоскелета. Процесс трансформации фенотипа клеток, в том числе эндотелиоцитов, в настоящее время включен в понятие, обозначаемое термином «репрограммирование».
Этот процесс привлекает все большее внимание в аспекте современного понимания патогенеза самых различных форм патологии. Неоднородность эндотелиоцитов выражается не только в структурных особенностях, но и в их генетической и биосинтетической специфичности. Так, например, эндотелиоциты коронарных, легочных и церебральных сосудов, несмотря на гистологическую схожесть, весьма существенно различаются по типам экспрессируемых рецепторов, спектру синтезируемых биологически активных молекул: ферментов, белков-регуляторов, белков-мессенджеров. Такая гетерогенность предопределяет неодинаковое участие различных популяций эндотелиоцитов в развитии атеросклероза, ишемической болезни сердца, воспаления и др. форм патологии.
Итак, эндотелий является не только основным структурным компонентом интимы, выполняющим роль барьера между кровью и базальной мембраной сосудистой стенки, но и активным регулятором многих жизненно важных процессов. Многообразие целевых эффектов «гормонального ответа» эндотелиоцитов базируется на их способности синтезировать биологически активные вещества являющиеся, в своем большинстве, функциональными антагонистами. В набор этих веществ входят вазоконстрикторы и вазодилататоры, проагреганты и антиагреганты, прокоагулянты и антикоагулянты, митогены и антимитогены.
«Гормональная» активность интактного эндотелия способствует вазодилатации, препятствует гемокоагуляции и тромбообразованию, ограничивает пролиферативый потенциал клеток сосудистой стенки. В условиях альтерации (alteratio; лат. - изменение), т.е. патогенетически значимого изменения эндотелия, его «гормональный» ответ, напротив, способствует вазоконстрик-ции, гемокоагуляции, тромбообразованию, пролиферативному процессу.
Эндотелиальная выстилка находится под постоянным «прессом» вне-и внутрисосудистых факторов, которые, по сути, являются регуляторами «гормонального ответа» эндотелиоцитов.
В конце прошлого столетия было выявлено два типа ответа эндотелиоцитов на возмущающие воздействия: один из них развивается незамедлительно (без изменения экспрессии генов) и выражается в выделении преформированных и депонированных биологически активных молекул (напр.: Р-селектина, фактора фон Виллебранда, тромбоцитарного активирующего фактора (PAF) из гранул эндотелиоцитов); другой - проявляется спустя 4-6 ч после начала действия возмущающего стимула и характеризуется изменением активности генов, детерминирующей de novo синтез адгезивных молекул (напр.: Е-селекгана, ICAM-1, VCAM-1; интерлейкинов IL-1 и IL-6; хемокинов - IL-8, МСР-1 и других веществ).
В обобщенном виде можно выделить 3 основные группы факторов, индуцирующих «гормональный ответ» эндотелия.
1. Гемодинамический фактор. Влияние этого фактора на функциональную активность эндотелия зависит от скорости кровотока, его характера, а также величины давления крови, обусловливающих развитие т.н. «напряжения сдвига» (англ, «shear stress»).
2. «Клеточные» (местно-образующиеся) биологически активные вещества, обладающие аутокринным или паракринным свойством. К ним относят факторы «реакции освобождения» - дегрануляции и лизиса адгезированных и агрегированных тромбоцитов: тромбопластин, фибриноген, фактор фон Виллебранда, тромбоцитарный фактор роста, фибронектин, серотонин, АДФ, кислые гидролазы, а также продукты переместившихся в краевое, пристеночное положение лейкоцитов (прежде всего нейтрофилов), которые при этом становятся интенсивными продуцентами адгезивных молекул, лизосомальных протеаз, активных форм кислорода, лейкотриенов, простагландинов группы Е и т.д.), а также активированных тучных клеток - источников гистамина, серотонина, лейкотриенов С4 и D4, фактора активации тромбоцитов, гепарина, протеолитических ферментов, хемотаксических и других факторов.
3. Циркулирующие (дистантно-образующиеся) биологически активные вещества, обладающие эндокринным свойством. К ним относят катехоламины, ваэопрессин, ацетилхолин, брадикинин, аденозин, гистамин и многие другие.
Действие медиаторов и нейрогормонов в основном реализуется через специфические рецепторы, расположенные на поверхности эндотелиальных клеток.
Повреждение эндотелия, т.е. патогенетически значимое репрограммирование его биосинтетической активности в условиях развития различных заболеваний, связывают прежде всего с существенным изменением «напряжения сдвига». «Напряжение сдвига» (механический фактор) по определению данного понятия - это внутренние силы, возникающие в деформируемом теле под влиянием внешних статических и динамических нагрузок.
Согласно закону Гука величина упругой деформации твердого тела пропорциональна приложенному механическому напряжению. Упругие свойства сосудистой стенки определяются количественными и качественными характеристиками ее структурных компонентов: соединительнотканных и гладкомышечных клеток, организованных в волокна.
Давление в кровеносном сосуде создает в его стенке «растягивающее (давление зависимое) напряжение сдвига», направленное по касательной к окружности сосуда, а скорость движения крови – «продольное (поток-зависимое) напряжение сдвига», ориентированное вдоль сосуда. Таким образом, напряжение сдвига - это прижимающие и скользящие механические силы воздействия на поверхность эндотелия.
Кроме указанных гемодинамических факторов, на величину напряжения сдвига оказывает влияние вязкость крови. Установлено, что артерии регулируют свой просвет соответственно изменению данного свойства крови: при повышении вязкости сосуды увеличивают свой диаметр, а при понижении - его уменьшают.
Выраженность и направленность регуляторного ответа артерий на изменения величины внутрисосудистого потока не всегда однозначны и зависят от исходного тонуса артерий.
Касаясь механизмов реализации изменений напряжения сдвига, прежде всего возникает вопрос о способности эндотелиоцитов воспринимать механические стимулы. Такое свойство эндотелиальных клеток было продемонстрировано in vivo и in vitro, в то время как вопрос о механосенсорах пока окончательно не решен.Тем не менее установлено, что изменения напряжения сдвига могут опосредованно, через ионоселективные каналы, влиять на мембранный потенциал эндотелиальных клеток и тем самым - на синтез и выделение NO.
Обнаружено также, что эндотелиоциты (включая их ядра) способны ориентироваться в направлении движения потока крови, изменяя при этом интенсивность экспрессии биологически активных веществ в зависимости от сдвиговых напряжений. Оказалось, что такую ориентацию могут предотвращать препараты, повышающие содержание внутриклеточного цАМФ.
Следует отметить, что многие аспекты достаточно сложной биомеханики сосудистой стенки, взаимоотношения кровяного давления и потока до сих пор находятся на этапе их изучения, но вместе с тем в настоящее время положение об активной роли эндотелия в регуляции и нарушениях кровообращения приняло характер парадигмы.
Физиологическое (умеренно выраженное) напряжение сдвига всегда способствует реализации защитно-приспособительных возможностей эндотелиальных клеток. Чрезмерность напряжения сдвига не всегда приводит к реализации защитно-приспособительного потенциала эндотелиальной активности.
Чаще всего значительные (по интенсивности или продолжительности) изменения гемодинамических параметров, главным образом потока и давления крови, сопровождаются истощением или неадекватным использованием функциональных возможностей эндотелия, т. е. развитием эндотелиальной дисфункции.
Строение эндотелиальных клеток, клеток Купфера и Ито , мы рассмотрим на примере двух рисунков.
На рисунке справа от текста, изображены синусоидные капилляры (СК) печени - внутридольковые капилляры синусоидного типа, увеличивающиеся от входных венул к центральной вене. Печеночные синусоидные капилляры формируют анастомотическую сеть между печеночными пластинками. Выстилка синусоидных капилляров образована эндотелиальными клетками и клетками Купфера.
На рисунке слева от текста, изображена печеночная пластинка (ПП) и два синусоидных капилляра (СК) печени срезаны вертикально и горизонтально, чтобы показать перисинусоидальные клетки Ито (КИ). На рисунке отмечены также срезанные желчные канальцы (ЖК).
Эндотелиальные клетки (ЭК) - сильно уплощенные чешуйчатые клетки с удлиненным маленьким ядром, слаборазвитыми органеллами и большим количеством микропиноцитозных везикул. Цитомембрана испещрена непостоянными отверстиями (О) и фенестрами, часто группирующимися в решетчатые пластинки (РП). Эти отверстия пропускают плазму крови, но не клетки крови, давая ей возможность доступа к гепатоцитам (Г). Эндотелиальные клетки не имеют базальной мембраны и не обладают фагоцитозом. Они соединены друг с другом с помощью небольших соединительных комплексов (не показаны). Вместе с клетками Купфера эндотелиальные клетки формируют внутреннюю границу пространства Диссе (ПД); его наружная граница образована гепатоцитами .
Клетки Купфера (КК) - большие, непостоянные звездчатые клетки внутри печеночных синусоидных капилляров, частично на их бифуркациях.
Отростки клеток Купфера проходят без каких-либо соединительных устройств между эндотелиальными клетками и часто пересекают просвет синусоидов. Клетки Купфера содержат овальное ядро, много митохондрий, хорошо развитый комплекс Гольджи, короткие цистерны гранулярной эндоплазматической сети, множество лизосом (Л), остаточные тела и редкие кольцевые пластинки. Клетки Купфера также включают большие фаголизосомы (ФЛ), которые часто содержат отжившие свой срок эритроциты и инородные вещества. Также могут быть выявлены, особенно при суправитальной окраске, включения гемосидерина или железа.
Поверхность клеток Купфера демонстрирует непостоянные уплощенные цитоплазматические складки, называемые ламеллоподиями (ЛП) - пластинчатыми ножками, а также отростки, называемые филоподиями (Ф), и микроворсины (Мв), покрытые гликокаликсом. Плазмолемма формирует червеобразные тельца (ЧТ) с центрально расположенной плотной линией. Эти структуры могут представлять конденсированный гликокаликс.
Клетки Купфера - это макрофаги, весьма вероятно, формирующие самостоятельный род клеток. Они обычно происходят от других клеток Купфера вследствие митотического деления последних, но могут также происходить из костного мозга . Некоторые авторы полагают, что они являются активизированными эндотелиальными клетками.
Иногда случайное автономное нервное волокно (НВ) проходит через пространство Диссе. В некоторых случаях волокна имеют контакт с гепатоцитами. Края гепатоцитов отграничены межгепатоцитными углублениями (МУ), усеянными микроворсинками.
Это звездчатые клетки, локализованные внутри пространств Диссе (ПД). Ядра их богаты конденсированным хроматином и обычно деформированы большими липидными каплями (ЛК). Последние присутствуют не только в перикарионе, но и в отростках клетки и видимы снаружи как сферические протрузии. Органеллы развиты плохо. Перисинусоидальные клетки демонстрируют слабую эндоцитотическую активность, но не обладают фагосомами. Клетки имеют несколько длинных отростков (О), которые контактируют с соседними гепатоцитами, но не образуют соединительных комплексов.
Отростки охватывают синусоидные капилляры печени и в некоторых случаях проходят через печеночные пластинки, вступая в контакт с соседними печеночными синусоидами. Отростки не постоянны, разветвлены и тонки; они могут быть также уплощенными. Накапливая группы липидных капель, они удлиняются и приобретают вид виноградной кисти.
Считается, что перисинусоидальные клетки Ито - это слабодифференцированные мезенхимные клетки, которые могут рассматриваться как гемопоэтические стволовые клетки, так как они могут в патологических условиях трансформироваться в жировые клетки, активные кровяные стволовые клетки или в фибробласты.
В нормальных условиях клетки Ито вовлечены в аккумуляцию жира и витамина А так же, как и в продукцию внутридольковых ретикулярных и коллагеновых волокон (KB).
743 0
Нарушение апоптоза эндотелиальных клеток
Как уже отмечалось, апоптоз рассматривается как активный процесс гибели клеток, который морфологически отличается от некроза.Он встречается как в норме, так и на фоне разнообразных патологических процессов.
Полагают, что нарушение этого процесса вносит существенный вклад не только в развитие аутоиммунных болезней, но и играет важную роль в патогенезе сосудистых заболеваний человека (атеросклероз , антифосфолипидный синдром (АФС) , системные васкулиты и др.) .
Ряд веществ, играющих ключевые роли в развитии воспалительных и аутоиммунных реакций, также вызывают апоптоз эндотелия сосудов. Показано, что введение липополисахаридов (ЛПС) экспериментальным животным приводит к массивной гибели эндотелиальных клеток (ЭК) аорты . Этот феномен рассматривается как самое раннее проявление апоптоза, предшествующее фрагментации ДНК и нарушению целостности мембраны клетки .
Известно, что при активации тромбоцитов экспонирование ФС приводит к запуску свертывания крови . Отрицательно заряженные фосфолипиды принимают участие в фактор VIII и IХа-зависимои активации фактора X на ЭК. Аннексии V полностью ингибирует эту реакцию .
Подвергнутые апоптозу эндотелиальные клетки способны увеличивать скорость активации фактора X. При этом на их поверхности появляется ФС . Подобным образом происходит увеличение числа молекул анионных фосфолипидов на мембране моноцитов, которое сопровождается увеличением активности протромбиназного комплекса .
По данным ряда авторов, эндоксинстимулированные ЭК и тканевые факторы, продуцирующиеся моноцитами в процессе развития апоптоза этих клеток, обладают прокоагулянтной активностью . Важно отметить, что провоспалительные цитокины, эндотоксины, гипоксия, гомоцистеинемия подавляют активность тромбомодулина и гепарансульфата на поверхности эндотелия. В то же время они индуцируют апоптоз ЭК .
Все это свидетельствует о том, что нарушение нормальных механизмов апоптоза ЭК может иметь важное значение в развитии нарушений свертывания крови у больных системными васкулитами, атеросклеротическим поражением сосудов и особенно АФС .
В недавних исследованиях было показано, что плазма от больных с тромботической тромбоцитопенической пурпурой и гемолитико-уремическим синдромом вызывает апоптоз клеток микрососудистого эндотелия, полученных из кожи, почек и мозга .
Данный феномен сопровождался появлением на их мембране Fas (CD95) - молекулы, ассоциированной с апоптозом. Напротив, в эндотелиальных клетках легочных и печеночных микрососудов не наблюдалось подобных изменений. Эти данные позволяют обсуждать причины редкого поражения сосудов почек и легких при этих состояниях, а возможно и при некоторых формах васкулитов и антифосфолипидном синдроме.
Нарушение антикоагулянтной активности эндотелиальных клеток
В норме сосудистый эндотелий обладает мощной антикоагулянтной активностью. Подавление процесса свертывания крови происходит за счет нескольких механизмов.Благодаря наличию на его поверхности: тромбомодулина и белка S, способствующих активации белка С ; гепарансульфата, который через активацию антитромбина III ускоряет образование тромбина
За счет синтеза: ингибиторов тканевых факторов, блокирующих образование комплекса тканевой фактор - VIIa-Xa ; аннексина V, предотвращающего связывания факторов свертывания ; тканевого активатора плазминогена.
Под влиянием разнообразных воздействий, включающих провоспалительные цитокины (ИЛ-1, ФНО-а), ЛПС, атерогенные субстанции (ЛП(а), гомоцистеин), гипоксию, гипертермию, инфекции, аутоантитела и иммунные комплексы (ИК) , ЭК быстро теряют свой антикоагулянтный потенциал и переходят в протромботическое состояние (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Связь между воспалением и гиперкоагуляцией
Изменение при активации или апоптозе функциональных свойств ЭК, нарушение целостности эндотелиального слоя и связанные с ними тромботические и/или окклюзионные изменения в сосудах имеют большое значение в патогенезе отдельных клинических синдромов (нефрит), а также некоторых форм системных васкулитов (геморрагическиай васкулит, артериит Такаясу, гигантоклеточный артериит (ГКА) , болезнь Кавасаки и др.).
Так, по данным J.D.Costing и соавт. (1992), при СКВ мишенью для аФЛ могут являться отдельные компоненты коагуляционного каскада, такие, как белок С и белок S, экспрессирующиеся на мембране эндотелия. Антитела к фосфолипидам, как и а-нДНК, могут перекрестно связываться с отрицательно заряженными эпитопами гликозаминогликана, являющегося основным компонентом нетромбогенного выстилающего слоя сосудистого эндотелия, и ингибировать гепаринзависимую активацию антитромбина III .
Низкая концентрации в плазме крови общего белка S обнаружена у больных с артериитом Такаясу, лейкоцитокластическим и геморрагическим васкулитами [А.А.Баранов и соавт., 1996; K.V.Salojin et al.,1996]. В активную фазу системных васкулитов отмечается снижение выработки эндотелием тканевого активатора плазминогена .
В то же время ЭК начинают синтезировать ряд прокоагулянтных субстанций. К ним относятся тканевые факторы, фактор V, ФАТ, фактор фон Виллебранда, ингибитор тканевого активатора плазминогена . Эти вещества также принимают участие в патогенезе васкулитов.
Ингибитор тканевого активатора плазминогена
Нарушение антикоагулянтной активности эндотелиальных клеток при васкулитах также может быть опосредовано через нарушение процесса фибринолиза.Известно, что в норме разрушение фибрина происходит при участии протеолитического фермента - плазмина, который в свою очередь получается из плазминогена под воздействием урокиназы или тканевого активатора плазминогена. Тканевой активатор плазминогена наиболее важен для этого процесса.
Он вырабатывается в ЭК и высвобождается из них в кровоток. Его дальнейший метаболизм происходит по трем направлениям. Так, одна часть тканевого активатора плазминогена подвергается разрушению в клетках печени, другая соединяется с депозитами фибрина и активирует плазминоген, а третья необратимо инактивируется его ингибитором. При высокой концентрации последнего вещества в плазме крови быстрой (менее чем за 1) инактивации подвергается большое количество циркулирующего тканевого активатора плазминогена.
Как отмечалось выше, при системных васкулитах на фоне высокой активности воспалительного процесса в плазме крови выявляется низкий уровень тканевого активатора плазминогена. В некоторых случаях это происходит на фоне увеличения синтеза эндотелием его ингибитора . Причем данные нарушения регистрируются в течение длительного периода времени даже у клинически неактивных больных .
Фактор фон Виллебранда и антиген фактора фон Виллебранда
Многими исследователями при системных васкулитах отмечено увеличение концентрации в сыворотке крови фактора фон Виллебранда (ФВ) и антигена фактора фон Виллебранда (ФВ:Аг) [А.А.Баранов и соавт., 1993; A.D.Woolf et al., 1987; B.Bliel et al., 1991; A.D.Blann,1993].Однако в настоящее время неясно, имеет ли этот феномен какое-либо патогенетическое значение, или он отражает лишь степень выраженности эндотелиальной дисфункции при этих заболеваниях.
Участие ФВ в развитии системных васкулитов и сосудистой патологии при диффузных заболеваниях соединительной ткани, по-видимому, непосредственно связано с его биологической ролью в организме человека. Известно, что ФВ участвует в адгезии тромбоцитов к субэндотелию в зоне сосудистого повреждения.
Он обеспечивает связь между мембранными гликопротеинами не активированных (GPIb-IX) тромбоцитов и субэндотелиальными молекулами (коллаген типа I и III и гепарансульфат); взаимодействуя с GPIIb/IIIa рецепторами, усиливает агрегацию тромбоцитов, а также способствует активации фактора VIII тромбином .
В плазме ФВ:Аг в основном представлен пулом, синтезированным эндотелием, который в норме циркулирует в виде мультимеров, однако наряду с ним встречается и незначительное количество необычно больших форм этого гликопротеида. Последние обладают способностью более эффективно связываться с рецепторами тромбоцитов (GPIb-IX, GPIIb-IIIa). В плазме также присутствуют субстанции, которые расщепляют большие формы ФВ:Аг до маленьких, не действуя, однако, на его фракцию, находящуюся в субэндотелии .
Полагают, что при постоянной выработке клетками эндотелия антигена фактора фон Виллебранда имеет нормальную структуру . Стимуляция эндотелия (окислительный стресс, механическая травма, гистамин, мембраноатакующий комплекс комплемента и др.) сопровождается как усилением синтеза этого гликопротеида, так и его высвобождением из компонентов цитоплазмы эндотелия (тельца Weibel - Palade).
В последних хранятся мультимеры ФВ:Аг, обладающие высокой функциональной активностью в отношении связывания с мембранными рецепторами неактивированных тромбоцитов и адгезии последних к субэндотелию .
Усиление выработки ФВ:Аг отмечено при инфекциях, стимуляции ЭК эндотоксином и провоспалительными цитокинами ИЛ-1, ИФ-у, ФНО-а .
Высокая концентрация ФВ:Аг обнаружена у больных гранулематозом Вегенера и ГКА, имеющих сопутствующие инфекции [Т.В.Бекетова и соавт.,1996; M.C.Cid et al.,1996]. Способностью индуцировать его продукцию в культуре эндотелия обладают фракции IgG, выделенные из сывороток больных АФС или содержащие а-нДНК с активностью антител к эндотелиальным клеткам (АЭКА) .
Возможное участие антигена фактора фон Виллебранда в развитии системных васкулитов находит свое объяснение на примере гемолитико-уремического синдрома и тромботической тромбоцитопенической пурпуры (ТТП) , при которых увеличение в сыворотке крови макромолекулярной формы этого гликопротеида рассматривается в качестве одного из основных патогенетических механизмов данных заболеваний . При системных васкулитах также обнаружена продукция эндотелием подобных субстанций .
Известно, что основные морфологические изменения при ТТП и гемолитико-уремическом синдроме характеризуются тромботической васкулопатией . Наблюдаются сегментарные окклюзии артериол, капилляров и венул гиалиновыми тромбами. Наиболее выраженные изменения отмечаются в головном мозге, почках, сердце, селезенке.
На ранних стадиях заболевания тромбы в артериолах и капиллярах состоят преимущественно из тромбоцитов, без периваскулярной инфильтрации, в которых при иммуногистохимическом анализе обнаруживается большое количество ФВ:Аг и немного фибриногена или фибрина .
При первичном и вторичном антифосфолипидном синдроме в почках наблюдаются сходные изменения [З.С.Алекберова и соавт., 1995; Н.Л.Козловская и соавт.,1995; Е.Л.Насонов и соавт.,1995; M.A.Byron et al., 1987], а у больных СКВ описаны гломерулярные тромбы и депозиция фибрина при нефрите . Кроме того, при этом заболевании высокий уровень ФВ:Аг в сыворотке крови четко ассоциируется с поражением почек.
Подобная клинико-лабораторная взаимосвязь прослеживается и при некоторых формах васкулитов (гранулематоз Вегенера, узелковый полиартериит (УП) , геморрагический васкулит) [А.А.Баранов и соавт., 1993]. Не исключается, что в этих случаях изменения в микрососудах почек могут быть опосредованы через механизмы, сходные с таковыми при гемолитико-уремическом синдроме и ТТП.
В последнее время на мембранах молодых эритроцитов открыты рецепторы, подобные тромбоцитарным, с которыми могут взаимодействовать мультиформы фактора фон Виллебранда. Подобные структуры обнаружены и на мембранах эндотелия . Таким образом, ретикулоциты и другие юные формы эритроцитов могут прикрепляться к эндотелиальным клеткам через мультимеры ФВ, а затем участвовать в тромбообразовании.
Создается впечатление, что при определенном круге патологических состояний повышенный уровень антигена фактора фон Виллебранда может рассматриваться не только как маркер тяжелого поражения сосудов кожи и почек, но и принимать активное участие в их развитии.
Возможно, что поступление в кровоток избыточного количества аномальных форм ФВ:Аг, способных более эффективно связываться с мембранными рецепторами тромбоцитов, эритроцитов, и формирование затем тромбов в микрососудах усиливают уже имеющиеся при некоторых системных васкулитах нарушения реологии крови (криоглобулины, циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК) ) и способствуют дальнейшему прогрессированию ишемических изменений в тканях.
Важно отметить, что при системных васкулитах, а также при системной красной волчанке в активную фазу болезни высокий уровень ФВ:Аг нередко сочетается с нарушением фибринолитической активности плазмы крови .
Насонов Е.Л., Баранов А.А., Шилкина Н.П.
