диссертации / 113

21

биологического эффекта. При патологических состояниях общее число и содержание цитокинов резко возрастает. Индукторами повышенного синтеза цитокинов являются условно-патогенные или патогенные микроорганизмы

(вирусы, бактерии, паразиты, грибки), продукты их жизнедеятельности, (метаболиты, токсины), а также измененные, модифицированные клетки,

некоторые белки растительного происхождения, лекарственные, пищевые аллергены и др (60, 81, 108, 139).

В патогенезе заболеваний печени особую роль играют цитокины – ИЛ 1, 6, TNF-α.

Семейство ИЛ-1 включает: ИЛ-1α, ИЛ-1β и антагонист ИЛ-1 рецепторов

(ИЛ-1ра). ИЛ-1α существует преимущественно в мембраносвязанной форме, а

ИЛ-1β может циркулировать во внеклеточном пространстве. ИЛ-1α обладает аутокринным и паракринным действием, активируя преимущественно Т-

лимфоциты. Тогда как ИЛ-1β - многофункциональный цитокин широкого спектра действия играет ключевую роль в развитии и регуляции специфического и неспецифической иммунитета. Он одним из первых реагирует при появлении патогенных факторов и включается в ответную защитную реакцию организма (68, 84). ИЛ-1 a и ИЛ-1β продуцируются макрофагами и моноцитами, а также клетками сосудистого эндотелия, фибробластами, клетками эпителия СО ЖКТ,

активированными Т-лимфоцитами и др. Клетками-мишенями для ИЛ-1β являются иммунокомпетентные, эндотелиальные, эпителиальные клетки, фибробласты и др. ИЛ-1β активирует и регулирует воспалительные, иммунные процессы;

инициирует нейтрофилы, Т- и В-лимфоциты; стимулирует синтез белков острой фазы, цитокинов (ИЛ-2, 3, 6, TNF-α), прокоагулянтов, простагландинов, молекул адгезии (Е-селектинов). ИЛ-1β повышает фагоцитоз, хемотаксис,

цитотоксическую и бактерицидную активность, гемопоэз, проницаемость сосудистой стенки, оказывает пирогенный эффект и др. (32, 37, 97).

ИЛ-1 запускает воспалительно-регенераторный каскад в роли одного из индукторов пролиферации эпителиоцитов, стимулирует синтез коллагена,

ускоряет созревание фибробластов, грануляционной ткани, увеличивает

22

регенераторный потенциал эндотелия, эпителия слизистой оболочки желудочно-

кишечного тракта (85, 98).

ИЛ-6 - многофункциональный цитокин с системным действием, который вырабатывается макрофагами, клетками Купфера, а также эпителиальными клетками внутрипеченочных желчных протоков, эндотелиальными клетками.

Клетками-мишенями для ИЛ-6 являются В-, Т-лимфоциты, фибробласты, клетки печени. ИЛ-6 активирует и регулирует воспалительные, иммунные,

метаболические процессы. Он обладает как про-, так и противовоспалительным эффектом. ИЛ-6 стимулирует синтез белков острой фазы печенью, завершает острую фазу воспаления, ингибирует синтез провоспалительных цитокинов.

Данный цитокин служит фактором роста для Т-лимфоцитов, индуцирует экспрессию ИЛ-2 и рецепторов для него на клетках-мишенях, стимулирует рост и дифференцировку В-лимфоцитов в плазматические клетки, вырабатывающих антитела (51, 68).

ИЛ-6 регулирует пролиферацию эпителиальных клеток желчных протоков,

клеток печени, образование гранулем, фиброгенный потенциал синусоидных клеток, участвует в прогрессировании фиброза при ЦП. Кроме того, он может оказывать гормоноподобное действие на печень, обеспечивая гомеостаз глюкозы.

TNF-α является ключевым провоспалительным цитокином системного действия. Он продуцируется в организме человека в виде мономера, который в результате целого ряда превращений преобразуется в гомотример. TNF-α

продуцируется макрофагами, клетками Купфера, моноцитами, лимфоцитами,

фибробластами, а также и эпителиальными, эндотелиальными, ацинарными и другими специализированными клетками. Молекула TNF-α имеет на своей поверхности участки для связывания с рецепторами тканевых клеток. Клетками-

мишенями для него являются лейкоциты, макрофаги, клетки эндотелия, эпителия,

гладкой мускулатуры, печени и других тканей.

TNF-α играет доминирующую роль в развитии местных и общих,

системных патологических процессов, запускает каскад воспалительных и регенераторных реакций. Данный цитокин регулирует интенсивность воспаления,

23

иммунного ответа, активирует Т- и В-лимфоциты, стимулирует синтез провоспалительных интерлейкинов, пролиферацию клеток эндотелия и гладкой мускулатуры, регулирует тонус кровеносных сосудов. Кроме того, TNF-α

повышает фагоцитарную активность моноцитов, гранулоцитов (прежде всего нейтрофилов), их дегрануляцию, синтез NO, увеличивает активность циклооксигеназы с последующим внутриклеточным образованием свободных радикалов. Продукция NO многими клетками эндотелия и эпителия слизистой оболочки органов пищеварения происходит при участии TNF-α и под воздействием интерферона. Эти цитокины оказывают мощный синергичный,

прямой цитотоксический и цитолитический эффекты на паренхиматозные клетки,

прежде всего, на гепатоциты, а также повышают цитотоксическую активность Т-

лимфоцитов (98). TNF-α индуцирует некроз инфицированных, опухолевых и других поврежденных модифицированных клеток. Он вызывает гибель клеток не только путем некроза, но и запускает процесс апоптоза, увеличивает оксидативный стресс, дегрануляцию тучных клеток, выделение ими гистамина.

TNF-α может оказывать как позитивный, протективный, так и негативный эффект в зависимости от его концентрации, продолжительности действия, локализации,

соотношения с другими цитокинами и биологически активными веществами.

Избыточное количество TNF-α может способствовать развитию токсического и септического шока, гипертермии, коагуляции, расстройству гемодинамики,

полиорганной недостаточности. Дефицит TNF-α сопровождается нарушением функций В-лимфоцитов. Так как TNF-α повышает устойчивость к действию инфекционных микроорганизмов, нейтрализует бактериальные токсины, то его недостаток сопровождается повышенной восприимчивостью к инфекциям. TNF-α

оказывает значимое влияние на развитие и течение патологического процесса в органах пищеварения при действии различных патогенных факторов. Данный цитокин участвует в формировании защитной реакции организма, стимулирует процессы воспаления, фагоцитарную, цитотоксическую активность клеток,

инициирует апоптоз избыточного количества инфильтрирующих и пролиферирующих клеток (97, 212). TNF-α играет значительную роль в

24

формировании специфического иммунного ответа, развивающегося при действии различных патогенных агентов, носителей чужеродной генетической информации

(4, 57, 184).

TNF-α вместе с ИЛ-1, 6, 8, 12, 15, 18, ИФ составляют группу многофункциональных провоспалительных цитокинов, инициирующих и регулирующих воспалительные реакции, взаимоусиливающих, дополняющих и дублирующих биологическое действие друг друга. Продолжительный увеличенный синтез вышеупомянутых цитокинов способствует развитию системных воспалительных реакций, синдрому полиорганной недостаточности (1, 68, 94).

Кроме того провоспалительные цитокины TNF-α, ИЛ-1 и ИЛ-6, обладая вазодепрессорным действием принимают участие в развитии сердечной недостаточности и формировании гипердинамического типа кровообращения

(112, 154, 202, 206).

1.5. Нарушение внутрисердечной гемодинамики при циррозе печени

В1953 году Кowalcki H. и Abelmann W. описали формирование гипердинамического типа кровообращения при ЦП (167). Данный феномен характеризуется снижением периферического сосудистого сопротивления и систолического артериального давления, но увеличением ударного объема и частоты сердечных сокращений (58, 210, 224).

Вмеханизме развития гипердинамического типа кровообращения при ЦП большое значение имеют циркулирующие вазоактивные вещества, которые не полностью разрушаются гепатоцитами из-за печеночной дисфункции. К

циркулирующим вазоактивным веществам относятся глюкагон, вазоактивный кишечный пептид, эндотоксины, TNF-α, ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, простациклин, соли желчных кислот, эндотелины 1 и 3, натрийуретический пептид и NO (146, 201).

Повышенный синтез NO, простациклина, глюкагона, субстанции Р,

адреномодулина приводит к периферической вазодилатации, в частности

висцеральной, являющейся патофизиологической основой гипердинамического

25

типа кровообращения (11, 61). NO раскрывает не функционирующие в норме артериовенозные анастомозы. Еще в 1991г. основным вазодилататором был назван NO, который вырабатывается в избыточном количестве из L-аргинина с помощью NO-синтетазы в клетках сосудистого эндотелия, особенно в большом количестве при эндотоксинемии у больных ЦП (146). Эндотоксины являются прямыми индукторами избыточной выработки NO, что подтверждается работами ряда авторов (20, 155, 176). Так, Guarner C. в 1993г. (155) и Lopez-Talavera J.C. в 1996г. (176) получили прямую зависимость между эндотоксемией и уровнем метаболитов азотной кислоты в сыворотки крови у больных ЦП с асцитом. В

работе Albillos A. с соавторами (2003г.) у больных ЦП с асцитом при наличии высокого уровня липополисахаридов и нитратов сыворотки крови были обнаружены гемодинамические нарушения, которые устранялись после антибактериального лечения норфлоксацином (111). Кроме того развитию периферической вазодилятации и гипердинамического типа кровообращения при дисбиозе кишечника у больных ЦП способствует избыточная выработка TNF-α,

ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8 печеночными макрофагами в ответ на стимуляцию эндотоксинами (209). Так, у больных ЦП с повышенным сердечным выбросом обнаруживается высокая концентрация TNF-α (154).

Артериальная вазодилатация, вызывая снижение сердечной постнагрузки,

активирует симпатическую и ренин-ангиотензин-альдостероновую системы.

Эффективный объем крови поддерживается альдостероном, который повышает реабсорбцию воды и натрия почками. Возросший объем циркулирующей крови повышает ударный объем (УО) и способствует перегрузке миокарда (144, 162, 181, 195).

Гипердинамическое кровообращение у больных ЦП с периферической вазодилатацией и сниженной постнагрузкой сердца может являться субклинической манифестацией цирротической кардиомиопатии. Хотя в настоящее время цирротическая кардиомиопатия считается достаточно полно описанным феноменом, его клиническое значение у больных ЦП остается неясным (146).

26

Еще в 1969 году Guld L. и др. обнаружили у больных алкогольным ЦП высокий базальный сердечный выброс и субнормальный его ответ на раздражители. Аналогичные результаты были получены в 1972 году Limas C.J. и

соавторами. Поскольку эти исследования проводились у больных с алкогольным ЦП, то данные изменения учеными связывались со скрытой алкогольной кардиомиопатией. Лишь в 1980-х годах в исследованиях на крысах с экспериментальным ЦП, обусловленным перевязкой желчного протока и воздействием четыреххлористого углерода, были получены доказательства дисфункции ЛЖ. Полученные результаты опровергли ранее существовавшее мнение о том, что поражение сердца у больных ЦП связано с токсическим действием алкоголя.

Накопленный опыт ряда исследований позволил в 1989г. Lee S.S.

сформулировать термин «цирротическая кардиомиопатия» для описания совокупности изменений со стороны сердца при ЦП вне зависимости от этиологии (115, 128, 169, 172).

В 2005 г. на заседании Всемирного съезда гастроэнтерологов были определены основные диагностические критерии цирротической кардиомиопатии, для которых характерны:

-систолическая дисфункция ЛЖ, включающая снижение фракции выброса левого желудочка в покое <55%, недостаточное повышение сердечного выброса при физической нагрузке, нагрузке объемом или при проведении фармакологических проб, например, с допамином;

-диастолическая дисфункция ЛЖ, включающая отношение E/А <1,0, увеличение времени раннего диастолического наполнения >200 мс, удлинение времени изоволюмического расслабления >80 мс.

В ряде случаев предлагается учитывать дополнительные диагностические критерии, спектр которых чрезвычайно разнообразен, и количество их увеличивается. К ним относятся: электрофизиологические нарушения;

неадекватный хронотропный ответ на физическую или фармакологическую нагрузку; электромеханическая диссинхрония (разобщение) желудочков;

27

удлинение интервала QT; расширение левого предсердия (ЛП); повышение массы сердца; увеличение уровней BNP и прогормон мозгового натрийуретического пептида; увеличение уровня тропонина I (43, 145, 183).

Некоторые исследователи к основным критериям также относят увеличенный ударный объем (118, 133), гипертрофию ЛЖ, расширение камер сердца: ЛЖ, ЛП, правого желудочка (ПЖ), правого предсердия (ПП) (146, 172).

По данным большинства литературных источников у пациентов ЦП в покое ударный объем повышается или остается в пределах нормы (141, 153).

У 45-56% больных ЦП диастолическая дисфункция предшествует систолической, которая, как правило, проявляется только в условиях физического или медикаментозного стресса (118, 145, 182). Косвенными признаками диастолической дисфункции по некоторым литературным источникам являются гипертрофия стенок ЛЖ, дилатация ЛЖ и ЛП (193, 196, 225). Давление в легочной артерии, а также давление заклинивания легочных капилляров находятся на верхней границе нормы (146, 201). В тоже время увеличение правых отделов сердца чаще наблюдалось при портопульмональном синдроме (201). Он встречается у 2–5% больных ЦП и составляют до 8% всех случаев легочной гипертензии в Регистре Национального института здоровья больных с портопульмональным синдромом (34).

Патогистологические изменения цирротической кардиомиопатии включают субэндокардиальный и миокардиальный отек, сегментарный фиброз,

гипертрофию миокарда, вакуолизацию ядер кардиомиоцитов, экссудацию и пигментацию кардиомиоцитов (120, 147, 187).

Патогенез цирротической кардиомиопатии еще не до конца изучен, хотя можно предположить, что он тесно связан с развитием гипердинамического кровообращения, но является более многофакторным и сложным.

В развитии систолической дисфункции при цирротической кардиомиопатии играют роль нарушение функциональной активности ß-адренэргических рецепторов, ухудшение текучести клеточных мембран кардиомиоцитов,

изменение чувствительности мускариновых рецепторов, нарушение работы

28

калиевых и кальциевых каналов, повышение уровня циркулирующих катехоламинов, воздействие эндогенных каннабиноидов, NO, монооксида углерода, желчных кислот и провоспалительных цитокинов (TNF-α, ИЛ-1, ИЛ-6) (79, 142, 210).

Дисфункция ß-адренэргических рецепторов обусловлена уменьшением их количества и нарушением их функционального состояния. В норме сократимость кардиомиоцитов определяется в основном стимулирующим характером β-

адренергических рецепторов. Под воздействием норадреналина или адреналина образуется β-адренергический комплекс рецептор-лиганд с стимулирующем Gs-

белком, для активации мембраной аденилатциклазы, которая фосфорилирует ряд белков и приводит к внутриклеточным кальциевым потокам. Кальций впоследствии приводит к актин-миозин миофибриллярному сшиванию и клеточному сокращению. Нарушение функции β-адренергических рецепторов обусловлено снижением уровня стимулирующего белка Gs, подавлением аденилатциклазы и соответствующем уменьшением образования циклического аденозин монофосфата (115, 172). Не малую роль в нарушении функции рецепторов и кальциевых каналов кардиомиоцитов играет изменение текучести и биохимических свойств клеточной мембраны, вследствие нарушения липидного обмена, в частности увеличения содержание холестерина.

Ингибирующее влияние на кардиомициты также оказывают эндоканнабиноиды, NO и монооксид углерода, желчные кислоты и цитокины -

ИЛ -1, ИЛ -6, TNF-α.

Эндоканнабиноиды - группа соединений, действующих в основном через каннабиноиды 1 подтипа и каннабиноиды 2 подтипа рецепторы. Синтез эндоканнабиноидов может быть увеличен в ответ на повышение частоты сердечных сокращений и гемодинамическую перегрузку. В кардиомиоцитах эндоканнабиноиды 1 подтипа, действующие через соответствующие рецепторы,

оказывают отрицательный инотропный эффект посредством активации ингибирующего Gi белка, который подавляет активность аденилатциклазы,

уменьшая продукцию циклического аденозин монофосфата (118, 127, 190).

29

NO и монооксид углерода подавляют сократимость кардиомиоцитов путем стимуляции растворимой гуанилатциклазы, производящей циклический гуанозин монофосфат, который фосфорилирует протеинкиназу Gi, ингибирующую приток кальция в цитозоль кардиомиоцитов. Избыточное количество NO и монооксида углерода обусловлено повышенной индукцией NO-синтетазы и гемоксигеназы-1.

Стимуляция NO пути, возможно, связана с избыточной выработкой провоспалительных цитокинов TNF-α, ИЛ-1, ИЛ-6 в ответ на гиперактивацию бактериальными продуктами печеночных макрофагов (161, 173, 192). Кроме того,

цитокины TNF-α, ИЛ-1ß, ИЛ-6 оказывают прямой отрицательный инотропный эффект на функцию сердца (68). ИЛ-1ß обладает способностью блокировать вольтаж-зависимый кальциевый потенциал в кардиомиоцитах желудочках крыс

(174) и снижать сократительную способность миокарда (137, 222). Кроме того,

ИЛ-1ß в физиологических концентрациях подавляет экспрессию гена фосфоламбана - пентамерного белка, ключевого регулятора сократимости кардиомиоцитов (180).

Предполагают, что TNF-α вызывает депрессию миокарда за счет влияния на поступление кальция в клетку (229). TNF-α в низких концентрациях вызывает быстрое, обратимое снижение внутриклеточного кальция, независимое от NO и

простагландинов (229), а в высоких концентрациях он же приводит к быстрому и обратимому снижению сократительной способности кардиомиоцитов, причем этот эффект блокируется ингибиторами NO-синтетазы (151).

В опытах на крысах B.Bozkurt и соавт. (123) было установлено, что TNF-α в

низких дозах вызывает зависимую от времени депрессию функции ЛЖ на уровне,

как всего желудочка, так и изолированных кардиомиоцитов. Важно, что этот эффект не был связан с NO-синтетазой, поскольку не блокируется антагонистами

NO-синтетазы. Установлено, что отрицательный инотропный эффект TNF-α

полностью обратим, что ранее было продемонстрировано и другими авторами

(188, 229). B.Bozkurt и соавт. (1998г.) (123) было выявлено, что продолжительное действие TNF-α приводит к зависимому от времени нарушению ремоделированию ЛЖ, проявляющемуся увеличением дилатации ЛЖ в сочетании

30

с уменьшением толщины стенок ЛЖ, причем данные изменения не были полностью обратимы после прекращения введения TNF-α. Получены интересные данные, что введение TNF-α крысам в концентрации, соответствующей уровню

TNF-α в сыворотках больных сердечной недостаточностью, вызывает развитие

«фенотипа сердечной недостаточности», проявляющегося прогрессирующей дисфункцией и ремоделированием ЛЖ, деградацией фибриллярного коллагена и гипертрофией сердечных миоцитов (68).

Bryant D.с соавт. (124) было установлено, что гиперэкспрессия TNF-α в

сердце трансгенных мышей приводит к развитию у последних дилатации желудочков, систолической дисфункции и миокардита. TNF-α способствует ремоделированию сердца, вызывая апоптоз кардиомиоцитов и активируя металлопротеиназы, параллельно нарушая экспрессию их ингибиторов (211).

По последним сведениям в исследованиях на крысах с лигированием желчных протоков выделили новый механизм ингибирующего влияния на кардиомиоциты через ядерный фактор транскрипции kB (NF-kB). Белки NF-kB

представляют собой семейство транскрипционных факторов, регулирующих клеточный ответ (175). Этот фактор связывается с промоторными участками ряда генов, обеспечивая их экспрессию и синтез различных биоактивных веществ, в

том числе TNF-α (18). В опытах с ингибированием NF-kB происходило снижение активности TNF-α и восстановление сократительной функции кардиомиоцитов

(175).

Получены интересные сведения о сопоставимости повышенного уровня желчных солей в плазме у больных ЦП с желтухой и сердечной дисфункцией,

даже в отсутствие ЦП. Механизм их действия связывают с ингибированием желчными солями кальциевых каналов и с влиянием на ß-адренэргические рецепторы кардиомиоцитов.

Диастолическая дисфункция при циррозе печени развивается из-за повышенной жесткости миокарда, вследствие гипертрофии, фиброза и субэндотелиального отека (146).