Nasonov_E.L._Антифосфолипидный синдром_(Literra,2004)-1
.pdfSHS-OOO4.qxd 21.11.2006 16:56 Page 111
|
|
|
ГЛАВА 6. Иммунные механизмы атеросклероза |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фактор |
Возможный патогенетический |
|
|
|
|
механизм |
|
|
|
|
|
• Фибриноген |
Увеличение вязкости крови, агрегации |
|
|
|
тромбоцитов, стимуляция пролиферации |
|
|
|
ГМК |
|
|
• тИАП 1 |
Ослабление фибринолиза |
|
|
|
|
|
|
Гомоцистеин |
Дисфункция эндотелия, митогенный |
|
|
|
эффект в отношении ГМК, гиперкоагуляция |
|
|
|
|
|
|
Аутоантитела к: |
Активация эндотелия, воспаление, |
|
|
• β2 ГП I |
гиперкоагуляция |
•оЛНП и другим фосфолипидам
•HSP 60/65
Факторы риска:
•артериальная гипертония
•диабет
•резистентность к инсулину
•метаболический синдром
•курение
•алкоголь
•активация симпатоадреналовой системы
•почечная недостаточность
•хронические воспалительные заболевания (РА и др.)
•аутоиммунные заболевания (СКВ и др.)
•депрессия
оЛНП — окисленный липопротеин низкой плотности; Лп(а) — липопротеин (а); CРБ — C реактивный белок; ГМК — гладкомышечные клетки; КМА— клеточные молекулы адгезии; ЛП—ассоциированная ФЛА2 — ассо циированная с липопротеином фосфолипаза А2; ИЛ — интерлейкин; NO — оксид азота; РАС — ренин анги отензиновая система; ТФ — тканевой фактор; тИАП 1 — тканевой ингибитор активатора плазминогена 1; β2 ГП I — β2 гликопротеин I; HSP — "стрессорные" белки теплового шока
В нашу задачу не входит систематический анализ всех широко изуча емых в настоящее время проблем иммунопатологии атеросклероза. Ко ротко будут рассмотрены лишь механизмы, потенциально участвующие в развитии атеросклероза СКВ и АФС.
Патогенез атеросклероза (и его осложнений) включает несколько по следовательных этапов, в развитии каждого из которых принимают уча стие медиаторы воспаления2 4:
1.Дисфункция эндотелия.
2.Формирование жировых пятен в стенке сосуда.
3.Формирование атеросклеротической бляшки.
111
SHS-OOO4.qxd 21.11.2006 16:56 Page 112
Насонов Е.Л. Антифосфолипидный синдром
4.Нестабильность атеросклеротической бляшки.
5.Тромботическая окклюзия сосудов.
Эндотелий сосудов
Эндотелий — высокоспециализированный и метаболически актив ный монослой клеток, выстилающих внутреннюю поверхность сосудов, клапаны сердца и некоторые полости организма. Уникальная локализа ция позволяет эндотелиальным клеткам (ЭК) воспринимать "сигналы", поступающие из кровяного русла и отвечать на них синтезом вазоактив ных медиаторов, цитокинов и факторов роста9 11. ЭК являются одной из важных мишеней действия цитокинов, при этом сами ЭК вырабатывают ряд цитокинов и факторов роста (таблица 6.2).
Таблица 6.2. Аутокринные и паракринные медиаторы, регулирующие функцию ЭК
Свойства |
Медиаторы |
|
|
Сосудистый тонус |
|
• Вазоконстрикция |
Эндотелин 1 |
|
АТ II |
|
ТхА2 |
|
PGН2 |
|
Кислородные радикалы |
• Вазодилатация |
NO |
|
Брадикинин |
|
Эндотелиальный фактор гиперполяризации |
|
PGI2 |
|
Адреномедуллин |
|
Натрийуретический пептид типа С |
|
|
Тромборезистентность |
|
• Антитромботические/ |
PGI2 |
антикоагулянтные |
NO |
|
Экто АДФаза (CD39) |
|
Активатор плазминогена |
|
Белок С |
|
Фактор Виллебранда |
|
Гепариноподобный протеогликан |
|
Тромбомодулин |
• Протромботические/ |
Эндотелин 1 |
прокоагулянтные |
Кислородные радикалы |
|
Ингибитор активатора плазминогена 1 |
|
ТхА2 |
|
Фибриноген |
|
ТФ |
|
|
112
SHS-OOO4.qxd 21.11.2006 16:56 Page 113
ГЛАВА 6. Иммунные механизмы атеросклероза
Свойства |
Медиаторы |
|
|
Модуляция сосудистого тонуса |
PGI2 |
|
NO |
|
Эндотелиальный фактор гиперполяризации |
|
АПФ (катализирует превращение АТ I в АТ II, |
|
который вызывает вазоконстрикцию) |
|
Эндотелин 1 |
|
|
Пролиферация сосудистых |
|
гладкомышечных клеток |
|
• Стимуляция |
Эндотелин 1 |
|
Тромбоцитарный фактор роста А/В |
|
Фактор роста фибробластов |
|
Инсулиноподобный фактор роста 1 |
|
АТ II |
|
Цитокины |
• Угнетение |
NO |
|
Гепарин сульфат |
|
PGI2 |
|
ТФР β |
Ангиогенез |
Сосудистый эндотелиальный фактор роста |
|
(СЭФР) |
|
|
Селективная проницаемость |
"Junction" белки |
|
Рецепторы эндоцитоза |
|
Поверхностный клеточный гликокаликс |
|
Рецептор для конечных продуктов |
|
гликирования |
|
|
Воспаление |
|
• Усиление |
КМА (Е селектин, ICAM 1, VCAM 1), |
|
Хемоаттрактанты/активаторы (ИЛ 8, МХБ 1, |
|
ФАТ) |
• Подавление |
Противовоспалительные цитокины |
|
(таблица 6.3) |
|
|
Эндотелий, тонко реагируя как на провоспалительные, так и противо воспалительные сигналы, принимает активное участие в регуляции свер тывания крови, сосудистого тонуса, интенсивности воспалительных ре акций и предотвращении повреждения тканей9 13 (таблица 6.3).
Таблица 6.3. Провоспалительные и противовоспалительные факторы, вырабатываемые и/или воспринимаемые сосудистым эндотелием13
Типы факторов |
Провоспалительные |
Противовоспалительные |
|
сигналы |
сигналы |
|
|
|
Цитокины |
ФНО α, ИЛ 1, ИЛ 8, ИФН γ, |
ТФР β, ИЛ 10, |
|
онкостатин, ИЛ 4, ИЛ 13, |
раИЛ 1, ИЛ 13 |
|
|
|
113
SHS-OOO4.qxd 21.11.2006 16:56 Page 114
Насонов Е.Л. Антифосфолипидный синдром
Типы факторов |
Провоспалительные |
Противовоспалительные |
|
сигналы |
сигналы |
|
|
|
Ангиогенные факторы |
СЭФР |
СЭФР, ангиопоэтин 1 |
|
|
|
Факторы роста |
ТФР |
ФРФ 1, ФРВ 2 |
|
|
|
Вазоактивные агенты |
АТ II, эндотелин 1 |
NO |
|
|
|
Нейропептиды |
Субстанция Р |
|
|
|
|
Ядерные рецепторы |
|
РАПП |
|
|
|
Факторы |
NF kB |
Bcl 2, Bcl xl, A20, |
транскрипции/гены |
|
сериновый ингибитор |
|
|
протеиназ 9, HO 1, |
|
|
Fas лиганд |
|
|
|
Механические факторы |
Растяжение |
Сдвиг |
|
|
|
Другие |
ЛПС, тромбин, оЛНП |
ЛВП, n3 жирные кислоты |
|
|
|
При хронической активации системы иммунитета и у генетичес ки предрасположенных лиц создаются условия для преобладания провоспалительных факторов над противовоспалительными. Ре зультатом этого дисбаланса и является развитие тех сосудистых на рушений, которые составляют основу атеросклероза: дисфункция эндотелия, вазоконстрикция, перекисное окисление ЛП, гиперкоа гуляция и т.д.
Молекулы адгезии
Поступление и накопление лейкоцитов в зоне воспаления опосреду ются серией специфических взаимодействий по типу лиганд рецептор между клеточными молекулами адгезии (КМА), представленными как на мембране ЭК, так и на мембране лейкоцитов. В тонкой регуляции этих реакций участвуют цитокины12, 14, 15. По биохимическим свойствам КМА относятся к белкам, гликопротеинам или лектинам. Их функция заключается в регуляции межклеточных взаимодействий, приводящих
кактивации клеток.
Внастоящее время описано более 30 КМА, которые разделяются на 3 основные семейства: селектины, интегрины и суперсемейство иммуног
лобулинов (таблица 6.4).
114
SHS-OOO4.qxd 21.11.2006 16:56 Page 115
ГЛАВА 6. Иммунные механизмы атеросклероза
Таблица 6.4. Характеристика КМА12, 14
Эндотелиальные КМА |
Лейкоцитарные |
Функция |
Индуктор |
|
КМА |
|
|
|
|
|
|
Семейство селектинов |
|
|
|
• L селектин |
Р и Е селектины |
Перекатывание |
Тромбин, |
(CD62L) |
L селектин, |
(rolling) |
гистамин, |
• Р селектин |
гликопротеиновый |
Перекатывание |
форболовый |
• |
лиганд Р селектина |
|
эфир |
• |
L селектин |
|
ФНО, |
• Е селектин |
|
Перекатывание |
ИЛ 1, |
|
|
|
ЛПС |
|
|
|
|
Суперсемейство |
|
|
|
интегринов |
|
|
|
• CD11a/CD18 |
ICAM 1, 2 |
Адгезия/миграция |
|
• CD11b/CD18 |
ICAM 1, iC3b |
Адгезия/миграция |
|
• CD11x/CD18, |
Fb, ic3b |
? |
|
CD49b/CD29 |
VCAM 1 |
Адгезия |
|
(VLA 4) |
MAdCAM 1 |
Адгезия |
|
• CD49/b7 |
|
|
|
|
|
|
|
Суперсемейство |
|
|
|
иммуноглобулинов |
|
|
|
• ICAM 1 |
CD11a/CD18 |
Адгезия/ |
ИЛ 1, ФНО, |
• ICAM 2 |
|
миграция |
ЛПС, |
CD11a/b/CD18 |
Адгезия/ |
кислородные |
|
• VCAM 1 |
|
миграция |
радикалы |
VLA 4 |
Адгезия/ |
ИЛ 1, |
|
• PECAM 1 |
|
перекатывание |
ФНО β, |
PECAM 1 |
Адгезия/ |
ЛПС |
|
|
|
миграция |
ИЛ 1,ФНО, |
|
|
|
ЛПС |
|
|
|
|
Селектины — гликопротеины, экспрессирующиеся на лейкоци тах, тромбоцитах и ЭК. Они состоят из N терминального лектино подобного Са2+ зависимого домена, за которым идет последова тельность пептидов, подобная эпидермальному фактору роста, и ко роткий повтор, напоминающий последовательность в белках, регу лирующих активацию комплемента. Идентифицировано 3 типа се лектинов:
•L селектин (лейкоцитарная молекула адгезии) экспрессируется почти на всех лейкоцитах, рассматривается как основной "homing" рецептор,
регулирующий процесс миграции лейкоцитов;
115
SHS-OOO4.qxd 21.11.2006 16:56 Page 116
Насонов Е.Л. Антифосфолипидный синдром
(гранулярный мембранный белок 140) хранится в α грану тромбоцитов и секреторных гранулах (тельца Weibel Palade) ЭК,
в адгезии нейтрофилов и моноцитов к ЭК; (эндотелиальная лейкоцитарная молекула адгезии 1;
экспрессируется на поверхности эндотелиальных клеток нескольких часов после их активации) ИЛ 1α/β, ФНО α, γ, ЛПС, C1q ИК и при взаимодействии CD40 CD40L. Участвует в
взаимодействии лейкоцитов и ЭК в зоне воспаления.
— семейство родственных молекул адгезии, опосредую клеток с матриксом и межклеточные взаимодействия.
на лимфоцитах, моноцитах, тромбоцитах, эпители клетках и ЭК. Интегрины состоят примерно из 15 α (молеку вес 120—180 кДа) и β субъединиц (90—110 кДа), образующих 20 гетеродимеров. В зависимости от структуры β цепи они под на 3 подкласса, каждый из которых имеет общую β цепь, связанную с α цепью. Описано 3 подсемейства интегри β1, β2, β3). β1 интегрины (CD29 или VLA белки) имеют общую
(130 кДа) и одну из 6 возможных α цепей (150—200 kDа). β1 и являются рецепторами для фибронектина, ламинина, ви гликопротеина тромбоцитов IIb/IIIa. Они участвуют в ад фактора Виллебранда. β2 интегрины (CD11a,b,c/CD18) находят мембране лейкоцитов, где участвуют в адгезии к эндотелию и ми
вткани. β2 интегрины также связываются с компонентами ком
ифакторами свертывания. Представители этого подсемейст из 3 различных α цепей (CD11a,b,c) и общей β2 субъедини
. Большинство интегринов связывается с общей аминокис
последовательностью аргинин глицин аспарагин, присутству в составе различных белковых молекул.
иммуноглобулинов экспрессируется на ЭК. Являясь для лейкоцитарных интегринов, эти молекулы участвуют в взаимодействия ЭК и лейкоцитов. К ним относятся межкле молекула адгезии 1 [ICAM 1; CD54], межклеточная молекула ад
2, тромбоцитарно эндотелиальная молекула адгезии 1 [PECAM 1;
116
SHS-OOO4.qxd 21.11.2006 16:56 Page 117
ГЛАВА 6. Иммунные механизмы атеросклероза
CD31], сосудистая молекула адгезии 1 [VCAM 1], а также молекулы ГКС I и II классов. Экспрессия VCAM 1 и ICAM 1 индуцируется ИЛ 1, ФНО α и ИФ γ.
КМА выполняют 3 основные функции: привлечение клеток в лимфо идную ткань, обеспечение их миграции в зону воспаления, а также кос тимуляцию при активации лимфоцитов. Взаимодействие лейкоцитов и ЭК лежит в основе физиологической рециркуляции и направленной ми грации лейкоцитов в лимфоидные ткани и зоны воспаления. Этот ком плексный процесс регулируется каскадом молекулярных взаимодейст вий, напоминающих реакции активации системы комплемента или свер тывания крови12.
Впокое (при отсутствии воспаления) спонтанная адгезия лейкоцитов
кэндотелию и их миграция через эндотелиальный барьер ограничены, но резко усиливаются под влиянием провоспалительных цитокинов и других стимулов. Для перехода из кровяного русла в ткани лейкоциты должны вначале прилипнуть к сосудистому эндотелию. Прилипание (ад гезия) и трансэндотелиальная миграция происходят в специализирован ных участках сосудистого русла, а именно в посткапиллярных венулах нелимфоидных тканей и высокоэндотелиальных венулах лимфатических узлов. Каскадные процессы взаимодействия эндотелия и лейкоцитов ус ловно подразделяются на несколько этапов.
• Фаза ограничения (tethering) заключается в замедлении скорости дви жения лейкоцитов в кровяном русле. Затем лейкоциты начинают пере катываться (rolling) вдоль стенки сосуда. В это время их адгезия к эн дотелию сравнительно слаба и обеспечивается только L селектинами.
Вместах активации эндотелия наблюдается более тесная адгезия лей коцитов к ЭК, опосредуемая взаимодействием L и Р селектинов или Е селектина с соответствующими рецепторами лейкоцитов.
•Пусковая фаза (triggering) характеризуется активацией КМА лейкоци тов (интегринов) цитокинами, синтезирующимися непосредственно эндотелием.
•Фаза сильной адгезии клеток обусловлена интегринзависимым связы ванием лейкоцитов с КМА, представленными на ЭК. В результате этого
процесса движение лейкоцитов замедляется, а затем останавливается.
117
SHS-OOO4.qxd 21.11.2006 16:56 Page 118
Насонов Е.Л. Антифосфолипидный синдром
миграции лейкоцитов в ткани происходит под влиянием хемо
.
быстро реагирует на некоторые вещества, например, гис тромбин и др. Однако только действие провоспалительных цито вызывает выраженные изменения морфофункциональных харак эндотелия (гиперэкспрессия генов и увеличение синтеза бел направлении к провоспалительному/протромботическому фено
Это состояние и определяют как активацию эндотелия.
молекул адгезии в атерогенезе
из ранних этапов атерогенеза — привлечение лейкоцитов (мо и Т клеток) из кровяного русла в сосудистую стенку и накопле ней. Этот процесс регулируется NF kB зависимой экспрессией (ICAM 1, VCAM 1, Е селектин). Ее усиливают провоспалительные
идругие провоспалительные макромолекулы (ЛПС, лизофос
идругие оЛП). Как уже отмечалось, адгезия лейкоцитов к стенке начинается с "перекатывания" лейкоцитов по поверх
эндотелиального слоя, которое обусловлено взаимодействием се
азатем других молекул адгезии (VCAM 1, ICAM 1 и др.) с ин присутствующими на мембране лейкоцитов. Поскольку
(very late activation antigen 4) — основной контррецептор VCAM 1 на лимфоцитах и моноцитах, но не на гранулоцитах, мононуклеарные клетки избирательно привлекаются в зону ате повреждения сосудов. Экспрессия Р селектина и предшествует накоплению макрофагов и лимфоцитов в стенке на фоне гиперхолестеринемии. У мышей с дефицитом Р селекти развитие атеросклеротического поражения сосудов и ги интимы после механического повреждения. Важность селек в развитии атеросклероза подчеркивается тем фактом, что у мы
дефицитных по Е селектину и Р селектину, при скрещивании с мы лишенными гена (knockout — KO) апо Е КО, не наблюдается раз атеросклероза. Экспрессия ICAM 1 выявляется во всех типах ате
бляшек. Установлено, что гиперхолестеринемия при
118
SHS-OOO4.qxd 21.11.2006 16:56 Page 119
ГЛАВА 6. Иммунные механизмы атеросклероза
водит не только к отложению и окислению ЛП в интиме сосудов, но и стимулирует экспрессию ICAM 1. Полагают, что именно этот механизм определяет прямую связь между гиперхолестеринемией и воспалитель ной активацией клеток сосудистой стенки. Кроме того, ICAM 1 индуци руется на ЭК под действием гемодинамического стресса, в том числе свя занного с АГ. Все это вместе взятое позволяет объяснить, почему именно гиперхолестеринемия и АГ являются двумя основными факторами риска атеросклеротического поражения сосудов.
Особое значение в развитии атеросклероза сосудов придают VCAM 116. Так, показано, что у ЛНП дефицитных мышей (обычно характеризую щихся тяжелым спонтанным атеросклеротическим поражением сосудов) при отсутствии одного лигандсвязывающего участка VCAM 1 (VCAM 1D4D/D4DLDRL—/—) атеросклероз не развивался. Кроме того, у этих мышей не наблюдалось замедления пролиферации неоинтимы сосудов после механического повреждения. При этом гипоморфные мутации ICAM 1 не предохраняли мышей от развития атеросклероза. Следует заме тить, что гиперэкспрессия VCAM 1 может также играть важную роль в тромбообразовании при АФС (глава 5).
Дисфункция эндотелия
Оксид азота (NO) — ключевой медиатор, поддерживающий базаль ный тонус и реактивность сосудистой стенки и уравновешивающий дей ствие вазоконстрикторов (эндотелин 1, ангиотензин II и др.). NO обра зуется из L аргинина под влиянием фермента NO синтазы (NOS), кото рая существует в нескольких изоформах. NOS I и NOS III относят к кон ститутивным ферментам. Их образование регулируется комплексом Ca2+ кальмодулин с NADPH, флавинадениндинуклеотидом/ мононук леотидом и тетрагидробиоптерином в качестве кофакторов. Эндотели альная NOS (eNOS) III типа играет особенно важную роль в регуляции сосудистого тонуса и гемостаза (агрегация тромбоцитов и др.) в ответ на различные, в том числе провоспалительные и атерогенные стимулы. NOS II и NOS IV (макрофагальные) относятся к индуцируемым фермен там, поскольку их экспрессию отмечают только при активации иммун
ной системы.
119
SHS-OOO4.qxd 21.11.2006 16:56 Page 120
Насонов Е.Л. Антифосфолипидный синдром
существует универсального определения термина "эндотелиальная которое бы охватывало весь спектр возможных нарушений функции ЭК. В узком смысле слова термин "дисфункция эн определяется как потеря способности к вазодилатации (напри ответ на стимуляцию синтеза NO). Но в более широком смысле этот термин отражает генерализованный дефект всех механизмов, целостность сосудистого эндотелия, в том числе нару продукции (и биодоступности NО) в сочетании с нарушением ба
между синтезом сосудорасширяющих и сосудосуживающих медиа 17. Дисфункция эндотелия наблюдается при очень многих воспали заболеваниях18 и на всех стадиях прогрессирования атеросклеро 6.1)18 21. Данные длительного наблюдения за пациентами с не коронарными артериями, но с выраженной эндотелиаль свидетельствуют о том, что этот фактор оказывает вли
на прогноз сердечно сосудистых катастроф22.
Гипертензия |
Дислипидемия |
Гиподинамия |
|
||
Диабет |
|
Инфекция/воспаление |
Курение |
|
Гомоцистеин |
Возраст |
|
Менопауза |
Внешние и внутренние защитные механизмы Модификация факторов риска
Дисфункция эндотелия
Снижение NO |
Снижение тАП: тИАП |
Экспрессия молекул адгезии |
Вазоконстрикция |
Ослабление фибринолиза |
Адгезия моноцитов |
Адгезия/активация тромбоцитов |
Образование пенистых клеток |
|
Воспаление бляшки |
||
Пролиферация ГМК |
|
Адгезия моноцитов
Рост бляшки Разрыв бляшки
Уменьшение кровотока, связанное с тромбозом и вазоспазмом
Коронарный тромбоз и инсульт
Рисунок 6.1. Механизмы развития эндотелиальной дисфункции
120