Добавил:
Sekretar
kiopkiopkiop18@yandex.ru
t.me/Prokururor I Вовсе не секретарь, но почту проверяю
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Ординатура / Хирургия / Библиотека им академика М.И. Перельмана / Книга_218_библиотеки_им_акад_М_И_Перельмана
.pdf
21
Современные представления об особенностях формирования континуума при ХОБЛ
чительной реактивностью благодаря наличию неспаренного электро-
на на внешнем электронном уровне. Наиболее важными из них явля-
ются гидроксильный радикал (ОН•), супероксидный анион-радикал
(О2-), перекись водорода (H2O2), нитратный радикал (NO3) иперок-
синитрит (ONOОˉ). ROS постоянно образуются в живой клетке как
продукты нормального метаболизма кислорода и играют роль ме-
диаторов важных внутриклеточных сигнальных путей. Нормальные
функции ROS включают индукцию иммунной системы, мобилизацию
систем ионного транспорта, запуск процессов программируемой кле-
точной смерти или апоптоза. ROS регулируют тонус сосудов путем
влияния на эндотелийзависимое расслабление, которое зависит от
равновесия между Оˉ2 иNO. Поскольку Оˉ2 захватывает NO собразо-
ванием пероксинитрита ONOОˉ, то вусловиях усиленной генерации
Оˉ2, характерных для окислительного стресса, равновесие смещается
от вазодилататорного эффекта NO в сторону повреждающего дей-
ствия ONOОˉ [355]. Химические реакции с участием ONOОˉ вызы-
вают апоптоз, стимулирование воспалительных процессов всосудах,
снижение механизмов защиты от других свободных радикалов, уча-
ствуют вперепрограммировании фенотипов гладкомышечных клеток
и способствуют их пролиферации и гипертрофии [276]. В больших
количествах ROS способны разрушать такие биологически важные
молекулы как липиды, нуклеиновые кислоты ибелки, что приводит
кповреждению клеток инарушению внутри- и внеклеточного гоме-
остаза [267].
При ХОБЛ наблюдается не только активация оксидативного
стресса, но иизменение всистеме антиоксидантов ввиде нарушения
ферментативных и неферментативных механизмов [318]. К основ-
ным составляющим ферментативных механизмов относятся супе-
роксиддисмутаза, каталаза иглутатионпероксидаза-1, анефермента-
тивных – глутатион, мочевая кислота, витамины С и Е. Основным
антиоксидантом является супероксиддисмутаза, концентрация кото-
рой внорме на два порядка превышает концентрацию NО. Это соз-
дает препятствие для образования пероксинитрита ОNОO-, поэтому
при физиологических условиях антиоксидантная система справля-
ется сустранением большого количества синтезируемого О2-. У па-
циентов сХОБЛ наблюдается дисбаланс в системе антиоксидантов,
заключающийся в снижении содержания витамина С, глутатиона
иGPx1 вбронхоальвеолярной жидкости [389]. Duong C. исоавт. про-
демонстрировали, что курение сопровождается потерей фермента
https://t.me/med1917

22
Глава 1
глутатионпероксидазы-1 влегких испособствует локальному воспа-
лению в легочной ткани, а использование препарата эбселена, син-
тетического аналога глутатионпероксидазы, снижает его активность
[166]. Кроме того, ряд генетических полиморфизмов внеклеточной
супероксиддисмутазы связан со снижением легочной функции ири-
ском развития ХОБЛ [151].
Сложные нарушения легочной вентиляции при ХОБЛ сутратой
скоростных показателей, появлением легочной гиперинфляции ивоз-
душных ловушек, присоединением снижения диффузионной способ-
ности легких способствуют развитию ситуационной и постоянной
гипоксемии и гиперкапнии. Гипоксемия инициирует каскад пато-
физиологических механизмов, участвующих в развитии системной
сосудистой дисфункции. В экспериментальных моделях на животных
показано, что гипоксия сопровождается усилением процессов пере-
кисного окисления липидов иснижением уровня антиоксидантного
фермента супероксиддисмутазы в миокардиальной ткани крыс [134,
331]. Установлено, что гипоксия стимулирует макрофаги увеличивать
продукцию пенистых клеток – основного элемента нестабильных
атеросклеротических бляшек [244]. В ответ на гипоксию увеличива-
ется экспрессия клеточных молекул адгезии ICAM-1 и P-селектина
на мембранах эндотелиальных клеток, что способствует адгезии
лейкоцитов кактивированному эндотелию, миграции нейтрофилов
ипровоспалительных цитокинов через сосудистую стенку ииници-
ирует локальный воспалительный ответ [204, 408]. У больных ХОБЛ
на фоне гипоксии установлено повышение агрегации тромбоцитов,
синтеза тромбоксана А2 иснижение выработки простациклина, что
нарушает антитромбогенную активность эндотелия и может быть
связано как свлиянием гипоксемии на метаболическую активность
мембраны тромбоцитов, так и с нарушением функциональной ак-
тивности эндотелия [167]. Одновременно при гипоксии упациентов
сХОБЛ повышается содержание эндотелина-1 [168]. Указанные про-
цессы активизируют свободнорадикальное и перекисное окисление,
обеспечивая связь между ХОБЛ иразвитием системной сосудистой
дисфункции. В литературе активно обсуждаеся вопрос освязи про-
цессов ремоделирования сосудов малого диаметра в ответ на воз-
действие табачного дыма с механизмами избыточного фиброобра-
зования, затрагивающего, как вцелом сосудистое русло, втом числе
малого круга кровообращения, так илегочную паренхиму, имиокард.
https://t.me/med1917

23
Современные представления об особенностях формирования континуума при ХОБЛ
В качестве объединяющего патогенетического механизма рассматри-
вается процесс трансдифференцировки гладких миоцитов из эндо-
телиоцитов врезультате процессов эндотелиально-мезенхимального
перехода, накопления мезенхимальных клеток – предшественников
миофибробластов, рекрутмента и дедифференцировки циркулирую-
щих прогениторных клеток идр. [90].
Поиск устойчивых ивоспроизводимых маркеров системного вос-
паления исосудистой дисфункции при ХОБЛ указывает на возмож-
ность использования таких показателей, как повышение концентра-
ции циркулирующих CD8+, интерлейкинов-6, -8, -1β, ФНО-α, ICAM-1,
Е-селектина и острофазовых белков, включая С-реактивный белок
[228, 374]. Повышение уровня С-реактивного белка играет важную
роль впрогрессировании атеросклероза убольных ХОБЛ иявляется
предиктором кардиоваскулярных осложнений [345].
Накопление клеточного пула с провоспалительным или «соста-
ренным» фенотипом рассматривается в качестве маркера компенса-
торных идезадаптационных реакций вответ на процессы клеточного
повреждения при системном воспалении исчитается одним из отли-
чительных признаков старения тканей [76, 100]. Особенностью «со-
старенного» фенотипа клеток является уменьшение числа митохон-
дрий, снижение количества копий митохондриальной ДНК ипотеря
митохондриального белка в тканях [6]. Помимо морфологических
изменений, угнетается функция митохондрий, падает активность их
белков и ферментов, в частности, ацилкарнитинтрансферазы и аде-
ниннуклеотидтранслазы [341]. Изменения функций митохондрий
могут быть вторичными вответ на гормональные, нейрогуморальные
ипрочие стимулы [6, 341] исвязаны снарушением их структуры ииз-
менением активности вответ на особые генетические ифенотипиче-
ские условия [41, 222]. Существуют сведения оразличной степени сни-
жения экспрессии митохондриальной ДНК, повышенный уровень ее
мутаций вразных условиях ивзависимости от типа клеток итканей
[116]. Обсуждаются роль коактиваторов митохондриального биогене-
за иособенности транскрипционных факторов, участвующих вгене-
рации митохондрий [141].
Опыт собственных исследований иданные литературы позволяют
говорить оважной роли митохондриальной дисфункции на разных
стадиях патогенеза ХОБЛ и АГ, обосновывая концепцию данной ко-
морбидности как модели преждевременного старения (рис. 3).
https://t.me/med1917

24
Глава 1
Индикаторным показателем избыточного сосудистого старения
является повышение жесткости аорты. Изменение биомеханических
свойств крупных артерий, как один из этапов сосудистого ремоделиро-
вания, может быть оценено спомощью исследования скорости пульсо-
вой волны (СПВ) и/или пульсового АД ирассматривается вкачестве
одного из важных признаков доклинического поражения органов-ми-
шеней (ПОМ), повышающих риск ССО [23]. В популяционном иссле-
довании Copenhagen County population установлено, что увеличение
СПВ более 12 м/с ассоциируется с50% возрастанием риска возникно-
вения ССО. Повышение артериальной жесткости также установлено
при ХОБЛ. Увеличение СПВ имеет отрицательную корреляционную
зависимость споказателями ОФВ1 ипрямую– счастотой обострений
ХОБЛ [112, 375, 412]. Одной из ведущих причин повышенной артери-
альной жесткости при ХОБЛ становится системное воспаление. Уста-
новлена тесная прямая корреляция между уровнями С-реактивного
Рисунок 3. ХОБЛ и АГ как модель преждевременного старения: роль митохондрий
в кардиореспираторном континууме [41].
https://t.me/med1917

25
Современные представления об особенностях формирования континуума при ХОБЛ
белка, интерлейкина-6 иСПВ при ХОБЛ [115, 192, 366]. Будучи важ-
ной особенностью патогенеза ХОБЛ, нарушение механических свойств
аорты икрупных артерий способствует прогрессированию поражения
сердечно-сосудистой системы и увеличению кардиоваскулярного ри-
ска [30, 285, 412]. Рисунок 4 представляет сравнительную картину пато-
генетических условий поражения сосудов упациентов сХОБЛ.
Рисунок 4. Предпосылки формирования кардиореспираторного континуума: патогенез
стойкого повышения артериальной ригидности при ХОБЛ.
Все кровеносные сосуды, кроме истинных капилляров, в своей
структуре содержат эластические, коллагеновые и гладкомышечные
клетки (ГМК). В неизмененной или «нормальной» артериальной стен-
ке эластичные волокна носят концентрический характер, расположены
параллельно, кольцевые слои вних чередуются сГМК изакреплены на
эластичных иструктурных волокнах спомощью гликопротеинов иин-
тегринов, образуя эластичную ламеллу или функциональную упругую
единицу артериальной стенки [325]. Основная функция ламеллы, со-
храняя упругость, расширяться во время систолы, обеспечивая им-
https://t.me/med1917

26
Глава 1
пульс давления. Эластичные волокна играют роль пассивного буфе-
ра, тогда как ГМК перераспределяют напряжение между волокнами
вдинамике за счет их способности сокращаться ирасслабляться [66].
Эндотелиоциты аорты, легочных, коронарных, церебральных со-
судов и артерий других бассейнов, хотя и схожи анатомически, но
существенно различаются в генной и биохимической специфично-
сти, типах рецепторов, наборе белков-предшественников, ферментов
и трансмиттеров. Среди изобилия биологически активных веществ,
вырабатываемых эндотелием, важнейшим является оксид азота– NO.
Furchgott иZavadzki в1980 году показали, что действие большинства
веществ, влияющих на тонус сосудов, опосредуется эндотелиозависи-
мым фактором, что было доказано вдальнейшем Louis J. Ignarro иFerid
Murad [185, 203]. Оксид азота присутствует во всех эндотелиальных
клетках независимо от размера ифункции сосудов. Нормально функ-
ционирующий эндотелий отличает непрерывная базальная выработка
NO спомощью эндотелиальной NO-синтазы из L-аргинина, что необ-
ходимо для поддержания физиологического базального тонуса сосу-
дов, препятствующего их тоническому сокращению [36]. Хроническая
ЭД имеет одну из лидирующих ролей впроцессе поражения сосудов.
Под действием гемодинамического стресса при АГ и продуктов сго-
рания табачного дыма при табакокурении эндотелий претерпевает
ряд изменений, которые позволяют ему принимать участие в воспа-
лительном ответе. Патологические явления впопуляциях эндотели-
альных клеток также развиваются избирательно: клетки неодинаково
чувствительны кгипоксии, ишемическим нарушениям, развитию оте
-
ка идр. Так или иначе эндотелиальные клетки определенного сосуди-
стого русла, осуществляя синтез локально действующих медиаторов,
морфофункционально ориентированы на оптимальное регулирова-
ние органного кровотока [322].
Ремоделирование с точки зрения патофизиологии означает об-
ретение новой функции биологической структурой [191]. Суть ремо-
делирования заключается в способности органа изменять структуру
игеометрию вответ на долговременное воздействие патологических
стимулов, вчастности на гемодинамический стресс при АГ [317]. Ре-
моделирование сосудов начинается обычно как адаптивный процесс
вответ на изменение условий гемодинамики или активности тканевых
ициркулирующих гуморальных факторов. Длительно существующая
адаптация сменяется нарушением структуры сосудов вответ на пря-
мое повреждение атерогенными факторами, гемодинамической на-
https://t.me/med1917

27
Современные представления об особенностях формирования континуума при ХОБЛ
грузки, токсичными компонентами табачного дыма иметаболитами.
Ремоделирование сосудов – активный процесс, включающий в себя
по крайней мере четыре основных этапа: клеточную пролиферацию,
гибель имиграцию клеток, атакже синтез идеградацию внутрикле-
точного матрикса [107, 317].
Впервые термин ремоделирования сосудов при АГ был предложен
Baumbach GL (1989г.) [107]. Классификация идетальное представле-
ние оремоделировании артерий были подробно представлены всерии
работ Mulvani M.J [277-279] сопределением основных типов– ремоде-
лирование по гипо-, эу- игипертрофному типу спреимущественным
ростом внутрь или наружу сосудистой стенки. При артериальном ре-
моделировании слоистая архитектура эластичных пластинок теряется
за счет процессов фрагментирования и фиброзирования [108]. ГМК
клетки взрослых не синтезируют новый эластин. В результате нако-
пления в сосудистой стенке коллагена происходит ее усиление, по-
скольку коллаген в100-1000 раз жестче эластина. Оставшийся эластин
становится более жестким благодаря кальцификации иобразованию
поперечных связей сконечными продуктами гликозилирования. Не-
смотря на разнообразие факторов, инициирующих процессы ремоде-
лирования сосудов, наибольшее число исследований вэтой области
посвящено АГ икурению. Еще в1988 году OllerenshawJ.D. иколл. до-
казали основной вклад механического фактора вразвитие гипертро-
фии сосудистой стенки при АГ. При экспериментальной коарктации
аорты вусловиях системного воздействия биологически активных со-
единений развитие гипертрофии сосудистой стенки было зафиксиро-
вано именно взоне выше места сужения аорты или взоне наиболее
высокого АД [405]. Помимо гемодинамического стресса в результате
избыточного АД при АГ вструктурную перестройку сосудов вносит
вклад вялотекущее системное воспаление либо инициирующее разви-
тие АГ, либо сопровождающее ее. Характер такого воспаления может
быть сопряжен снесбалансированным иммунным ответом на продук-
ты оксидативного стресса и развитие фиброза при АГ [405]. В ряде
работ, вчастности Whitehall II study иGutenberg Health study, просле-
жена связь между маркерами воспаления, риском развития избыточ-
ной ригидности сосудистой стенки иналичием АГ [93, 174, 217, 231].
Исследователи полагают, что провоспалительные медиаторы и про-
дукты оксидативного стресса способствуют повышенной продукции
матричных металлопротеиназ (ММП), деградации эластических во-
локон сосудов иразвитию их ригидности. В подтверждение значимо-
https://t.me/med1917

28
Глава 1
сти сосудистого ремоделирования при АГ следует привести данные
проведенного исследования вгруппе младенцев сразвитием ранней
АГ [149]. Продемонстрированы гемодинамические итканевые карди-
альные факторы, существующие во внутриутробном периоде, стати-
стически достоверно влияющие на последующее развитие ремодели-
рования сосудов иразвитие АГ.
Особое место впроцессах сосудистого ремоделирования при АГ
помимо белков внеклеточного матрикса и изменения состава колла-
гена сосудистой стенки занимает статус ГМК с выделением сокра-
тительного и синтетического фенотипов. Основное предназначение
ГМК заключается в обеспечении тонуса идиаметра сосудов для под-
держания гемодинамического баланса. В медии зрелых кровеносных
сосудов ГМК демонстрируют преимущественно «сократительный»
фенотип, который характеризуется экспрессией маркеров, специфич-
ных для гладких мышц и необходимых для регулирования сократи-
тельной функции, например, таких как тяжелая цепь миозина, α-актин,
h-кальдесмон икальпонин [282]. Часть интимальных ГМК имеют син-
тетический фенотип испособны синтезировать компоненты межкле-
точного вещества (коллаген, эластин, протеогликан), цитокины ифак-
торы роста. В отличие от миоцитов скелета или кардиомиоцитов, ГМК
сохраняют уникальную пластичность имогут подвергаться глубоким
иобратимым изменениям фенотипа вответ на изменения окружаю-
щих условий [292]. Перепрограммирование ипереключение ГМК ссо-
кратительного на синтетический фенотип может происходить вответ
на развитие дисфункции эндотелия, иммунное воспаление, выработку
цитокинов, факторов роста, ММП иявляется необходимым условием
для адаптивного утолщения интимы [240]. Смена фенотипов ГМК на-
прямую сопряжена сосуществлением их способности кмиграции, ве-
дущая роль вреализации которой принадлежит ММП-9 сочевидной
направленностью на предотвращение прогрессирования патологии
сосудов [136].
В опытах in vitro для ГМК сосудов установлен процесс «феноти-
пической модуляции» или спонтанной способности изменения фе-
нотипа с перестройкой ультраструктуры, касающейся замены мио-
филамент развитым эндоплазматическим ретикулумом, нарушением
экспрессии белков цитоскелета и сократительного аппарата клетки.
Cхожие изменения фенотипа ГМК имеют место ивстенках сосудов
при их ремоделировании и поражении атеросклерозом. Перепро-
граммирование ГМК сих переходом вмодифицированное состояние
https://t.me/med1917

29
Современные представления об особенностях формирования континуума при ХОБЛ
и последующей пролиферацией и гиперпродукцией соединительно-
тканных волокон вызывает утолщение интимы иформирование фи-
броза [135]. Кроме того, через сложные сигнальные пути сразвитием
апоптоза ГМК, включением остеогенного влияния ядерного фактора
активированных Т-клеток [193] иRunt transcription factor 2 запускают-
ся процессы кальцификации сосудистой стенки [362]. Исследования
показали, что ГМК представляют наибольшее число кальцинозных
клеток при атеросклеротическом поражении сосудов [282]. Феноти-
пическая гибкость ГМК связана с необходимостью коррекции пери-
одически возникающих функциональных иобратимых структурных
нарушений сосудистой стенки вследствие эпизодов гемодинамиче-
ского, оксидативного стресса, активации воспалительных процессов,
изменения регуляторного потенциала белков внеклеточного матрикса,
состояния цитоскелета и пр. В результате устойчивой дифференци-
ровки интимальных ГМК в синтетический фенотип с последующим
накоплением пула клеток сизбыточным миграционно-пролифератив-
ным, секреторным иостеогенным потенциалом развивается изакреп
-
ляется дезадаптивное сосудистое ремоделирование при АГ, потен-
цируется и прогрессирует атеросклеротическое поражение сосудов.
Harvey A. et al. вобзоре мировых научных данных приводят резуль-
таты, свидетельствующие о сходных изменениях сосудистого русла
при старении иАГ, главными из которых являются: ЭД, утолщение со-
судистой стенки (ремоделирование сосудов), повышенная жесткость,
сосудистое воспаление и кальцификация [205]. Предложена теория
«раннего» или «преждевременного» старения сосудов, являющаяся
ключевой впатогенезе развития АГ. Установлена прямая связь меж-
ду изменениями сосудистого русла иразвитием ЭД, формированием
атеросклероза и смерти ввиду возникновения ИМ и инсульта [205].
Основным интегральным показателем, имеющим четкую патофи-
зиологическую связь склиническими исходами сердечно-сосудистых
заболеваний, признается состояние жесткости аорты. В ряде иссле-
дований установлено, что СПВ, как показатель артериальной жестко-
сти, может быть лучшим предиктором сердечно-сосудистых событий
по сравнению с такими известными факторами риска, как возраст,
уровень АД, гиперхолестеринемия иСД. В популяционном исследова-
нии Copenhagen County population установлено, что увеличение СПВ
более 12 м/с ассоциируется с50% увеличением риска сердечно-сосуди-
стых событий. Косвенные индексы аортальной жесткости, такие как
центральное аортальное давление и индекс аугментации, являются
https://t.me/med1917

30
Глава 1
независимыми предикторами сердечно-сосудистых событий исмерт-
ности даже после поправки на различные факторы ССР, включая
массу миокарда левого желудочка иопределение толщины комплек-
са интима-медиа при ультразвуковом исследовании сонных артерий.
Исследования соценкой СПВ позволили установить, что увеличение
артериальной жесткости является предиктором КВР у практически
здоровых лиц, упациентов сСД, при конечной стадии почечной не-
достаточности иупожилых людей. Нарушенная ЭД при АГ приводит
кусилению тонуса гладкой мускулатуры сосудов идальнейшему уве-
личению жесткости сосудов исреднего и/или импульсного давления,
замыкая порочный круг, поскольку усиливает процессы неадаптивно-
го ремоделирования сосудистой стенки [291, 294].
Значительный вклад вразвитие жесткости крупных артерий вно-
сит дисбаланс всостоянии ММП– известных регуляторов соедини-
тельно-тканного матрикса сосудистой стенки. Семейство ММП отно-
сится кпротеолитическим ферментам, способным разрушать эластин,
денатурировать фибриллярные коллагены и поддерживать баланс
в составе экстрацеллюлярного матрикса (ЭЦМ) [39, 122, 364, 412].
ЭЦМ– это сложное межклеточное вещество, которое выполняет
разнообразные посреднические функции между клеточными струк-
турами, участвуя в транспорте химических веществ, выполнении
сигнальных функций, образовании механически прочных поддер-
живающих структур и пр. Основными компонентами ЭЦМ являют-
ся гликопротеины (коллагены), адгезивные белки (эластин, ламинин,
фибронектин), протеогликаны. Структурами сосудистой системы,
в которых есть ЭЦМ, являются межуточное вещество, содержащее
гиалуроновую ихондроитинсерную кислоту; коллагеновые иэласти-
ческие волокна; базальные мембраны сосудов, представленные колла-
геном IV типа, ламинином, фибронектином.
Семейство ММП считается группой родственных по структуре
эндопептидаз, содержащих всвоем активном центре молекулу цинка.
В настоящее время идентифицировано более тридцати представите-
лей семейства ММП. В зависимости от структуры и/или субстратной
спе
цифичности среди них выделяют пять подсемейств: коллагеназы
(ММП-1, ММП-8 иММП-13), желатиназы (ММП-2 иММП-9), стром-
лизины (ММП-3 и ММП-10), матрилизины (ММП-7 и ММП-26)
и мембранный тип ММП (МТ-ММП, ММП-1 и ММП-8). ММП яв-
ляются ключевыми эффекторами тканевого ремоделирования всилу
ряда причин: они экспрессируются во всех тканях на всех этапах онто-
https://t.me/med1917
Соседние файлы в папке Библиотека им академика М.И. Перельмана
