CC BY
666
ПРОБЛЕМНЫЕ СТАТЬИ И ОБЗОРЫ |у
Дисфункция эндотелия и атеросклероз
Полонецкий О.Л., кандидат медицинских наук, врач высшей категории,
зав. рентгеноперационным отделением 2-й городской клинической больницы, Минск
Полонецкий Л.З., доктор медицинских наук,, профессор,
зав. лабораторией неотложной и интервенционной кардиологии РНПЦ«Кардиология»,
лауреат Государственной премии Республики Беларусь
Poloneckiy Ü.L., Poloneckiy L.Z.
City Clinical Hospital №2, Minsk Republican Scientific Practical Centre «Cardiology», Minsk
Endothelial dysfunction and atherosclerosis
Резюме: Показана роль сосудистого эндотелия в регуляции гомеостаза, дано определение понятия «дисфункция эндотелия». Описана ключевая роль эндотелия в патогенезе атеросклероза и его осложнений. Рассматривается концепция коррекции дисфункции эндотелия для профилактики и лечения сердечнососудистых заболеваний.
Ключевые слова: эндотелий, атеросклероз, сердечно-сосудистые заболевания. Abstract: The role of vascular endothelium in homeostasis regulation is indicated, the term "endothelial dysfunction" is defined. The key role of endothelium in pathogenesis of atherosclerosis and its complications is described. Correction of endothelial dysfunction for the prophylaxis and treatment of cardiovascular diseases is considered. Keywords: endothelium, atherosclerosis, cardiovascular diseases.
Изучение и осмысление роли эндотелия в регуляции физиологических процессов в человеческом организме, его роли в формировании патологических состояний является одним из наиболее значительных направлений медицинской науки последних десятилетий [1, 2]*. Еще в конце 50-х годов XX века Б.ВоСЬагС, исследуя факторы про-грессирования стенозирования сосудов, высказал предположение об изменении сосудистого тонуса под влиянием давления крови на эндотелий и изменения скорости кровотока [3]. Однако первые работы по детальному изучению структуры и функции эндотелия, оценке его стратегической роли опубликованы лауреатом Нобелевской премии НЛогеу. В 1966 г. он предсказал кардинальный пересмотр в ближайшее десятилетие представлений об эндотелии от «целлофановой пленки» до важнейшего фактора формирования атеросклероза [4]. Очередной существенный прорыв в исследовании эндотелия произошел в 1980 г., когда ЯРигсИдой и J.ZawaCski опубликовали исследования влияния ацетилхолина на изменение диаметра магистральных артерий кролика в зависимости от состояния эндотелия. Авторами был описан «эндотелиальный фактор расслабления», позднее определенный как N0 [5]. Эта работа вызвала лавинообразный поток исследований
эндотелия, приведших к пересмотру его роли в регуляции жизненно важных функций организма. Пионерские работы Robert Furchgott, Ferid Murad и Louis Ignarro по изучению природы и функции эндотели-альных факторов в 1998 г. были удостоены Нобелевской премии. В настоящее время эндотелий определяется как однослойный пласт специализированных клеток, выстилающий всю внутреннюю поверхность сосудов. Площадь выстилаемой поверхности составляет около 900 м2, а общий вес эндо-телиальной ткани - более 1500 граммов [6]. Эндотелий - не просто барьер или фильтр. Эндотелий представляет собой крупную железу с эндокринными, аутокринными и паракринными свойствами. Стратегическое расположение эндотелия на границе внутренних сред организма позволяет ему обеспечивать поддержание сосудистого гомеостаза.
Роль сосудистого эндотелия в поддержании гомеостаза и регуляции гемостаза Эндотелий - «сердечно-сосудистый эндокринный орган, осуществляющий связь в критических ситуациях между кровью и тканями». R.Furchgott., J.Zawadski. Nature. 1980 Эндотелий играет ключевую роль в регуляции сосудистого тонуса и кровотока, процессов коагуляции, тромбоза и фибринолиза, иммунных и воспалительных реакций, неоваскулогенеза.
Сосудодвигательная функция эндотелия реализуется главным образом за счет секреции специфических молекул. Эти вещества можно условно разделить на вазоконстрикторы и вазодилатато-ры. Условность разделения объясняется способностью некоторых веществ в различных концентрациях вызывать противоположные эффекты [7]. К основным вазо-дилататорам относятся оксид азота (N0), эндотелиальный фактор гиперполяризации (БЭНР), простациклин. Оксид азота образуется в клетках эндотелия из 1_-ар-гинина под действием кальций/кальмоду-лин-зависимой изоформы N0-синтетазы. Различают базальную (обеспечивающую сосудистый тонус в покое) и стимулированную секрецию N0.
Стимулированная секреция вызывается воздействием на эндотелий различных химических и физических факторов: аце-тилхолин, брадикинин, АТФ, напряжение сдвига, ускорение кровотока, гипоксия. Выделяющийся N0 через активацию гуа-нилатциклазы увеличивает образование циклического ГМФ (цГМФ) в гладкомы-шечных стенках сосудов, вызывает дила-тацию и замедление пролиферации [8, 9]. Снижение эффекта N0 происходит под действием ^монометил-Ьаргинина - конкурентного ингибитора индуцируемой N0-синтетазы, а также под влиянием свободных радикалов.
*Со списком литературы можно ознакомиться в редакции и на сайте электронной библиотеки eLIBRARY.RU 6 МЕДИЦИНСКИЕ НОВОСТИ №6^ 2012
6
№6^ 2012
В ряде экспериментов было отмечено, что при блокаде синтеза оксида азота и простациклина сосудорасширяющее действие ацетилхолина, брадики-нина и т.п. не исчезает полностью. Этот феномен связан с эндотелий-зависимой К+-опосредованной гиперполяризацией гладкомышечных клеток сосудистой стенки, а вызывающий его фактор получил название эндотелиальный фактор гиперполяризации, В отличие от N0, этот фактор практически не имеет базального уровня секреции, а вырабатывается только под воздействием таких веществ, как аце-тилхолин, брадикинин, тромбин, гистамин, АТФ, АДФ. БОИР образуется преимущественно в мелких артериях резистивного типа (артериях и артериолах диаметром менее 100 мкм) и играет наиболее важную роль на фоне снижения секреции N0 [10-12]. Дилатация артерий, опосредованная эндо-телиальным фактором гиперполяризации, снижается на фоне гиперкалиемии и подавляется оубаином [13].
Простациклин (простагландин 12) является конечным метаболитом арахи2-доновой кислоты. В образовании про-стациклина задействованы ферменты циклооксигеназа 1 и 2, фосфолипаза А2, простациклинсинтетаза, активность которых повышается под воздействием напряжения сдвига, повышения концентрации липополисахаридов, гипоксии. Простациклин через активацию адени-латциклазы повышает содержание цАМФ и вызывает релаксацию сосудов [11, 14].
Еще два эндотелиальных фактора, вызывающих релаксацию сосудов, описаны сравнительно недавно, и их роль в поддержании сосудистого гомеостаза до конца не изучена. Натрийуретический пептид С-типа, в отличие от мозгового НП и предсердного НП, секретируется клетками эндотелия и вызывает расширение артерий через активацию гуанилат-циклазы и повышение концентрации цГМФ. Ряд экспериментов позволяет говорить о преимущественной активности НП С-типа на уровне коронарных артерий [15, 16]. Выработка НПС стимулируется эндотелином, ангиотензином II, предсердным и мозговым натрийуретическими гормонами и напряжением сдвига. Секреция НПС снижается при повышении концентрации липопротеидов низкой плотности [11, 17]. Вазоактивный пептид адреномедулин секретируется не только в мозговом веществе надпочечников, но и эндотелиоцитами. Адреномеду-лин действует как прямой вазодилататор, увеличивая выработку цАМФ. Секреция адреномедулина в эндотелии стимулируется напряжением сдвига [18].
Прекращение или уменьшение секреции эндотелиальных факторов с вазо-дилатирующими свойствами приводит к развитию вазоконстрикции. Кроме того, в эндотелиальных клетках синтезируется ряд констрикторных агентов. В 1981 г. ОеМеу и УапИоийе обнаружили и описали «эндотелиальный констрикторный фактор», который позднее был определен как эндотелин (ЭТ) [19, 20]. В настоящее время к семейству эндотелинов относятся три пептида с несколько различающимися свойствами и характеристиками. В эндотелии синтезируется эндотелин-1 . ЭТ-2 и ЭТ-3 выявляются в кишечнике, надпочечниках, головном мозге. Действие ЭТ осуществляется через специфические рецепторы. Рецепторы типа ЭТА и ЭТВ2 расположены на гладкомышечных клетках сосудов, и их стимуляция вызывает стойкую вазоконстрикцию. Рецепторы ЭТВ1 расположены на эндотелии, и их стимуляция способствует синтезу N0, в связи с чем в начале действия ЭТ-1 отмечается кратковременная вазодилатация. Секреция эндотелинов усиливается на фоне гиперинсулинемии [14, 21].
Важнейшим регулятором сосудистого тонуса, гомеостаза, процессов тромбооб-разования, воспаления и пролиферации является тесно связанная с эндотелием ренин-ангиотензиновая система. Под влиянием вырабатываемого в клетках юкстагломерулярного аппарата почек ренина происходит преобразование ан-гиотензиногена в малоактивный ангиотен-зин I. Образование ангиотензина II из ан-гиотензинаI происходит под действием ангиотензин-превращающего фермента, синтезируемого гладкомышечными клетками сосудов, макрофагами и эндоте-лиоцитами. Действие ангиотензина II проявляется в стимуляции симпатоадре-наловой системы, повышении сосудистого тонуса, увеличении объема циркулирующей крови, положительном инотропном эффекте, стимуляции пролиферации элементов сосудистой стенки и тромбо-образования, возникновении оксидатив-ного стресса. Таким образом, на фоне длительного воздействия факторов риска, приводящих к усилению выработки ренина и нарушению структуры и функции эндотелия, усиленная выработка ангиотензина II превращается в один из самых мощных повреждающих факторов [22-24].
Еще одним значительным регулятором сосудистого тонуса является метаболит арахидоновой кислоты тромбоксан-А2, который синтезируется в тромбоцитах и эндотелиоцитах. Взаимодействуя со специфическими рецепторами гладкомышеч-
ных клеток сосудистой стенки, тромбоксан вызывает вазоспазм через уменьшение активности аденилатциклазы и повышение внутриклеточного кальция [10, 25].
Активную роль эндотелий играет в процессе гемостаза и тромбообразова-ния. Эндотелий не только синтезирует ряд факторов гемостаза, но и предоставляет свою поверхность для гемостазиологи-ческих процессов. В норме эндотелий препятствует процессам коагуляции и агрегации, поддерживая нормальный кровоток. Оксид азота и простациклин сине-ргично ингибируют адгезию и агрегацию тромбоцитов через стимуляцию систем гуанилатциклаза-цГМФ и аденилатцик-лаза-цАМФ [26, 27]. Синтезируемый эндотелием тромбомодулин представляет собой рецептор, который, соединяясь с тромбином, превращается в комплекс-активатор протеинов С и S. Активированные протеины С и S блокируют факторы гемостаза Va и Villa. Эндотелиальные протеогликаны деактивируют тромбин и коагуляционный фактор Х. Важнейшим свойством здорового эндотелия является поддержание баланса тромбообразова-ния-тромболизиса посредством одновременного синтеза тканевого и урокиназно-го активаторов плазминогена, а также ингибиторов активатора плазминогена.
Описанные ранее эндотелиальные факторы: ангиотензин II, тромбоксан А2, эндотелины, совместно с тромбином, тромбоспондином, коллагеном, фибро-нектином и фактором Виллебранда, -обеспечивают прокоагуляционную активность эндотелия практически на всех этапах образования тромба [28, 29].
Под влиянием биологических, биохимических и гемодинамических факторов баланс и направление развития коагуля-ционных процессов могут меняться, что делает эндотелий ключевым фактором реализации защитных функций организма и развития патологии [30].
Определение понятия «дисфункция эндотелия»
«Дисфункция эндотелия - стратегический мост между факторами риска и клиническим заболеванием». G.H.Gibbons. New Engl. J. Med., 1994 [31]
Для описания различных вариантов патологического функционирования эндотелия в литературе используется множество определений: активация, дисфункция, повреждение, денудация, некротизация. Однако в практическом плане имеет смысл разграничить понятия активации эндотелия и дисфункции эндотелия [32]. Кратковременное воздействие патологических факторов на эндотелий приводит
к изменению баланса эндотелиальных функций в направлении гиперкоагуляции, гипертонуса, продукции воспалительных цитокинов, синтеза адгезивных молекул и факторов пролиферации. Повышается проницаемость эндотелия, снижается его барьерная функция [33-36]. При этом есть основания утверждать, что активация эндотелия - благоприятная реакция, способствующая защитным процессам заживления, физиологического ангио-генеза, гемостаза, иммунного ответа на патогены [37, 38]. Доказано, что прекращение действия патогенного стимула приводит к достаточно быстрому возвращению клеток эндотелия из активированного в физиологическое состояние. При этом чрезмерная или хроническая стимуляция эндотелиальных клеток вызывает ответ, выходящий за рамки физиологического. Возникает порочный круг или «дисфункция», т.е. неспособность эндоте-лиальных клеток функционировать адекватно. Учитывая широту эндотелиальных функций, дисфункцию эндотелия можно определить как нарушение барьерной функции, ухудшение антитромботических свойств и склонность к гиперкоагуляции, нарушение процессов неоваскулогенеза, гиперпролиферацию, неадекватность регуляции тонуса сосудистой стенки, избыточность иммунных и воспалительных реакций [39, 40]. Биохимически это означает дисбаланс синтеза факторов релаксации и контрактильности, прокоагуляционных и антикоагуляционных субстанций, про- и противовоспалительных медиаторов [41]. Дисфункция эндотелия складывается из структурных и функциональных нарушений, причем изменения функции предшествуют изменениям структуры.
Практически все известные факторы риска развития сердечно-сосудистых заболеваний (гиперхолестеринемия, артериальная гипертензия, курение, диабет, аутоиммунные болезни, вирусные инфекции) стимулируют синтез биологически активных молекул эндотелием. При этом не всегда наличие факторов риска предопределяет развитие заболевания. Таким образом, эндотелий, благодаря своему стратегическому положению и многообразию функций, представляет собой ключевое звено в патогенезе различных болезней. По мнению В.ИиП [42], эндотелий, являясь органом-мишенью для неблагоприятных воздействий, может предопределить развитие болезни, ее течение и прогноз.
Ключевая роль эндотелия в патогенезе атеросклероза и его осложнений «Атеросклероз - клиническое проявление эндотелиальной дисфункции»,
G.H.Gibbons. New Engl. J. Med, 1994 [31]
Взаимосвязь гиперхолестеринемии, атеросклероза и эндотелиальной дисфункции была выявлена еще в 80-х годах XX века. Присутствие в кровотоке липоп-ротеидов низкой плотности усиливает реакцию сосуда на констрикторные агенты и уменьшает эндотелий-зависимую дила-тацию посредством сокращения синтеза и ослабления активности оксида азота. Дефицит NO, в свою очередь, приводит к усилению процессов адгезии к поверхности эндотелия и диффузии в субэн-дотелиальное пространство моноцитов, активации тромбоцитов, активации процессов коагуляции и гиперпролиферации гладкомышечных клеток сосудистой стенки [43—45]. В работе A.M.Zeiher продемонстрирована прямая зависимость стадий коронарного атеросклероза и степени выраженности эндотелиальной дисфункции от незначительного снижения секреции NO и вазодилатации на доклинических стадиях атеросклероза до полной потери вазодилатирующей функции на фоне стенозирующего поражения коронарных артерий [46]. Артериальная гипертензия также изменяет эндотелиальную структуру и функции, нарушая регуляцию сосудистого тонуса через подавление синтеза дилатирую-щих субстанций, патологическую активацию ренин-ангиотензиновой системы [47]. Не менее активными повреждающими факторами являются курение, диабет, воспаление, возрастные и гормональные нарушения [47-52].
Общий механизм действия всех повреждающих факторов - повышение адгезивности эндотелия по отношению к тромбоцитам и лейкоцитам, выделение факторов их активации. Также усиливаются прокоагулянтные свойства эндоте-лиальных клеток, формируются вазоак-тивные молекулы, цитокины и факторы роста. Если подобный воспалительный ответ не будет нейтрализован или не прекратится воздействие повреждающего фактора, миграция и пролиферация глад-комышечных клеток сосудистой стенки обеспечат формирование начальной стадии атеросклеротического повреждения. Аккумуляция моноцитов в субэндотели-альном пространстве морфологически определяется как первая стадия жирового пятна. Дальнейшее прогрессирование заключается в увеличении количества макрофагов и лимфоцитов в очаге поражения, увеличении объема бляшки до степени, создающей препятствие кровотоку [53-55]. Дальнейшее увеличение числа макрофагов и лимфоцитов в
бляшке, их активное состояние приводит к продукции и высвобождению гидролитических ферментов, цитокинов, хемо-кинов и факторов роста, которые способствуют расширению зоны поражения, формированию локальных зон некроза [54, 56, 57]. Расширение и реструктуризация зоны повреждения сосудистой стенки приводит к формированию массивной атеросклеротической бляшки с фиброзной покрышкой и липидно-некротическим ядром. На данном этапе артерия уже не в состоянии компенсировать рост бляшки дилатацией, что в сочетании с отсутствием адекватного синтеза эндотелиальных факторов регуляции сосудистого тонуса, избытком факторов гиперкоагуляции, приводит к существенному нарушению или прекращению кровотока - клинической манифестации атеросклероза [53, 57, 58].
В многочисленных исследованиях, посвященных выявлению самых ранних стадий коронарного атеросклероза, преобладает позиция, в соответствии с которой наличие дисфункции эндотелия рассматривается как маркер начального, доклинического коронарного атеросклероза. ВБобб [59], А.1_егтап, АМ.Ие^ег, [60], О.ИаэСа! [61] полагают, что дисфункция эндотелия является ранней фазой развития атеросклероза и может рассматриваться в качестве «золотого стандарта» при оценке функционального состояния эндотелия.
Исходя из предположения об обратимости эндотелиальной дисфункции, Р.ВопеШ е! а1. считают, что раннее выявление дисфункции имеет терапевтическое и прогностическое значение [1].
Нарушение эндотелий-зависимой вазодилатации при атеросклерозе часто наблюдается как в артериях с небольшой неровностью контуров, так и в неизменных артериях, когда атеросклеротичес-кие изменения присутствуют в других участках коронарного русла. Эти данные свидетельствуют о том, что нарушение эндотелий-зависимой вазодилатации наблюдается уже на ранних стадиях атеросклероза и может им предшествовать.
Т№ип1еи1е1 е! а1. изучали дилатацию плечевой артерии, вызванную повышенным кровотоком, у 45 больных ИБС с ангиографически подтвержденным атеросклерозом коронарных артерий, у 30 пациентов со стенокардией и неизмененными коронарными артериями и у 14 здоровых людей [62]. Было показано, что снижение значения эндотелий-зависимой дилатации до 10,1% ассоциируется с чувствительностью 87% и специфичностью 77% для наличия атеросклероза коронарных артерий. Таким образом, нару-
шение эндотелий-зависимой дилатации плечевой артерии связано с протяженностью и выраженностью атеросклероза коронарных артерий и может служить ранним неинвазивным предиктором их атеросклеротического поражения и ИБС.
Ухудшение эндотелий-зависимой реакции, как правило, тесно связано с ранним атеросклерозом и факторами риска атеросклероза: дислипидемия, диабет, курение, возраст; гипергомоцистеинемия [59, 63].
По мнению G.G.Biondi-Zoccai, A.Abbate, Liuzzog, LM.Biasucci et al., патогенетические механизмы формирования субклинического атеросклероза предполагают наличие дислипидемии, инсулинрезистентности и воспаления, маркерами которых могут быть: а) низкий уровень липопротеидов высокой плотности; б) повышение содержания триглице-ридов и липопротеидов низкой плотности; в) высокий уровень интерлейкина-6 и С-реактивного белка [63]. Субклиническая стадия атеросклероза всегда сопровождается дисфункцией эндотелия и часто - оксидативным стрессом.
К числу ранних нарушений, стимулирующих развитие атеросклероза, R.Ross [59], G.M.Anantharamaiah, Brever H.Bryan, Alan Chait jr. et al. [64] относят эндокринные расстройства (диабет), гиперлипидемию (в том числе семейную гиперхолестерине-мию), токсические (никотин), механические (гипертензия), генетические (гомоцис-теинемия), которые приводят к начальным функциональным нарушениям эндотелия.
M.Enos et al. проанализировали результаты вскрытия трехсот 22-летних американских солдат, погибших в Корее. У 10% из них выявлено сужение коронарных артерий более чем на 50%, а у 25% погибших - на 20% [65].
С позиций современных представлений о причинах сужения коронарных артерий можно с уверенностью предположить, что речь идет о доклиническом атеросклерозе коронарных артерий.
По данным [70], из 35 погибших от травм молодых здоровых людей у 30 была выявлена различная степень коронарного атеросклероза.
Л.В.Михайловой предложен алгоритм диагностики субклинических форм атеросклероза на основе анализа совокупности таких диагностических маркеров, как артериальная гипертензия II-III степени, мужской пол, возраст старше 50 лет, увеличение ТИМ более 0,66 мм у мужчин и вазомоторная дисфункция эндотелия [71]. Алгоритм может дополняться биохимическими исследованием крови (ТГ>1,7 ммоль/л; ХС ЛПВП < 1,0 ммоль/л; глю-
коза > 6,1ммоль). Информационная эффективность модели составляет 87,9%. Автор полагает, что разработанный алгоритм способен оптимизировать раннюю диагностику атеросклероза.
По мнению Т.В.Балахоновой и соавт., «изучение дисфункции эндотелия у больных с факторами риска развития атеросклероза без признаков ИБС является важной клинической проблемой, особенно с точки зрения улучшения состояния функции эндотелия при коррекции теми или иными методами...» [72].
Но диапазон нарушений функционального состояния эндотелия настолько велик (от дисфункции, сопровождающей факторы риска при отсутствии клинических манифестаций, до стенозирующего атеросклероза коронарных артерий, инфаркта миокарда и т.д.), что только наличие дисфункции эндотелия без количественной характеристики не может быть убедительным критерием субклинического коронарного атеросклероза. Очевидна необходимость и перспективность исследований в этом направлении.
Практический интерес представляет корреляция выраженности эндотелиаль-ной дисфункции и стадии атеросклеро-тического процесса. Так, степень конс-трикции стенозированных коронарных артерий в ответ на введение ацетилхо-лина была достоверно выше у пациентов, перенесших инфаркт миокарда, чем у пациентов со стабильной стенокардией без инфаркта в анамнезе [73, 74].
Прогностическая значимость ДЭ в отношении развития сердечно-сосудистых заболеваний не ограничивается ее тесной связью с факторами риска. В ряде исследований продемонстрировано значение ДЭ как независимого предиктора обострений течения ИБС после коррекции традиционных факторов риска. У 157 пациентов с умеренным стенозировани-ем коронарных артерий функция эндотелия была оценена при коронарографии с ацетилхолином, аденозином и нитроглицерином. При наблюдении в течение 28 месяцев обострение течения ИБС достоверно чаще определялось у пациентов с выраженной ДЭ [75]. В другом исследовании количество сердечно-сосудистых осложнений среди 147 пациентов в течение 7,7 лет наблюдения было достоверно выше у пациентов с исходной ДЭ по данным пробы с ацетилхолином, несмотря на коррекцию факторов риска [76].
Эти данные подтверждают концепцию прогностической значимости степени дисфункции эндотелия в отношении течения сердечно-сосудистых заболеваний
вне зависимости от выраженности стено-зирования коронарного русла. Коррекция дисфункции эндотелия как новая концепция профилактики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний «Эндотелий - первая линия сопротивле-ниянаступающемуатеросклерозу». «Распознавание и понимание патобиологии самых ранних стадий заболевания может стать основой новьх профилактических стратегий». G.Born, TRabelink, TSmith. Endothelium and Cardiovascular Disease, 1998 [32]
Признание дисфункции эндотелия принципиальным фактором в развитии атеросклероза и ее роли в прогнозе течения сердечно-сосудистых заболеваний требует пересмотра стратегий профилактики и лечения. Восстановление функции эндотелия способствует регрессу структурных атеросклеротических изменений [77, 78]. Исследования продемонстрировали положительную динамику эндоте-лиальной функции и позитивные изменения сосудистой стенки при отказе от курения [79], соблюдении рациональной диеты [80], приеме витаминов С, Е [81]. Эндотелий является органом-мишенью терапевтических воздействий. В настоящее время практически все группы лекарственных препаратов подвергаются проверке на предмет их взаимодействия с эндотелием. Положительное влияние на эндотелиальную функцию продемонстрировано у ингибиторов АПФ [82], некоторых бета-блокаторов, ингибиторов ГМГ-KoA редуктазы [83]. Для того чтобы эндотелиальная дисфункция прочно заняла место первичной основы приложения терапевтических и профилактических усилий, необходимо найти соответствующий диагностический инструмент отбора пациентов и контроля эффективности лечения. Для широкого проникновения в клиническую практику этот метод должен быть легким в исполнении, неинвазивным, недорогим, обладать высокой репродуктивностью, чувствительностью и специфичностью [84]. Методы оценки функционального состояния сосудистого эндотелия «Оценка функции эндотелия при помощи инвазивных и неинвазивных методик в периферическом кровообращении является «окном» в коронарные артерии». DTousoulis et al. Heart, 2005 [85]
Последние десятилетия ознаменовались активным поиском и разработкой методов диагностики эндотелиальной функции. Широкий спектр эндотелиальных функций и разнообразие секретируемых веществ позволяют подойти к диагностике функции эндотелия с разных сторон.
Перспективной представляется возможность обнаружения и количественного анализа циркулирующих в крови эндотелиальных продуктов. Коагуляцион-ный фактор Виллебранда синтезируется, в основном, эндотелиальными клетками и, в меньшей степени, мегакариоцита-ми. Повышение уровня концентрации фактора в крови свидетельствует о повреждении эндотелия и его дисфункции [86]. Повышение уровня тромбомодулина также определяется при артериальной патологии и поврежденном эндотелии. Однако диагностическая значимость определения уровня тромбомодулина низка на ранних, доклинических стадиях сердечно-сосудистых заболеваний [87].
Основным производным эндотелия является релаксирующий фактор NO. Метаболиты NO - нитраты и нитриты выявляются в крови и моче. Содержание метаболитов NO в моче соответствует их общему содержанию в организме, зависимому от пищевого режима, и не отражает количество активного NO [88]. Определение уровня нитратов и нитритов в крови - более точный метод выявления эндотелиаль-ной дисфункции, хотя ее зависимость от экзогенных нитратов также высока. Для получения достоверных данных, особенно в динамике, необходима серьезная и длительная диетическая подготовка [89].
Наиболее точными методами оценки функции эндотелия считаются инвазив-ные тесты, связанные с введением в кровоток вазоактивных препаратов и оценкой эндотелий-зависимых реакций. Чаще всего в качестве фармакологического диагностического агента используется ацетилхолин. Взаимодействуя со здоровым эндотелием, ацетилхолин провоцирует выработку NO и других факторов релаксации, вызывая эндотелий-зависимую дилатацию артерии. Если функции эндотелия нарушены, ацетилхолин вызывает либо ослабленную, либо извращенную (констрикция) реакцию. Поэтому реакция сосудов на ацетилхолин является показателем состояния эндотелия сосудов и используется в качестве теста его функционального состояния [90, 91]. Интрако-ронарное введение ацетилхолина в процессе коронарографии с последующей компьютерной оценкой диаметра артерии считается золотым стандартом среди эндотелиальных тестов. Проба с внутри-коронарным введением Ach широко используется для выявления ранних стадий коронарного атеросклероза у больных с дискомфортом за грудиной и «чистыми» коронарными артериями [92], у пациентов с наличием факторов риска [93-96], у па-
циентов с ИБС со стенозирующим поражением коронарных артерий [94].
Также в процессе коронарографии можно оценить базальную секрецию NO при введении ингибитора NO-синтетазы, а также эндотелий-независимую дила-тацию при введении экзогенных источников NO (нитроглицерин, нитропруссид натрия). Анализ изменений диаметра артерий проводится при помощи систем цифровой количественной обработки изображений. В последние годы для повышения чувствительности методики используется интракоронарный катетер с доплеровским датчиком на конце. При помощи датчика оценивается изменение параметров коронарного кровотока в ответ на введение эндотелиального стимула [97]. В многочисленных исследованиях с использованием описанного метода продемонстрировано наличие значимого ухудшения эндотелиальной функции при отсутствии видимых атеросклеротических изменений. Кроме того, степень нарушения эндотелиальной функции тесно коррелирует с выраженностью и распространенностью атеросклероза коронарных артерий. Недостатком данной методики является ее сложность, дороговизна, сравнительно высокая вероятность осложнений. Для внедрения методики исследования функции эндотелия в широкую клиническую практику необходимы более доступные и нетравматичные методы. Основой для поиска таких технологий стали исследования, выявившие системный характер эндотелиальной дисфункции и связь между реакцией периферических артерий на эндотелий-зависимые факторы с коронарным атеросклерозом. В работе T.Anderson et al. [98] сравнивались результаты коронарографии с ацетилхоли-ном и степень изменения диаметра плечевой артерии в покое и после создания реактивной гиперемии. У пациентов без ангиографических признаков атеросклероза и с нормальной реакцией на введение ацетилхолина дилатация плечевой артерии в ответ на увеличение кровотока была достоверно выше. Эти данные нашли свое подтверждение в целом ряде работ [99-101], а в исследовании Neunteufel et al. была продемонстрирована корреляция между реакцией плечевой артерии, уровнем холестерина и степенью выраженности коронарного атеросклероза [102]. Принципиально важными представляются результаты исследования K.Sorensen et al. (1997), где в ходе пато-логоанатомических исследований было показано наличие атеросклеротических повреждений разной степени выражен-
ности в 100% исследованных сегментов коронарных артерий, 98% сегментов сонных артерий и 75% - плечевых артерий, причем степень изменений коронарных и плечевых артерий тесно коррелировала [103]. Перечисленные исследования дали основание рассматривать реакции плечевой артерии на эндотелий-опосредованные стимулы как маркёр глобальной эндотелиальной дисфункции. По мнению K.Sorensen et al., тестирование должно быть точным и воспроизводимым, эндотелий-зависимым, обладать способностью разграничивать пациентов с эн-дотелиальной дисфункцией и без нее, а также желательно сопоставлять все это с коронарной эндотелиальной дисфункцией. Шагом к снижению травматичности исследований эндотелиальной функции стала методика канюляции и введения ацетилхолина непосредственно в плечевую артерию с последующим измерением динамики объемного кровотока методом окклюзионной (тензометриче-ской) плетизмографии. Принцип измерения заключается в изменении объема предплечья, прямо зависящего от объема и скорости кровотока по плечевой артерии. Чтобы повысить точность измерений, за одну минуту до начала измерения и в течение всего процесса измерения кровотока предплечья кистевой кровоток прекращается путем раздутия педиатрической манжетки в области запястья до давления, превышающего систолическое. Измерение рекомендуется проводить одновременно на двух руках. Принципы подготовки пациента и введения вазоак-тивных препаратов аналогичны пробе при коронарографии [104, 105]. Преимуществом методики является относительная простота и меньшая травматичность по сравнению с ангиографией коронарных артерий, высокая повторяемость результатов при кратковременном и длительном наблюдении [105]. При этом инвазивность и существенный риск травмирования плечевых сосудов и нервных стволов ограничивает широкое применение метода [106].
Революционным прорывом в разработке неинвазивных методов оценки функции эндотелия стала публикация Celermajer и соавт., в которой был предложен простой, но очень эффективный подход [107]. В основе метода лежит увеличение напряжения сдвига при увеличении кровотока по периферической артерии. Напряжение сдвига стимулирует выработку здоровым эндотелием ва-зодилатирующих продуктов и, в первую очередь, NO [108]. Вазодилатация в ответ на увеличение напряжения сдвига, ха-
рактеризующая способность эндотелия продуцировать N0, получила название поток-опосредованной дилатации (ПОД). Опыты с введением ингибитора И0-син-тетазы в плечевую артерию продемонстрировали ключевую роль оксида азота в формировании данного феномена [109]. Для создания повышенного напряжения сдвига предложено использовать метод реактивной гиперемии. Кровоток по артериям плеча и предплечья прекращается на 5 минут путем раздутия манжетки до давления, на 50 мм рт.ст. превышающего систолическое. Через 5 минут создается декомпрессия, что вызывает ускорение кровотока по плечевой артерии - реактивную гиперемию и, следовательно, напряжение сдвига. Предложены разные варианты расположения манжетки: дис-тальный отдел плеча, предплечье, запястье. Считается, что при расположении манжетки на запястье в формировании ПОД основную роль играет выделение оксида азота, а при расположении манжеты на плече - кроме N0 существенное влияние оказывают другие эндотелиаль-ные факторы (эндотелиальный фактор гиперполяризации, простаноиды). Для количественной оценки ПОД предложено измерять диаметр плечевой артерии при помощи ультразвука высокого разрешения [110]. Датчик с частотными характеристиками 7-12 МГц располагается над плечевой артерией в дистальном отделе плеча. Измерение производится исходно, затем каждые 30 секунд на протяжении 3 минут после прекращения ишемии. Диаметр плечевой артерии определяется с точностью до 0,1 мм при расположении курсора на границе «адвентиция - медиа» передней и задней стенок плечевой артерии. При помощи доплеровского датчика определяется также скорость кровотока. Принципиально важно проводить измерения в одинаковую фазу сердечного цикла, для чего необходима параллельная запись ЭКГ во время исследования. ПОД определяется большинством исследователей как процентное отношение диаметра плечевой артерии в покое к диаметру через 60 секунд после декомпрессии манжеты. Эндотелий-независимая дила-тация оценивается после сублингвально-го приема нитроглицерина. Достоинством технологии является неинвазивность, высокая точность и повторяемость результатов [111]. Однако метод не лишен недостатков. Необходимо наличие дорогостоящей ультразвуковой аппаратуры высокого разрешения с определенными частотными характеристиками датчиков. Кроме того, результат существенно за-
висит от квалификации исследователя, выполняющего УЗ измерения. Для анализа эндотелиальной функции в динамике рекомендуется выполнение серии исследований одним специалистом [112].
Анализ изменений параметров кровотока по плечевой артерии на фоне реактивной гиперемии осуществляется также с применением описанного выше метода окклюзионной плетизмографии [113].
Убедительной альтернативой описанным методам изучения вазомоторной функции эндотелия плечевой артерии может оказаться метод компьютерной реовазографии (импедансметрии) верхних конечностей [114]. Метод заключается в исследовании динамики пульсового кровенаполнения органов и тканей или отдельных участков тела на основе графической регистрации их суммарного электрического сопротивления. Увеличение кровенаполнения сосудов во время систолы приводит к уменьшению электрического сопротивления исследуемых отделов тела. Колебания электрического сопротивления регистрируются реогра-фом с датчиками-электродами в виде реограммы. Автоматизация анализа реографической кривой исключает субъективизм, повышает точность измерений и позволяет применять метод без привлечения высококвалифицированного врачебного персонала. Реовазографические электроды располагаются на плече, дис-тальнее манжеты. В ходе исследования реовазографические параметры оцениваются 6 раз: в покое, через 1, 2 и 3 минуты после снятия манжеты, на 5-й минуте покоя и через 3 минуты после сублингвального приема 500 мкг нитроглицерина. В качестве информативной величины оценивается относительное изменение максимальной скорости кровотока, вызванное реактивной гиперемией или фармакологическим воздействием [115].
Дисфункция эндотелия, выражающаяся в дефиците синтеза N0, приводит к нарушению эластических свойств сосудистой стенки. Скорость и особенности распространения пульсовой волны могут рассматриваться как измеряемый параметр эластичности сосудистой стенки и, следовательно, маркёр эндотелиальной дисфункции [116]. Скорость распространения пульсовой волны зависит от эластичности сосудистой стенки и отношения диаметра просвета к толщине стенки. При повышении плотности сосудистой стенки скорость распространения пульсовой волны возрастает, при вазодила-тации - снижается. При одновременной регистрации пульсовых колебаний в двух
различных точках (например, сонная и бедренная артерии), СРПВ может быть рассчитана путем деления дистанции на время прохождения волны [117]. Дистанция прохождения пульсовой волны определяется по наружным ориентирам, но может существенно варьировать в связи с возрастными и анатомическими особенностями. Поэтому расчет СРПВ не нашел широкого применения и не считается надежным методом определения эндотели-альной функции [118]. Ряд исследователей изучает возможность анализа функции эндотелия путем регистрации пульсового давления при помощи высокочувствительного микроманометрического датчика, расположенного над лучевой артерией или на пальце. Компьютерная программа рассчитывает плотность сосудистой стенки на основании анализа формы пульсовой кривой. Данная методика использовалась при исследованиях эндотелиальной дисфункции у больных сахарным диабетом, артериальной гипертензией, терминальной почечной недостаточностью [119-121].
Таким образом, за несколько последних десятилетий представление об эндотелии прошло путь от «клеточного целлофана» до крупнейшего и важнейшего секреторного органа, который определяет характер функционирования многих органов и систем. Дисфункция эндотелия является одним из самых ранних признаков формирующегося атеросклероза, поэтому поиск высокоточных, доступных, безопасных и не обременительных для больного способов и технологий оценки эндотелиальной дисфункции входит в число наиболее актуальных задач современной кардиологии. Инвазивные методы, оставаясь золотым стандартом точности, не могут широко применяться в клинической практике из-за сложности, дороговизны и высокой вероятности осложнений.
Среди неинвазивных тестов наиболее распространен метод ультразвуковой оценки вазомоторной функции эндотелия плечевой артерии на фоне реактивной гиперемии. Однако при неоспоримых достоинствах он не лишен ряда существенных недостатков: необходимость наличия ультразвуковой аппаратуры высокого класса, зависимость результатов от квалификации специалиста ультразвуковой диагностики. Технология импедансной оценки вазомоторной функции эндотелия плечевой артерии представляет большой интерес благодаря неинвазивности, простоте, дешевизне, высокой точности и повторяемости результатов.
Поступила 09.02.2012 г.
