CC BY
13
УДК 616.988:616.61-002.151-06-092:616.13/.16-018.74:577.121.7 © В.Ш. Вагапова, А.А. Байгильдина, 2012
В.Ш. Вагапова, А.А. Байгильдина
СТРУКТУРНО-МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЭНДОТЕЛИЯ ПРИ ОСЛОЖНЕННОМ ТЕЧЕНИИ ГЕМОРРАГИЧЕСКОЙ ЛИХОРАДКИ
С ПОЧЕЧНЫМ СИНДРОМОМ
ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Уфа
Исследованы изменения стенки сосудов, прежде всего, эндотелия, при осложненном течении геморрагической лихорадки с почечным синдромом путем изучения их гистоструктуры и способности экспрессировать некоторые субстанции. Морфологические изменения имеются во всех слоях сосудистой стенки, причем сосуды почек, печени, желудка и миокарда подвергаются большей деструкции, чем сосуды головного мозга и легких. Концентрация в крови эндотелийпродуцируемых веществ чаще статистически значимо ниже, а молекулы адгезии сосудистого эндотелия - выше контроля. Повреждение эндотелия ведет к снижению синтеза субстанций, обеспечивающих нормальное течение эндотелийзависимых процессов, что является патогенетическим звеном развития осложнений болезни.
Ключевые слова: эндотелий, гистоструктура, эндотелийпродуцируемые соединения, геморрагическая лихорадка с почечным синдромом.
V.Sh. Vagapova, A.A. Baygildina
THE STRUCTURAL AND METABOLIC CHANGES IN ENDOTHELIUM IN COMPLICATED FORM OF HEMORRHAGIC FEVER WITH RENAL SYNDROME
To estimate the structural and functional state of the vessel wall, mainly endothelium, in complicated form of hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS) by studying their histostructure and ability to express some substances were researched. Morphological changes were found in all layers of the vascular wall and vessels of kidney, liver, stomach, myocardium and were severe damaged than lung and brain vessels. Endothelium produced substances blood level was predominantly statistically significant lower and sVCAM-1 level - higher than control. The extensive endo-thelium damage was the main reason of decreased expression of substances that supported the normal endothelium function. It had the pathogenic importance for development of HFRS complications.
Key words: endothelium, histostructure, endothelium produced substances, hemorrhagic fever with renal syndrome.
Введение. Эндотелий выстилает все регионы сосудистой системы и играет ключевую роль в регуляции тонуса сосудов, гемостаза, ангиогенеза, воспаления, макрофагальной активности и др. [1, 4]. Нарушение его структуры и функции вовлечены в патогенез многих болезней [2, 12, 13], в том числе и вирусной этиологии [6, 7, 8, 10, 11]. Однако изучение особенностей структурных изменений интимы сосудов различных органов и систем, инициированных вирусами, и сопоставление их со сдвигами в ее метаболической активности не было предметом специальных исследований.
Цель: оценить структурно-функциональное состояние стенки сосудов и, прежде всего, эндотелия при осложненном течении ГЛПС на основе изучения его гистоструктуры и способности экспрессировать эндотелин-1 (ЭТ-1), сосудистый эндотелиальный фактор роста (СЭФР), тканевой активатор плазминогена (ТАП), ингибитор тканевых активаторов плазминогена 1 типа (ИАП-1), VE-кадгерин, молекулу адгезии сосудистого эндотелия (VCAM-1). В качестве модели для изучения повреждения эндотелия вирусной этиологии выбрана геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (ГЛПС), возбудителем которой является хантавирус серотипа Puumala.
Материалы и методы. Работа одобрена экспертным советом по биомедицинской этике по клиническим дисциплинам ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава РФ. Для гистологического исследования проанализировали аутопсийные ткани почек, печени, головного мозга, легких, желудка и миокарда от 11 человек с серологически подтвержденным диагнозом ГЛПС в возрасте 38-44 лет, умерших от ее осложнений. Взятие материала производили в течение 3 часов после наступления смерти. Срезы окрашивали по методу Маллори, по Ван-Гизон, гематоксилином и эозином. Микроскопические исследования проводили с использованием
лазерного сканирующего конфокального микроскопа LSM 5 PASCAL фирмы «Carl Zeiss» (Германия). В группу динамического исследования концентрации ЭТ-1, СЭФР, ТАП, ИАП-1, VE-кадгерина и VCAM-1 в крови вошли 62 пациента с серологически подтвержденным диагнозом ГЛПС в осложненной форме (55 мужчин и 7 женщин) в возрасте 22-55 лет. От каждого больного было получено информированное согласие. Критериями исключения из исследования явились: наличие в анамнезе гипертонической болезни, атеросклероза, болезней сердца и сосудов, сахарного диабета, злокачественных заболеваний, заболеваний печени и почек. Группу контроля составили 23 практически здоровых добровольца, сопоставимых по полу и возрасту. Концентрации в крови исследуемых веществ определяли методом ИФА с помощью коммерческих наборов зарубежных фирм-производителей. Результаты обработали с помощью стандартных статистических пакетов программ Statistica 7.0: определяли медиану, интерквартильный интервал (25 и 75-й процентили), минимальное и максимальное значения; достоверность межгрупповых различий средних величин оценивали по критерию U Манна-Уитни с поправкой Бонферрони. Критический уровень достоверности нулевой статистической гипотезы р принимали равным 0,05.
Результаты и их обсуждение. Морфологическое исследование выявило выраженные патологические изменения сосудов во всех исследуемых органах. Обращает на себя внимание стереотипность структурной реорганизации всех типов кровеносных сосудов: повышение проницаемости и ломкости сосудов, интенсивная десквамация эндотелия, очаги лимфоцитарно-макрофагальной инфильтрации, клеточная инфильтрация и отек периваскулярного пространства, многочисленные геморрагии. Наблюдаются определенные межорганные различия в степени повреждения эндотелия: в сосудах почек, печени, желудка и миокарда он повреждается сильнее, чем в сосудах легких и головного мозга, то есть эндотелий сосудов фильтрующих органов повреждается намного значительнее, чем интима сосудов барьерных органов.
Содержание ЭТ-1 в плазме крови исследуемой группы больных статистически значимо низкое во все периоды заболевания. Уровень СЭФР статистически значимо ниже контрольных значений только в периоды лихорадки и олигоанурии. Содержание антигена ТАП на всем протяжении ГЛПС остается статистически значимо низким. Уровень антигена ИАП-1 статистически значимо не отличается от контроля, за исключением периода лихорадки. Содержание VE-кадгерина статистически значимо низкое на всем протяжении ГЛПС. Концентрация VCAM-1 имеет волнообразную динамику со статистически значимыми подъемами и снижениями (табл.).
Таблица
Концентрация эндотелийпродуцируемых веществ в крови больных ГЛПС _при тяжелой форме с осложнениями на фоне базисной терапии_
Периоды болезни
Показатель Контроль лихорадка олигоанурия полиурия восстановленный диурез
ЭТ-1, 0,38 0,15 0,07 0,12 0,09
фмоль/мл [0,29; 0,55] [0,12; 0,17]* [0,05; 0,16]* [0,09; 0,19]* [0,07; 0,17]*
СЭФР, пг/мл 67,0 50,5 52,4 68,9 64,2
[43,4; 77,4] [30,2; 73,2]* [36,0; 68,0]* [49,2; 59,4] [57,4; 75,2]
антиген 132,2 58,9 24,7 35,5 64,9
ТАП, нг/мл [129,7; 156,3] [55,5; 144,7]* [16,3; 33,0]* [29,3; 39,0]* [33,9; 96,4]*
антиген 220,8 108,4 240,7 228,8 209,4
ИАП-1,нг/мл [193,2; 263,3] [75,5; 138,3]* [172,1; 254,2] [157,6; 260,7] [164,6; 270,1]
VE-кадгерин, нг/мл 1,07 [1,025; 1,08] 0,75 [0,64; 0,86]* 0,66 [0,57; 0,8]* 0,52 [0,31; 0,61]* 0,34 [0,16; 0,36]*
VCAM-1, 963,0 2625,4 158,9 1675,3 1020,2
нг/мл [915,5; 103,2] [1474,8; 824,7]* [102,4; 175,5]* [1575,1; 1683,8]* [740,6; 1210,3]
Примечание: * - р < 0,05
Наличие в периваскулярном пространстве макрофагов, лимфоцитов и плазмоцитов ассоциируется с достаточной напряженностью иммунного ответа, подтверждением чего служит повышение продукции УСАМ-1. Она экспрессируется только активированным эндотелием для привлечения из крови моноцитов. Этот процесс облегчается благодаря снижению продукции ЭТ-1, так как в низких концентрациях он стимулирует синтез и высвобождение факторов релаксации - N0 и простациклина [5] и, таким образом, способствует вазодилатации, что является целесообразным с точки зрения создания наиболее благоприятных условий для экстравазации макрофагов. Отслоение поврежденных
ЭК, содержащих хантавирусы, является результатом снижения экспрессии VE-кадгерина, ведущего к ослаблению контактов между ними [3, 9]. Это отчасти препятствует их дальнейшему персистирова-нию в слое ЭК и проникновению в клетки подлежащей ткани, но ведет к обнажению субэндотелия с экспонированием в просвет сосуда его тромбогенных субстанций и включению процесса свертывания крови по внутреннему пути. Статистически значимо низкая концентрация ИАП-1 в период лихорадки свидетельствует об еще адекватной работе системы фибринолиза на фоне нарастающей коагу-лопатии потребления. На фоне усиленной десквамации ЭК вполне был бы ожидаем такой метаболический ответ организма, как повышенная экспрессия стимуляторов регенерации эндотелия, в частности СЭФР, но его уровень в крови динамике не превышает контроль, следовательно, активность процессов восстановления эндотелия в острой фазе ГЛПС низка.
Заключение. Обнаруженные метаболические сдвиги направлены на обеспечение адекватного ответа макроорганизма на повреждающее действие хантавируса, однако значительное повреждение эндотелия является причиной снижения экспрессии ЭК субстанций, обеспечивающих нормальное течение эндотелийзависимых процессов. Это является патогенетическим звеном развития и прогрес-сирования осложнений ГЛПС, ухудшения тканевой перфузии с нарастанием ишемии внутренних органов и развитием полиорганной недостаточности.
Список литературы
1. Банин, В. В. Эндотелий как метаболически активная ткань (синтетические и регуляторные функции) / В. В. Банин, Г. А. Алимов // Морфология. - 1992. - Т. 102, № 2. - С. 10-32.
2. Бувальцев, В. И. Дисфункция эндотелия как новая концепция профилактики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний / В. И. Бувальцев // Международный медицинский журнал. - 2001. -№ 3.- С. 202-208.
3. Пальцев, М. А. Межклеточные взаимодействия / М. А. Пальцев, А. А. Иванов. - М. : Медицина, 1995. - 224 с.
4. Baumgartner-Parzer, S. M. The endothelium as a metabolic and endocrine organ: its relation with insulin resistance / S. M. Baumgartner-Parzer, W. K. Waldhausl // Exp. Clin. Endocrinol. Diabetes. - 2001. -Vol. 109 (suppl. 2). - P. 166-179.
5. Hirata, Y. Endothelin receptor subtype B mediates synthesis of nitric oxide by cultured bovine endothelial cells / Y. Hirata, T. Emori, K. Kanno et al. // Clin. Invest. - 1993. - Vol. 91, № 4. - P. 1367-1373.
6. Ho, D. D. Replication of human cytomegalovirus in endothelial cells / D. D. Ho, T. R. Rota, C. A. Andrews et al. // J. Infect. Dis. - 1984. - Vol. 150. - P. 956-957.
7. Kanerva, M. Pathogenesis of Puumala and other hantavirus infections / M. Kanerva, J. Mustonen, A. Vaheri // Rev. Med. Virol. - 1998. - Vol. 8, № 2. - P. 67-86.
8. Lunardi, C. Induction of endothelial cell damage by hCMV molecular mimicry / C. Lunardi, C. Bason, R. Corrocher, A. Puccetti // Trends Immunol. - 2005. - Vol. 26, № 1. - P. 19-24.
9. Perez-Moreno, M. Sticky business : orchestrating cellular signals at cadherens junctions / M. Perez-Moreno, C. Jamora, E. Fuchs // Cell. - 2003. - Vol. 112, № 4. - P. 535-548.
10. Peters, C. J. Role of the endothelium in viral hemorrhagic fevers / C. J. Peters, S. R. Zaki // Crit. Care Med. - 2002. - Vol. 30, № 5 (suppl.). - P. 268-273.
11. Valbuena, G. The endothelium as a target for infections / G. Valbuena, D. H. Walker // Annu. Rev. Pathol. - 2006. - Vol. 1, № 1. - P. 171-198.
12. Widlansky, M. E. The clinical implications of endothelial dysfunction / M. E. Widlansky, N. Gokce, J. F. Keaney et al. // J. Am. Coll. Cardiol. - 2003. - Vol. 42. - P. 1149-1160.
13. Yang, Z. Recent advances in understanding endothelial dysfunction in atherosclerosis / Z. Yang, X. F. Ming // Clin. Med. Res. - 2006. - Vol. 1. - P. 53-65.
Вагапова Василя Шарифьяновна, доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой анатомии человека, ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России, 450000, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Ленина, д. 3, тел.: (347) 272-58-81, e-mail: [email protected].
Байгильдина Асия Ахметовна, кандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры биологической химии, ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России, 450000, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Ленина, д. 3, тел.: (347) 272-58-81, e-mail: [email protected].
