Клеточно-молекулярные особенности патогенеза сосудистых заболеваний Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

УДК 577.29

© ЛАРИОНОВ А.А., ИНЖУТОВА А.И.

КЛЕТОЧНО-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПАТОГЕНЕЗА СОСУДИСТЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ А.А. Ларионов 12*, А.И. Инжутова 1

1НИИ Молекулярной медицины и патобиохимии, 2Кафедра поликлинической терапии и семейной медицины, ГОУ ВПО «Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздравсоцразвития РФ», Красноярск, РФ

660022, Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1, РФ E-mail: [email protected]

Резюме. В статье представлены оригинальные данные об участии и изменении клеток крови: эндотелиоцитов, лимфоцитов, тромбоцитов в патогенезе эндотелиальной дисфункции. В процессе исследования выявлено, что при сердечно-сосудистой патологии формируются стойкие изменения как в численности клеток, так и в физико-морфологических свойствах цитоплазматической мембраны клеток. Авторы предполагают, что ранняя детекция изменений в лимфоцитах, эндотелиоцитах и тромбоцитах позволит выработать таргетный подход к терапии сердечнососудистых заболеваний.

Ключевые слова: эндотелиальная дисфункция, блеббинг, лимфоциты, эндотелиоциты, тромбоциты

Введение. Заболевание сердца и сосудов в России занимают лидирующее место в иерархии общей патологии: ежегодно умирает примерно 1 млн. 200 тыс. человек, что составляет 55% общей смертности. За последние десятилетия смертность в России увеличилась в 1,5 раза, при этом до сих пор является актуальным поиск триггерных точек терапевтического воздействия механизма базисных патофизиологических процессов, запускающих развитие заболеваний сердечно-сосудистой системы. Главное место, как основополагающему процессу в кардиоваскулярной патологии, принадлежит концепции дисфункции эндотелия (ЭД). Эндотелиальные клетки являются структурой чувствительной к незначительным физическим и химическим стимулам, протекающим внутри сосуда, они регулируют форму сосуда и местный го-меостаз [1,2]. Эндотелий способен продуцировать широкий спектр аганистично-антагонистичных макромолекул, включающих в себя вазоконстрикто-ры, прокоагулянты и антикоагулянты, медиаторы воспаления и противоспаления, вазоконстрикторы и вазодилятаторы, фибринолитики и антифибри-нолитические субстанции.

Значимым процессом в жизненном цикле эн-дотелиоцита является синтез оксида азота (NO), присутствующего во всех тканях организма. NO опосредует практически все процессы сосудистой вазодилятации в организме. Проникая через эндотелиальную интиму, он участвует в нитро-зировании гуанилат циклазы, в результате чего происходит распад гуанозинтрифосфата (ГТФ) с высвобождением циклического гуанозинмонофос-фата (цГМФ) под контролем цитозольного Ca++, что и вызывает расслабление мышечных клеток, релаксацию сосуда [3]. NO обладает уникальными

свойствами: уменьшает сосудистую проницаемость и моноцитарно-лимфоцитарную адгезию, агрегацию тромбоцитов, подавляет воспаление и активацию тромботических факторов, пролиферацию клеток, тормозит экспрессию проатеротиче-ских и провоспалительных цитокинов, склонность к фибринолизу [4; 5].

В инициировании, развитии и прогрессирова-нии эндотелиальной дисфункции (ЭД) значимыми являются не только локальные процессы, протекающие в пределах сосудистого русла (в стенке сосуда), но и в системе кроветворения, где важная роль принадлежит формированию клеток - предшественниц эндотелия (КПЭ), контролирующих репарацию сосуда в месте повреждения. КПЭ происходят из красного костного мозга, мобилизуются при повреждении, участвуют в процессе рева-скуляризации. Примечательно, что репаративные процессы в сосуде с участием КПЭ характеризуются нормализацией эндотелиальной функции на участке повреждения, а степень эндотелиальной дисфункции в целом коррелирует с числом КПЭ в кровеносном русле. Выделяют два возможных механизма нарушения процесса репарации сосудистой стенки. Во-первых, это дефицит циркулирующих КПЭ. Во-вторых, снижение активности оксида азота [6].

Дисфункция эндотелия активно участвует в процессе повреждения и развития ранних механизмов атеросклероза, что сопровождается увеличением секреции хемокинов, молекул лейкоцитарной адгезии, повышенным окислением липопротеидов низкой плотности (ЛПНП), активацией тромбоцитов, активацией миграционных и пролиферацион-ных процессов гладкомышечных клеток. ЭД вызывает нарушение миокардиальной перфузии и

миокардиальную ишемию (результат парадоксальной вазоконстрикции), модулирует архитектуру атеросклеротической бляшки, обуславливает ее деструкцию, лежит в основе развития острого коронарного синдрома [7,8].

ЭД ассоциирована с возникновением инсульта или транзиторных ишемических атак, будучи системным процессом, распространяется на сосуды макро- и микроциркуляторного русла. Ишемиче-ское поражение головного мозга - типичное осложнение атеросклеротического процесса, прогресси-рования степени выраженности ЭД. Определение инициальной стадии ЭД может иметь важное прогностическое значение для лиц среднего возраста обоего пола в отношении сосудистых катастроф [10]. ЭД является очень чутким маркером патологии сердца и сосудов, повышает риск развития сердечнососудистой патологии, определяет клинические проявления кардиоваскулярной патологии в целом и высокий уровень мортальности [11].

Цель работы - изучить различия в патогенезе сосудистых заболеваний на клеточном уровне в проекции на эндотелиальную дисфункцию.

Материалы и методы. В исследовании с информированного согласия приняли участие пациенты обоего пола в возрасте 40-65 лет. Все больные, участвовавшие в исследовании, находились на стационарном лечении в МУЗ «Городская клиническая больница №1» г. Красноярска.

Объектом исследования (основная группа) явились образцы периферической венозной крови от пациентов, страдающих: 1) гипертонической болезнью (ГБ) II стадии, риск 3 (30 человек); 2) рефрактерной ГБ (15 человек); 3) ишемической болезнью сердца (ИБС), стенокардией напряжения II функциональный класс на фоне ГБ II, риск 3 (30 человек); 4) нейроциркуляторной дистонией (НЦД) смешанного типа (15 человек). Контрольная группа: практически здоровые люди соответствующего возрастно-полового состава (30 человек).

Критерии исключения: 1) сердечно-сосудистые катастрофы в анамнезе и на момент обследования, 2) острые и хронические инфекционные заболевания, 3) системные заболевания соединительной ткани, 4) хроническая почечная недостаточность, хроническая обструктивная болезнь легких, бронхиальная астма, 5) эндокринные заболевания. Из образцов периферической венозной крови выделялись лимфоциты, тромбоциты, эндотелиоциты. Лимфоцитарную фракцию выделяли методом центрифугирования на градиенте плотности фиколл-верографина (p=0,077). Выделение тромбоцитов осуществляли центрифугированием по методу M. Pirro (2007). Клетки эндотелия выделялись по методу Iwata et al. (1986). Выделенные клетки изучались с использованием фазово-контрастного микроскопирования, визуально производилась оценка состояния мембраны лимфоцитов

(блеббинг), изучалось количественное изменение лимфоцитов, эндотелиоцитов, тромбоцитов.

Статистическая обработка проводилась с использованием пакета BIOSTATISTIKA 6.0 и теста Колмагорова-Смирнова, U критерия Манна-Уитни, теста Уилкоксона

Результаты и их обсуждения. Лимфоцитар-ная фракция является чувствительным маркером, фиксирующим малейшие изменения сосудистого гомеостаза макро- и микрососудов, в частности, эндотелиальных клеток. В полученных нами данных прослеживается четкая связь достоверного увеличения количества лимфоцитов (рис.1) в зависимости от тяжести состояния пациента, верифицированного как лабораторными (общий анализ крови, биохимический анализ крови и т.д.), так и дополнительными методами исследования (электрокардиографией, суточным мониторированием артериального давления, эхо-кардиографией).

Наибольшее количество лимфоцитов зареги-

Г6 АГ ИБС+ГБ НЦД КОНТРОЛЬ

Рис. 1. Количество лимфоцитов периферической крови в исследуемых группах (шт. на 4 кв.см).

стрировано в группе пациентов с ишемической болезнью сердца в сочетании с гипертонией («ИБС+ГБ») и составило 49,5 шт. на 4 см2, при р=0,01 , при нейроциркуляторной дистонии («НЦД») уровень лимфоцитов колебался в районе 23,03 шт. на 4 см2 , при р=0,043. Гипертоническая болезнь без сопутствующего коронарного анамнеза («ГБ») занимает промежуточное положение между «ИБС» и «НЦД», количество лимфоцитов на 4 см2 составило 28,4 штук, при р =0,03. Приведенные данные отражают тип реагирования клеточного звена лим-фоцитарной фракции на диссоциативные процессы в стенке сосуда, а высокое число лимфоцитов при «ИБС+ГБ», по сравнению с контролем, является процессом закономерным, поскольку ишемиче-ский и гипертонический элементы патологического комплекса активируют запуск провоспалительных биологически активных веществ. Уровень продукции последних коррелирует с динамическим изменением мембраны лимфоцитов (блеббинг), визуализирующимся при фазово-контрастной микроскопии, и тяжестью состояния пациента. Лимфоциты в блеббинге превалируют в группах

«ИБС+ГБ» - 68,78%, АГ (рефрактерная гипертония) - 53,6%, «ГБ» - 50,4% , при «НЦД» - значение 25,2% достоверно увеличено по отношению к контрольной группе, но меньше по отношению к патологиям с необратимым развитием эндотелиальной дисфункции («ИБС+ГБ», «ГБ», «АГ») (рис. 2-4).

Рис. 2. Блеббинг лимфоцитов периферической крови в изучаемых образцах (%).

ГБ АГ ИБС+ГБ НЦД КОНТРОЛЬ

Рис. 3. Содержание эндотелиоцитов в периферической крови изучаемых образцов (шт. на 4 кв.см).

68,78**

70 БОА** (Т|

Рис. 4. Содержание тромбоцитов в периферической крови изучаемых образцов (шт. на 4 кв.см).

Интересен анализ численности тромбоцитов при исследуемых патологиях: наибольшее число тромбоцитов насчитывается при «АГ»- 36,6 шт. на 4 см2 и «НЦД» - 27,1 шт. на 4 см2 , наименьшее при «ИБС+ГБ» - 16,6 шт. на 4 см2 и «ГБ» - 19,1 шт на 4 см2. Подобная реакция тромбоцитарного звена объяснятся усиленной миграцией клеток в очаг

ишемии (рис. 3). Содержание эндотелиальных клеток (рис. 4) в периферической крови выше в группе пациентов с «ИБС+ГБ» (2,72±0,2 клетки, р=0,043) против группы больных с «ГБ» (0,5±0,2 клетки, p=0,049) и «НЦД» (0,75±0,5 клетки, p=0,037), «АГ» 1,4±0,08 (p=0,013), контрольная 0,025±0,019, где р - коэффициент достоверности по отношению к контролю.

Заключение. Эндотелиальная дисфункция, являющаяся фундаментом развития сердечнососудистой патологии, формирует на уровне клеточно-молекулярной интеграции необратимые изменения в численности и морфологии клеток крови.

Список литературы:

1. Инжутова А.И., Салмина А.Б., Петрова М.М., Ларионов А.А. Роль CD38 в межклеточных взаимодействиях при эндотелиальной дисфункции // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2008. - Т. 145, №6. - С. 648-652.

2. Инжутова А.И., Салмина А.Б., Петрова М.М., Ми-хуткина С.В., Народова В.В., Домрачев Д.В. Регистрация блеббинга плазматической мембраны лимфоцитов периферической крови как экспресс-метод оценки тяжести состояния больных осложненными формами гипертонической болезни // Бюллетень СО РАМН. - 2007. - №1 (123). - С. 6-10.

3. Azevedo L.C.P., Pedro M.A., Laurindo F.R.M. Circulating Microparticles as Therapeutic Targets in CardiovascularDiseases//Recent Patents on Cardiovascular Drug Discovery. - 2007. - №2. - P. 41-51

4. Doeuvre L., Plawinski L., Toti F., Angles-Cano E. Cell-derived microparticles: a new challenge in neuroscience. // J. Neurochem. - 2009. - N. 110. - P. 457-468.

5. Esper R.J., Nordaby R.A., Vilarino J.O. et al. Endothelial dysfunction: a comprehensive appraisal // Cardiovasc. Diab. - 2006. - №5.- P.4

6. Lerman A., Zeiher A.M. Endothelial function cardiac events // Circulation. - 2005. - №111. - P.363-368

7. Targonski P.V., Bonetti P.O., Pumper G.M. et al. Coronary Endothelial dysfunction is associated with an ilncreased risk of cerebrovascular events // Circulation. -2003. - №107. -P.2805-2809.

8. Verma S., Anderson T.J. Fundamentals of endothelial function for the clinical cardiologist // Circulation.

- 2002. - №105. - P.546-549

9. Martinez M.C., Tesse A. et al. Shed membrane microparticles from circulating and vascular cells in regulating vascular function // J. Physiol. Heart Circ. Physiol. - 2005. -№288. - P. 4-9.

10. Bonetti P.O., Lerman L.O., Lerman A. Endothelial dysfunction is a marker of atherosclerotic risk // Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. - 2003.

- №23. - P.168-175

11. Van Wijk M.J., Van Bavel E., Sturk A., Nieuwland R. Microparticles in cardiovascular diseases // Cardiovasc. Res. - 2003. - №59. - P. 277-287.

25,2*

5,1

CELLULAR AND MOLECULAR ASPECTS OF VASCULAR DISEASIES PATHOGENESIS

А.А. Larionov12*, A.I. Inzhutova1

1SRI of Molecular Medicine and Pathobiochemistry, 2Department of Polyclinic Therapy and Family Medicine, Krasnoyarsk State Medical University named after Prof. V.F. Vojno-Yasenetsky of Health Care Ministry of RF, Krasnoyarsk, RF

Abstract. The original data of the article shows a role of lymphocytes, endothelial cells, platelets in the pathogenesis of endothelial dysfunction. Cardiovascular diseases play important role in the changing of cells number and in membranes of blood cells. Authors consider that early detection of changes in lymphocytes, endothelial cells and platelets improves treatment of cardiovascular diseases.

Key words: endothelial dysfunction, blebbing, lymphocytes, endothelial cells, platelets

Статья поступила в редакцию 15.11.2010г.

УДК 616-007.21

© ДМИТРЕНКО Д.В., ШАПОВАЛОВА Е.А., ШНАЙДЕР Н.А.

ЦИТОГЕНЕТИКА: КЛИНИЧЕСКИЙ СЛУЧАЙ ДИАГНОСТИКИ НОВОЙ НЕКЛАССИФИЦИРУЕМОЙ ХРОМОСОМНОЙ МУТАЦИИ Д.В. Дмитренко12, Е.А. Шаповалова12, Н.А. Шнайдер123

ГОУ ВПО «Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого

Минздравсоцразвития РФ», кафедра медицинской генетики и клинической нейрофизиологии ИПО1, Неврологический центр эпилептологии, нейрогенетики и исследования мозга Университетской клиники2, Красноярск; ФГУЗ «Клиническая больница №51 ФМБА России»3, Железногорск, Красноярский край; РФ

1660022, Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1 266 0 021, Красноярск, ул. Карла Маркса, 124 E-mail: [email protected].

366 2 9 90, Красноярский край, г. Железногорск, ул. Кирова, д.5 E-mail: [email protected]

Резюме. Статья посвящена актуальной проблеме своевременной диагностики хромосомной наследственной патологии. Показана важность междисциплинарного подхода к диагностике и лечению данных заболеваний.

Ключевые слова: генетика, хромосомные заболевания, хромосомные мутации, педиатрия, клинический случай

Введение. Наследственные заболевания - это болезни, причиной которых являются вредные мутации (стойкие количественные и качественные нарушения) в наследственном аппарате клеток (в гаметах, зиготе и первых бластомерах). Наследственные болезни классифицируются как: 1) хромосомные болезни, причиной которых являются хромосомные мутации (абберации), выражающиеся в изменении структуры хромосомы, и геномные мутации, выражающиеся в изменении числа хромосом, 2) моногенные болезни, причиной которых являются вредные мутации на уровне гена, выражающиеся в замене, вставке, выпадении нуклеотида или экспансии нуклеотидных повторов, 3) полигенные (мультифакториальные) болезни, которые обусловлены взаимодействием большого числа генов (полигенной предрасположенностью) и внешних факторов [1,2]. В настоящее время

более 4500 болезней классифицируется как генетические заболевания. Только небольшая часть из них картирована, а для еще меньшей части - установлен биохимический механизм, с помощью которого ген осуществляет свою функцию [3,4].

Цитогенетика стала активно развиваться с появлением передовых лабораторных технологий, стала более модернизированной [1]. Цитогенетиче-ский метод исследования продолжает оставаться единственным лабораторно-клиническим методом, который может обеспечить быстрый краткий обзор человеческого генома. Первые исследования хромосом были проведены Вайтером в 1882 г., спустя 16 лет после того, как Мендель установил типы наследования и определил генетику как новую область науки, что относит цитогенетику к одному из первых областей генетики [2,8]. Способность цитоге-