1 SBEE HPE "Kubanski državni medicinski univerzitet Ministarstva zdravlja i socijalnog razvoja Ruske Federacije", Krasnodar
U pregledu se razmatra problem fizioloških funkcija vaskularnog endotela. Povijest proučavanja funkcija vaskularnog endotela započela je 1980. godine, kada su R. Furshgot i I. Zawadzki otkrili dušikov oksid. Godine 1998. formirana je teorijska osnova za novi pravac fundamentalnih i kliničkih istraživanja - razvoj uključenosti endotela u patogenezu arterijske hipertenzije i drugih kardiovaskularnih bolesti, kao i načina za efikasnu korekciju njegove disfunkcije. Članak daje pregled glavnih radova o fiziološkoj ulozi endotelina, dušikovog oksida, angiotenzina II i drugih biološki aktivnih endotelnih supstanci. Ističe se niz problema vezanih za proučavanje oštećenog endotela kao potencijalnog markera za razvoj brojnih bolesti.
biološki aktivne supstance
dilatatori
constrictors
dušikov oksid
endotel
1. Gomazkov O.A. Endotel - endokrino drvo // Priroda. - 2000. - br. 5.
2. Menshchikova E.V., Zenkov N.K. Oksidativni stres u upali // Uspekhi sovrem. biol. - 1997. - T. 117. - S. 155-171.
3. Odyvanova L.R., Sosunov A.A., Gatchev Ya. Dušikov oksid (NO) u nervnom sistemu // Uspekhi sovrem. biol. - 1997. - br. 3. – P. 374‒389.
4. Reutov V.P. Ciklus dušikovog oksida u tijelu sisara // Uspekhi sovrem. biol. - 1995. - br. 35. - S. 189-228.
5 Cooke J.P. Asimetrični dimetilarginin: Uber marker? // Circulation. - 2004. - br. 109. - R. 1813.
6. Davignon J., Ganz P. Uloga endotelne disfunkcije u aterosklerozi // Circulation. - 2004. - Br. 109. - R. 27.
7. De Caterina R. Endotelne disfunkcije: zajednički nazivnici kod vaskularnih bolesti // Current Opinion in Lipidology. – 2000. Vol. 11, br. 1. - R. 9-23.
8. Kawashima S. Dva lica endotelne sintaze dušikovog oksida u patofiziologiji ateroskleroze // Endotel. - 2004. Vol. 11, br. 2. - R. 99-107.
9. Libby P. Upala u aterosklerozi // Nature. - 2002. - Vol. 420, br. 6917. - R. 868-874.
10. Tan K.C.B., Chow W.S., Ai V.H.G. Efekti antagonista receptora angiotenzina II na endotelnu vazomotornu funkciju i izlučivanje albumina u urinu kod pacijenata sa dijabetesom tipa 2 s mikroalbuminurijom // Istraživanje i pregledi metabolizma dijabetesa. - 2002. - Vol. 18, br. 1. - R. 71-76.
Endotel je aktivan endokrini organ, najveći u tijelu, difuzno rasut zajedno sa žilama po svim tkivima. Endotel je, prema klasičnoj definiciji histologa, jednoslojni sloj specijalizovanih ćelija koji iznutra oblažu čitavo kardiovaskularno stablo, težine oko 1,8 kg. Trilion ćelija sa najsloženijim biohemijskim funkcijama, uključujući sisteme za sintezu proteina i supstanci male molekularne težine, receptore, jonske kanale.
Endoteliociti sintetiziraju tvari koje su važne za kontrolu zgrušavanja krvi, regulaciju vaskularnog tonusa, krvnog tlaka, filtracionu funkciju bubrega, kontraktilnu aktivnost srca i metaboličku podršku mozga. Endotel je u stanju da odgovori na mehanički uticaj krvi koja teče, veličinu krvnog pritiska u lumenu žile i stepen napetosti mišićnog sloja žile. Endotelne ćelije su osjetljive na kemijske utjecaje, što može dovesti do povećane agregacije i adhezije cirkulirajućih krvnih stanica, razvoja tromboze i sedimentacije lipidnih konglomerata (Tabela 1).
Svi endotelni faktori dijele se na one koji izazivaju kontrakciju i opuštanje mišićnog sloja vaskularnog zida (konstriktori i dilatatori). Glavni konstriktori su navedeni u nastavku.
Veliki endotelin, neaktivni prekursor endotelina koji sadrži 38 aminokiselinskih ostataka, ima manje izraženu vazokonstriktornu (u poređenju sa endotelinom) aktivnost in vitro. Konačna obrada velikog endotelina provodi se uz sudjelovanje enzima koji pretvara endotelin.
Endotelin (ET). Japanski istraživač M. Yanagasawa et al. (1988) opisali su novi endotelni peptid koji aktivno kontrahira vaskularne glatke mišićne ćelije. Otkriveni peptid, nazvan ET, odmah je postao predmet intenzivnog proučavanja. ET je jedan od najpopularnijih bioaktivnih regulatora na listi danas. Ova tvar s najjačim vazokonstriktivnim djelovanjem nastaje u endotelu. U tijelu postoji nekoliko oblika peptida, koji se razlikuju po malim nijansama hemijske strukture, ali su vrlo različiti u smislu lokalizacije u tijelu i fiziološke aktivnosti. Sintezu ET stimulišu trombin, adrenalin, angiotenzin (AT), interleukini, faktori rasta ćelija itd. U većini slučajeva, ET se izlučuje iz endotela "iznutra", do mišićnih ćelija, gde se nalaze na njega osetljivi ETA receptori. . Manji dio sintetiziranog peptida, u interakciji sa receptorima tipa ETB, stimuliše sintezu NO. Dakle, isti faktor reguliše dvije suprotne vaskularne reakcije (konstrikciju i dilataciju) koje se ostvaruju različitim hemijskim mehanizmima.
Tabela 1
Čimbenici koji se sintetiziraju u endotelu i reguliraju njegovu funkciju
|
Faktori koji uzrokuju kontrakciju i opuštanje mišićnog sloja vaskularnog zida |
|
|
Constrictors |
dilatatori |
|
Veliki endotelin (bET) |
dušikov oksid (NO) |
|
Angiotenzin II (AT II) |
Veliki endotelin (bET) |
|
tromboksan A2 (TxA2) |
prostaciklin (PGI2) |
|
prostaglandin H2 (PGH2) |
Faktor depolarizacije endotelina (EDHF) |
|
Angiotenzin I (AT I) |
|
|
Adrenomedulin |
|
|
Prokoagulantni i antikoagulantni faktori |
|
|
Protrombogeni |
Antitrombogeni |
|
Faktor rasta trombocita (TGFβ) |
dušikov oksid (NO) |
|
Inhibitor aktivatora tkivnog plazminogena (ITAP) |
Aktivator tkivnog plazminogena (TPA) |
|
Willebrandov faktor (VIII faktor zgrušavanja) |
prostaciklin (PGI2) |
|
Angiotenzin IV (AT IV) |
Trombomodulin |
|
endotelin I (ET I) |
|
|
fibronektin |
|
|
Trombospondin |
|
|
Faktor aktiviranja trombocita (PAF) |
|
|
Faktori koji utiču na rast krvnih sudova i ćelija glatkih mišića |
|
|
Stimulansi |
Inhibitori |
|
endotelin I (ET I) |
dušikov oksid (NO) |
|
Angiotenzin II (AT II) |
prostaciklin (PGI2) |
|
superoksidni radikali |
Natriuretski peptid C |
|
Endotelni faktor rasta (ECGF) |
Inhibitori rasta slični heparinu |
|
Proinflamatorni i antiinflamatorni faktori |
|
|
Proinflamatorno |
Anti-inflamatorno |
|
Faktor nekroze tumora α (TNF-α) |
dušikov oksid (NO) |
|
superoksidni radikali |
|
|
C-reaktivni protein (C-RP) |
|
Za ET, identifikovani su podtipovi receptora koji nisu slični u ćelijskoj lokalizaciji i pokreću "signalne" biohemijske reakcije. Jasno se uočava biološka pravilnost kada ista supstanca, posebno ET, reguliše različite fiziološke procese (tabela 2).
ET je grupa polipeptida koja se sastoji od tri izomera (ET-1, ET-2, ET-3), koji se razlikuju po nekim varijacijama i sekvenci aminokiselina. Postoji snažna sličnost između strukture ET-a i nekih neurotoksičnih peptida (otrovi škorpiona, zmije ukopane).
Glavni mehanizam djelovanja svih ET je povećanje sadržaja kalcijevih jona u citoplazmi vaskularnih glatkih mišićnih ćelija, što uzrokuje:
- stimulacija svih faza hemostaze, počevši od agregacije trombocita i završavajući stvaranjem crvenog tromba;
- kontrakcija i rast glatkih mišića krvnih žila, što dovodi do vazokonstrikcije i zadebljanja stijenke krvnih žila i smanjenja njihovog promjera.
tabela 2
Podtipovi ET receptora: lokalizacija, fiziološki efekti
i uključivanje sekundarnih posrednika
Efekti ET-a su dvosmisleni i određeni brojnim razlozima. Najaktivniji izomer je ET-1. Formira se ne samo u endotelu, već iu glatkim mišićima krvnih sudova, neuronima, gliji, mezengijalnim ćelijama bubrega, jetre i drugih organa. Poluživot - 10-20 minuta, u krvnoj plazmi - 4-7 minuta. ET-1 je uključen u niz patoloških procesa: infarkt miokarda, srčane aritmije, plućna i sistemska hipertenzija, ateroskleroza itd.
Oštećeni endotel sintetizira velike količine ET uzrokujući vazokonstrikciju. Velike doze ET dovode do značajnih promjena u sistemskoj hemodinamici: smanjenje srčanog ritma i udarnog volumena srca, povećanje vaskularnog otpora za 50% u sistemskoj cirkulaciji i za 130% u maloj.
Angiotenzin II (AT II) je fiziološki aktivan peptid sa prohipertenzivnim dejstvom. To je hormon koji nastaje u ljudskoj krvi aktivacijom renin-angiotenzin sistema i uključen je u regulaciju krvnog pritiska i metabolizma vode i soli. Ovaj hormon uzrokuje suženje eferentnih arteriola glomerula. Povećava reapsorpciju natrijuma i vode u bubrežnim tubulima. AT II sužava arterije i vene, a takođe stimuliše proizvodnju hormona kao što su vazopresin i aldosteron, što dovodi do povećanja pritiska. Vazokonstriktivna aktivnost AT II određena je njegovom interakcijom sa AT I receptorom.
Tromboksan A2 (TxA 2) - potiče brzu agregaciju trombocita, povećavajući dostupnost njihovih receptora za fibrinogen, koji aktivira koagulaciju, izaziva spazam krvnih žila i bronhospazam. Osim toga, TxA2 je posrednik u formiranju tumora, trombozi i astmi. TxA2 takođe proizvode glatki mišići krvnih sudova, trombociti. Jedan od faktora koji stimuliše oslobađanje TxA2 je kalcijum, koji se oslobađa u velikim količinama iz trombocita na početku njihove agregacije. Sam TxA2 povećava sadržaj kalcija u citoplazmi trombocita. Osim toga, kalcij aktivira kontraktilne proteine trombocita, što pojačava njihovu agregaciju i degranulaciju. Aktivira fosfolipazu A2, koja pretvara arahidonsku kiselinu u prostaglandine G2, H2 - vazokonstriktore.
Prostaglandin H2 (PGH2) - ima izraženu biološku aktivnost. Stimulira agregaciju trombocita i uzrokuje kontrakciju glatkih mišića uz stvaranje vazospazma.
Grupu supstanci nazvanih dilatatori predstavljaju sljedeće biološki aktivne tvari.
Dušikov oksid (NO) je molekul male molekulske težine i bez punjenja sposoban da brzo difundira i slobodno prodire kroz guste ćelijske slojeve i međućelijske prostore. Po svojoj strukturi, NO sadrži nespareni elektron, ima visoku hemijsku aktivnost i lako reaguje sa mnogim ćelijskim strukturama i hemijskim komponentama, što uzrokuje izuzetnu raznolikost njegovih bioloških efekata. NO može izazvati različite, pa čak i suprotne efekte u ciljnim ćelijama, što zavisi od prisustva dodatnih faktora: redoks i proliferativni status i niz drugih stanja. NO utiče na efektorske sisteme koji kontrolišu ćelijsku proliferaciju, apoptozu i diferencijaciju, kao i njihovu otpornost na stres. NO djeluje kao posrednik u prijenosu parakrinog signala. Djelovanje NO uzrokuje brz i relativno kratkotrajan odgovor u ciljnim stanicama zbog smanjenja nivoa kalcija, kao i dugotrajne efekte zbog indukcije određenih gena. U ciljnim ćelijama, NO i njegovi aktivni derivati, kao što je peroksinitrit, djeluju na proteine koji sadrže hem, centre željezo-sumpor i aktivne tiole, a također inhibiraju enzime željezo-sumpor. Osim toga, NO se smatra jednim od glasnika intra- i intercelularne signalizacije u centralnom i perifernom nervnom sistemu i smatra se regulatorom proliferacije limfocita. Endogeni NO je važna komponenta sistema koji reguliše homeostazu kalcijuma u ćelijama i, shodno tome, aktivnost Ca 2+ zavisnih protein kinaza. Do stvaranja NO u tijelu dolazi tokom enzimske oksidacije L-arginina. Sintezu NO provodi porodica hemoproteina sličnih citokrom-P-450 - NO-sintazama.
Prema definiciji brojnih istraživača - NE - "dvolični Janus":
- NO istovremeno pojačava procese peroksidacije lipida (LPO) u ćelijskim membranama i serumskim lipoproteinima i inhibira ih;
- NO uzrokuje vazodilataciju, ali također može uzrokovati vazokonstrikciju;
- NO inducira apoptozu, ali ima zaštitni efekat protiv apoptoze izazvane drugim agensima;
- NO može modulirati razvoj inflamatornog odgovora i inhibirati oksidativnu fosforilaciju u mitohondrijima i sintezu ATP-a.
Prostaciklin (PGI2) - proizvodi se pretežno u endotelu. Sinteza prostaciklina se odvija konstantno. Inhibira agregaciju trombocita, osim toga ima vazodilatacijski učinak stimulirajući specifične receptore na glatkim mišićnim stanicama krvnih žila, što dovodi do povećanja aktivnosti adenilat ciklaze u njima i povećanja stvaranja cAMP u njima.
Hiperpolarizirajući faktor ovisan o endotelu (EDHF) - u svojoj strukturi nije identificiran kao NO ili prostaciklin. EDHF uzrokuje hiperpolarizaciju sloja glatkih mišića arterijskog zida i, shodno tome, njegovu relaksaciju. G. Edwards et al. (1998) su otkrili da EDHF nije ništa drugo do K+, kojeg endoteliociti luče u mioendotelni prostor zida arterije kada je potonji izložen adekvatnom stimulusu. EDHF može igrati važnu ulogu u regulaciji krvnog tlaka.
Adrenomedulin se nalazi u vaskularnom zidu, i pretkomora i ventrikula srca, cerebrospinalnoj tečnosti. Postoje indicije da se adrenomedulin može sintetizirati u plućima i bubrezima. Adrenomedulin stimuliše proizvodnju NO od strane endotela, što potiče vazodilataciju, širi bubrežne sudove i povećava brzinu glomerularne filtracije i diurezu, povećava natriurezu, smanjuje proliferaciju glatkih mišićnih ćelija, sprečava razvoj hipertrofije i remodeliranje miokarda i krvi krvnih sudova, inhibira sintezu aldosterona i ET.
Sljedeća funkcija vaskularnog endotela je sudjelovanje u reakcijama hemostaze zbog oslobađanja protrombogenih i antitrombogenih faktora.
Grupu protrombogenih faktora predstavljaju sljedeći agensi.
Faktor rasta trombocita (PDGF) je najbolje proučavan član grupe faktora rasta proteina. PDGF može promijeniti proliferativni status ćelije, utičući na intenzitet sinteze proteina, ali bez utjecaja na poboljšanje transkripcije gena ranog odgovora, kao što su c-myc i c-fos. Trombociti sami po sebi ne sintetiziraju proteine. Sinteza i obrada PDGF se vrši u megakariocitima - ćelijama koštane srži, prekursori trombocita - i pohranjuje se u α-granulama trombocita. Dok je PDGF unutar trombocita, nedostupan je drugim stanicama, međutim, u interakciji s trombinom dolazi do aktivacije trombocita, nakon čega slijedi oslobađanje sadržaja u serum. Trombociti su glavni izvor PDGF-a u tijelu, ali se u isto vrijeme pokazalo da i neke druge ćelije mogu sintetizirati i lučiti ovaj faktor: to su uglavnom ćelije mezenhimskog porijekla.
Inhibitor aktivatora tkivnog plazminogena-1 (ITAP-1) - proizvode endoteliociti, ćelije glatkih mišića, megakariociti i mezotelne ćelije; deponuje se u trombocitima u neaktivnom obliku i predstavlja serpin. Nivo ITAP-1 u krvi se vrlo precizno reguliše i povećava u mnogim patološkim stanjima. Njegovu proizvodnju stimulišu trombin, transformirajući faktor rasta β, faktor rasta trombocita, IL-1, TNF-α, faktor rasta sličan insulinu, glukokortikoidi. Glavna funkcija ITAP-1 je da ograniči fibrinolitičku aktivnost na lokaciju hemostatskog čepa inhibicijom tPA. To se radi lako zbog njegovog većeg sadržaja u vaskularnom zidu u odnosu na tkivni aktivator plazminogena. Dakle, na mjestu oštećenja, aktivirani trombociti luče prekomjernu količinu ITAP-1, sprječavajući preranu lizu fibrina.
Inhibitor aktivatora tkivnog plazminogena-2 (ITAP-2) je glavni inhibitor urokinaze.
Von Willebrand faktor (VIII - vWF) - sintetizira se u endotelu i megakariocitima; stimuliše nastanak tromboze: pospešuje vezivanje receptora trombocita za vaskularni kolagen i fibronektin, pojačava adheziju i agregaciju trombocita. Sinteza i oslobađanje ovog faktora se povećava pod uticajem vazopresina, uz oštećenje endotela. Pošto svi stresni uslovi povećavaju oslobađanje vazopresina, onda se pod stresom, ekstremnim uslovima, povećava vaskularna trombogenost.
AT II se brzo metabolizira (poluživot - 12 minuta) uz učešće aminopeptidaze A sa stvaranjem AT III, a zatim pod uticajem aminopeptidaze N - angiotenzina IV, koji imaju biološku aktivnost. AT IV, vjerovatno, učestvuje u regulaciji hemostaze, posreduje u inhibiciji glomerularne filtracije.
Važnu ulogu igra fibronektin, glikoprotein koji se sastoji od dva lanca povezana disulfidnim vezama. Proizvode ga sve ćelije vaskularnog zida, trombociti. Fibronektin je receptor za faktor stabilizacije fibrina. Pospješuje prianjanje trombocita, sudjelujući u stvaranju bijelog krvnog ugruška; vezuje heparin. Spajajući fibrin, fibronektin zgušnjava tromb. Pod dejstvom fibronektina, ćelije glatkih mišića, epiteliociti i fibroblasti povećavaju svoju osetljivost na faktore rasta, što može izazvati zadebljanje mišićnog zida krvnih sudova i povećanje ukupnog perifernog vaskularnog otpora.
Trombospondin je glikoprotein koji ne proizvodi samo vaskularni endotel, već se nalazi i u trombocitima. Formira komplekse sa kolagenom, heparinom, kao jakim agregirajućim faktorom koji posreduje adheziju trombocita za subendotel.
Faktor aktivacije trombocita (PAF) – formira se u različitim ćelijama (leukociti, endotelne ćelije, mastociti, neutrofili, monociti, makrofagi, eozinofili i trombociti), odnosi se na supstance sa jakim biološkim dejstvom.
PAF je uključen u patogenezu neposrednih alergijskih reakcija. Stimuliše agregaciju trombocita uz naknadnu aktivaciju faktora XII (Hageman faktor). Aktivirani faktor XII, zauzvrat, aktivira stvaranje kinina, od kojih je najvažniji bradikinin.
Grupu antitrombogenih faktora predstavljaju sljedeće biološki aktivne supstance.
Aktivator tkivnog plazminogena (tPA, faktor III, tromboplastin, TPA) - serinska proteaza katalizuje konverziju neaktivnog proenzima plazminogena u aktivni enzim plazmin i važna je komponenta sistema fibrinolize. tPA je jedan od enzima koji su najčešće uključeni u uništavanje bazalne membrane, ekstracelularnog matriksa i ćelijsku invaziju. Proizvodi ga endotel i lokaliziran je u vaskularnom zidu. tPA je fosfolipoprotein, endotelni aktivator koji se oslobađa u krvotok kao odgovor na različite podražaje.
Glavne funkcije se svode na pokretanje aktivacije vanjskog mehanizma koagulacije krvi. Ima visok afinitet prema F.VII koji cirkuliše u krvi. U prisustvu Ca2+ jona, TAP formira kompleks sa f.VII, izazivajući njegove konformacione promene i pretvarajući potonju u serinsku proteazu f.VIIa. Rezultirajući kompleks (f.VIIa-T.f.) pretvara f.X u serinsku proteazu f.Xa. Kompleks TAP-faktor VII je u stanju da aktivira i faktor X i faktor IX, što na kraju potiče stvaranje trombina.
Trombomodulin je proteoglikan koji se nalazi u krvnim sudovima i receptor je za trombin. Ekvimolarni kompleks trombin-trombomodulin ne izaziva konverziju fibrinogena u fibrin, ubrzava inaktivaciju trombina antitrombinom III i aktivira protein C, jedan od fizioloških antikoagulanata krvi (inhibitori zgrušavanja krvi). U kombinaciji s trombinom, trombomodulin djeluje kao kofaktor. Trombin povezan s trombomodulinom, kao rezultat promjene konformacije aktivnog centra, postaje osjetljiviji na njegovu inaktivaciju antitrombinom III i potpuno gubi sposobnost interakcije s fibrinogenom i aktiviranja trombocita.
Tečno stanje krvi održava se zbog njenog kretanja, adsorpcije faktora koagulacije od strane endotela i, konačno, zbog prirodnih antikoagulansa. Najvažniji od njih su antitrombin III, protein C, protein S i inhibitor vanjskog mehanizma koagulacije.
Antitrombin III (AT III) - neutrališe aktivnost trombina i drugih aktiviranih faktora koagulacije krvi (faktor XIIa, faktor XIa, faktor Xa i faktor IXa). U nedostatku heparina, kompleksiranje AT III sa trombinom se odvija sporo. Kada se AT III lizinski ostaci vežu za heparin, dolazi do konformacijskih pomaka u njegovoj molekuli, što doprinosi brzoj interakciji AT III reaktivnog mjesta sa aktivnim centrom trombina. Ovo svojstvo heparina je u osnovi njegovog antikoagulantnog djelovanja. AT III stvara komplekse sa aktiviranim faktorima koagulacije krvi, blokirajući njihovo djelovanje. Ovu reakciju u vaskularnom zidu i na endotelnim stanicama ubrzavaju molekuli slični heparinu.
Protein C je protein ovisan o vitaminu K sintetiziran u jetri koji se vezuje za trombomodulin i pretvara ga trombin u aktivnu proteazu. U interakciji sa proteinom S, aktivirani protein C uništava faktor Va i faktor VIIIa, zaustavljajući stvaranje fibrina. Aktivirani protein C također može stimulirati fibrinolizu. Nivo proteina C nije tako snažno povezan sa sklonošću trombozi kao nivo AT III. Osim toga, protein C stimulira oslobađanje tkivnog aktivatora plazminogena od strane endotelnih stanica. Protein S je kofaktor za protein C.
Protein S je faktor protrombinskog kompleksa, kofaktor proteina C. Smanjenje nivoa AT III, proteina C i proteina S ili njihove strukturne abnormalnosti dovode do povećanja zgrušavanja krvi. Protein S - vitamin K - ovisni jednolančani protein plazme, je kofaktor aktiviranog proteina C, zajedno s kojim reguliše brzinu zgrušavanja krvi. Protein S se sintetiše u hepatocitima, endotelnim ćelijama, megakariocitima, Leiding ćelijama, a takođe i u ćelijama mozga. Protein S funkcioniše kao neenzimski kofaktor za aktivirani protein C, serinsku proteazu uključenu u proteolitičku degradaciju faktora Va i VIIIa.
Svi faktori koji utiču na rast krvnih sudova i glatkih mišićnih ćelija dijele se na stimulanse i inhibitore. Glavni stimulansi su navedeni u nastavku.
Ključni aktivni oblik kisika je radikalni anionski superoksid (Ō2), koji nastaje kada se jedan elektron doda molekuli kisika u osnovnom stanju. Ō2 je opasan po tome što može oštetiti proteine koji sadrže klastere željezo-sumpor, kao što su akonitaza, sukcinat dehidrogenaza i NADH-ubikinon oksidoreduktaza. Pri kiselim pH vrijednostima, Ō2 se može protonirati kako bi se formirao reaktivniji peroksidni radikal. Dodavanje dva elektrona molekuli kiseonika ili jednog elektrona Ō2 dovodi do stvaranja H2O2, koji je umereno jako oksidaciono sredstvo.
Opasnost od bilo kojeg reaktivnog jedinjenja u velikoj mjeri ovisi o njihovoj stabilnosti. Egzogeni formirani Ō2 može ući u ćeliju i (uz endogene) sudjelovati u reakcijama koje dovode do različitih oštećenja: peroksidacije nezasićenih masnih kiselina, oksidacije proteinskih SH grupa, oštećenja DNK itd.
Faktor rasta endotelnih ćelija (beta-Endothelial Cell Growth Factor) – ima svojstva faktora rasta endotelnih ćelija. 50% aminokiselinske sekvence molekula ECGF odgovara strukturi faktora rasta fibroblasta (FGF). Oba ova peptida također pokazuju sličan heparinski afinitet i angiogenu aktivnost in vivo. Osnovni faktor rasta fibroblasta (bFGF) se smatra jednim od važnih induktora tumorske angiogeneze.
Glavni inhibitori rasta krvnih žila i glatkih mišićnih ćelija predstavljaju sljedeće supstance.
Endotelni natriuretski peptid C - proizvodi se uglavnom u endotelu, ali se nalazi iu miokardu pretkomora, ventrikula i u bubrezima. CNP ima vazoaktivno dejstvo, koje se luči iz endotelnih ćelija i parakrino deluje na receptore glatkih mišićnih ćelija, izazivajući vazodilataciju. Sinteza CNP je pojačana u uslovima nedostatka NO, koji je od kompenzacionog značaja u razvoju arterijske hipertenzije i ateroskleroze.
Makroglobulin α2 je glikoprotein koji pripada α2-globulinima i predstavlja jedan polipeptidni lanac sa molekulskom težinom od 725.000 kDa. Neutralizira plazmin koji ostaje neinaktiviran nakon interakcije sa α2-antiplazminom. Inhibira aktivnost trombina.
Heparin kofaktor II je glikoprotein, jednolančani polipeptid sa molekulskom težinom od 65.000 kDa. Njegova koncentracija u krvi je 90 mcg / ml. Inaktivira trombin, formirajući s njim kompleks. Reakcija se znatno ubrzava u prisustvu dermatan sulfata.
Vaskularni endotel takođe proizvodi faktore koji utiču na razvoj i tok upale.
Dijele se na proupalne i protuupalne. Ispod su proinflamatorni faktori.
Faktor nekroze tumora-α (TNF-α, kahektin) je pirogen koji u velikoj mjeri duplicira djelovanje IL-1, ali također igra važnu ulogu u patogenezi septičkog šoka uzrokovanog gram-negativnim bakterijama. Pod uticajem TNF-α, formiranje H2O2 i drugih slobodnih radikala od strane makrofaga i neutrofila naglo se povećava. Kod kronične upale TNF-α aktivira kataboličke procese i tako doprinosi razvoju kaheksije.
Citotoksični efekat TNF-α na tumorsku ćeliju povezan je sa degradacijom DNK i poremećenim funkcionisanjem mitohondrija.
C-reaktivni protein (C-RP) može poslužiti kao indikator endotelne disfunkcije. Sakupljeno je dovoljno informacija o odnosu između CRP-a i razvoja lezija vaskularnog zida i njegovog direktnog uključivanja u ovaj proces. S obzirom na to, nivo C-RP se danas smatra pouzdanim prediktorom komplikacija vaskularnih bolesti mozga (moždani udar), srca (srčani udar) i perifernih vaskularnih poremećaja. CRP posreduje u početnim fazama oštećenja vaskularnog zida: aktivacija endotelnih adhezionih molekula (ICAM-l, VCAM-l), lučenje hemotaktičkih i proinflamatornih faktora (MCP-1 - hemotaktički protein za makrofage, IL-6), promicanje regrutacije i adhezije imunoloških stanica na endotel. Osim toga, podaci o naslagama CRP pronađenim u zidovima zahvaćenih krvnih žila kod infarkta miokarda, ateroskleroze i vaskulitisa također svjedoče o učešću CRP-a u oštećenju vaskularnog zida.
Glavni protuupalni faktor je dušikov oksid (njegove funkcije su predstavljene gore).
Dakle, vaskularni endotel, koji se nalazi na granici između krvi i drugih tkiva tijela, u potpunosti obavlja svoje glavne funkcije zahvaljujući biološki aktivnim tvarima: regulacija hemodinamskih parametara, tromborezistencija i sudjelovanje u procesima hemostaze, sudjelovanje u upali i angiogenezi.
U slučaju kršenja funkcije ili strukture endotela, spektar biološki aktivnih tvari koje izlučuje dramatično se mijenja. Endotel počinje da luči agregante, koagulanse, vazokonstriktore, a neki od njih (renin-angiotenzin sistem) utiču na ceo kardiovaskularni sistem. U nepovoljnim uslovima (hipoksija, metabolički poremećaji, ateroskleroza itd.), endotel postaje pokretač (ili modulator) mnogih patoloških procesa u organizmu.
Recenzenti:
Berdičevskaja E.M., doktor medicinskih nauka, profesor, rukovodilac. Katedra za fiziologiju, Savezna državna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja "Kubanski državni univerzitet fizičke kulture, sporta i turizma", Krasnodar;
Bykov I.M., doktor medicinskih nauka, profesor, dr. Odeljenje za fundamentalnu i kliničku biohemiju, Državna budžetska obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja, KubGMU Ministarstva zdravlja i socijalnog razvoja Rusije, Krasnodar.
Rad je zaprimljen u uredništvo 03.10.2011.
Bibliografska veza
Kade A.Kh., Zanin S.A., Gubareva E.A., Turovaya A.Yu., Bogdanova Yu.A., Apsalyamova S.O., Merzlyakova S.N. FIZIOLOŠKE FUNKCIJE VASKULARNOG ENDOTELA // Fundamentalna istraživanja. - 2011. - br. 11-3. – P. 611-617;URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=29285 (datum pristupa: 13.12.2019.). Predstavljamo Vam časopise koje izdaje izdavačka kuća "Academy of Natural History"
Šta je endotel?
Endotelijum
su posebne ćelije koje oblažu unutrašnjost
površine krvnih sudova, limfnih sudova i srčanih šupljina. Odvaja protok krvi od dubljih slojeva vaskularnog zida i služi kao granica između njih.
Za normalno funkcionisanje različitih sistema organizma, pa i nervnog, važan je adekvatan prijem "hranjivih materija" u sve njegove ćelije i neuroni uz pomoć krvotoka.
Za što, Najvažnije je stanje velikih, malih i najmanjih krvnih žila, a posebno njihovog unutrašnjeg zida – endotela.
Endotel je aktivan organ. Kontinuirano proizvodi veliku količinu biološki aktivnih supstanci (BAS). Važni su za proces zgrušavanja krvi, regulaciju vaskularnog tonusa i stabilizaciju krvnog pritiska. "Endotelne" biološki aktivne supstance uključene su u proces metabolizma mozga, važne su za filtracionu funkciju bubrega i kontraktilnost miokarda.
Posebnu ulogu ima stanje integriteta endotela. Iako nije oštećen, aktivno sintetizira različite BAS faktore.
Anti-zgrušavanje, istovremeno širi krvne sudove, i sprečava rast glatkih mišića koji mogu suziti ovaj lumen.
Zdrav endotel sintetizira optimalnu količinu dušikovog oksida (NO), koji održava krvne žile u stanju dilatacije i osigurava adekvatan protok krvi, posebno do mozga.
NO - aktivni angio - protektor, pomaže u sprečavanju patološkog restrukturiranja vaskularnog zida, progresije ateroskleroze i arterijske hipertenzije, antioksidans, inhibitor agregacije i adhezije trombocita.
Angiotenzin II utiče na povećanje vaskularnog tonusa, potiče razvoj arterijske hipertenzije, pretvaranje korisnog NO uaktivni oksidirajući radikal koji ima štetno djelovanje.
Endotel sintetizira faktore uključene u zgrušavanje krvi (trombomodulin, von Willebrand faktor, trombospondin).
Dakle, biološki aktivne supstance, koje endotel neprestano proizvodi, su osnova za adekvatan protok krvi. Utječu na stanje vaskularnog zida (njegov spazam ili opuštanje) i aktivnost faktora koagulacije.
Endotel koji normalno funkcionira sprječava adheziju trombocita (njihovo prianjanje na zid žile), agregaciju trombocita (njihovo prianjanje jedno na drugo), smanjuje koagulaciju krvi i spazam krvnih žila.
Ali, kada se njegova struktura promijeni, nastaju i funkcionalni poremećaji. Endotel "proizvodi" štetne aktivne supstance - agregante, koagulanse, vazokonstriktore - više nego što je potrebno. Negativno utiču na rad celog sistema cirkulacije, dovode do oboljenja, uključujući koronarne arterijske bolesti, aterosklerozu, arterijsku hipertenziju i druge.
Neravnoteža u proizvodnji aktivnih supstanci se naziva endotelna disfunkcija (DE).
DE dovodi do mikro - i makro - angiopatije. Kod dijabetes melitusa mikroangiopatija dovodi do razvoja retino - i nefropatije, makroangiopatije - do razvoja ateroskleroze sa oštećenjem krvnih sudova srca, mozga, perifernih arterija ekstremiteta, češće donjih. Bilo koju angiopatiju karakterizira trijada "Virchow" - promjena endotela, kršenje sistema zgrušavanja i antikoagulacije krvi i usporavanje protoka krvi.
DE je neravnoteža između proizvodnje vazodilatacijskih (vazodilatacijskih), antitrombotičkih, angioprotektivnih faktora, s jedne strane, i vazokonstriktora (vazokonstriktora), protrombičkih, proliferativnih faktora, s druge strane.
DE je, s jedne strane, jedan od važnih patogenetskih mehanizama
Što je izraženije, to više stradaju moždani (i svi drugi organi i tkiva) sudovi, posebno oni najmanji i najmanji. Mikrocirkulacija je poremećena i ćelije dobijaju potrebnu ishranu.
Indirektno, o težini DE može se suditi prema određenim biohemijskim parametrima krvi – nivou faktora koji oštećuju endotel. Nazivaju se medijatorima oštećenja endotela.
To uključuje hiperglikemiju, hiperhomocisteinemiju, povećanje serumskih triglicerida, mikroalbuminuriju, promijenjene razine citokina u krvi i smanjenje koncentracije NO u krvi.
Stepen promjene ovih pokazatelja korelira sa stepenom endotelne disfunkcije, a samim tim i sa težinom vaskularnih poremećaja i rizikom od raznih komplikacija (srčani udar, , IHD, itd.).
Pravovremeno otkrivanje pokazatelja oštećenja endotela omogućit će poduzimanje pravovremenih mjera za njihovo smanjenje i efikasnije provođenje primarne i sekundarne prevencije različitih bolesti cirkulacijskog sistema i cerebrovaskularnih bolesti.
Provjera: 4b3029e9e97268e2
31. oktobar 2017. Nema komentara
Endotel i njegova bazalna membrana djeluju kao histohematska barijera, odvajajući krv od međućelijskog okruženja okolnih tkiva. Istovremeno, endotelne ćelije su međusobno povezane gustim vezivnim kompleksima u obliku proreza. Uz funkciju barijere, endotel osigurava razmjenu različitih tvari između krvi i okolnih tkiva. Proces izmjene na nivou kapilara odvija se uz pomoć pinocitoze, kao i difuzijom tvari kroz finestra i pore. Endotelociti opskrbljuju subendotelni sloj komponente bazalne membrane: kolagen, elastin, laminin, proteaze, kao i njihove inhibitore: trombospondin, mukopolisaharide, vigronektin, fibronektin, von Willebrandov faktor i druge proteine koji su od velikog značaja za međućelijsku interakciju i stvaranje difuzna barijera koja sprečava ulazak krvi u ekstravaskularni prostor. Isti mehanizam omogućava endotelu da reguliše prodiranje biološki aktivnih molekula u sloj glatkih mišića ispod.
Dakle, endotelna obloga se može proći na tri visoko regulirana načina. Prvo, neki molekuli mogu doći do glatkih mišićnih stanica prodiranjem u spojeve između endotelnih stanica. Drugo, molekule se mogu transportovati kroz endotelne ćelije pomoću vezikula (proces pinocitoze). Konačno, molekuli rastvorljivi u lipidima mogu se kretati unutar lipidnog dvosloja.
Endotelne ćelije koronarnih žila, pored funkcije barijere, obdarene su sposobnošću kontrole vaskularnog tonusa (motoričke aktivnosti glatkih mišića vaskularnog zida), adhezivnim svojstvima unutrašnje površine krvnih sudova, kao i kao metabolički procesi u miokardu.Ove i druge funkcionalne sposobnosti endoteliocita određene su njihovom dovoljno visokom sposobnošću da proizvode različite biološki aktivne molekule, uključujući citokine, anti- i prokoagulanse, antimitogene itd., od lumena krvnog suda do subintimalni slojevi njegovog zida;
Endotel je u stanju proizvoditi i oslobađati brojne tvari koje imaju vazokonstrikcijske i vazodilatacijske efekte. Uz učešće ovih supstanci dolazi do samoregulacije vaskularnog tonusa, što značajno nadopunjuje funkciju vaskularne neuroregulacije.
Intaktni vaskularni endotel sintetizira vazodilatatore i, osim toga, posreduje u djelovanju različitih biološki aktivnih supstanci krvi - histamina, serotonina, kateholamina, acetilkolina itd. na glatke mišiće vaskularnog zida, uzrokujući uglavnom njihovo opuštanje.
Najmoćniji vazodilatator koji proizvodi vaskularni endotel je dušikov oksid (NO). Osim vazodilatacije, njegovi glavni učinci uključuju inhibiciju ne samo adhezije trombocita i supresiju emigracije leukocita zbog inhibicije sinteze endotelnih adhezivnih molekula, već i proliferaciju vaskularnih glatkih mišićnih ćelija, kao i prevenciju oksidacije, tj. modifikacija i, posljedično, akumulacija aterogenih lipoproteina u subendotelu (antiaterogeni učinak).
Dušikov oksid u endotelnim ćelijama nastaje od aminokiseline L-arginin pod dejstvom endotelne NO sintaze. Različiti faktori, kao što su acetilholinesteraza, bradikinin, trombin, adenin nukleotidi, tromboksan A2, histamin, endotel, kao i povećanje tzv. posmična naprezanja kao rezultat, na primjer, intenziviranja krvotoka, mogu inducirati sintezu NO u normalnom endotelu. NO koji proizvodi endotel difundira kroz unutrašnju elastičnu membranu do glatkih mišićnih stanica i uzrokuje njihovo opuštanje. Glavni mehanizam ovog djelovanja NO je aktivacija gvanilat ciklaze na nivou ćelijske membrane, što povećava konverziju gvanozin trifosfata (GTP) u ciklički gvanozin monofosfat (cGMP), što određuje relaksaciju glatkih mišićnih ćelija. Tada se aktiviraju brojni mehanizmi za smanjenje citosolnog Ca++: 1) fosforilacija i aktivacija Ca++-ATPaze; 2) fosforilacija specifičnih proteina koja dovodi do smanjenja Ca2+ u sarkoplazmatskom retikulumu; 3) cGMP posredovana inhibicija inozitol trifosfata.
Osim NO, važan vazodilatacijski faktor koji proizvode endotelne ćelije je prostaciklin (prostaglandin I2, PSH2). Zajedno sa svojim vazodilatacijskim djelovanjem, PGI2 inhibira adheziju trombocita, smanjuje ulazak kolesterola u makrofage i ćelije glatkih mišića i sprječava oslobađanje faktora rasta koji uzrokuju zadebljanje vaskularnog zida. Kao što je poznato, PGI2 nastaje iz arahidonske kiseline pod dejstvom ciklooksigenaze i PC12 sintaze.Proizvodnju PGI2 stimulišu različiti faktori: trombin, bradikinin, histamin, lipoproteini visoke gustine (HDL), adenin nukleotidi, leukotrieni A2, tromboksan -izvedeni faktor rasta (PDGF) itd. PGI2 aktivira adenilat ciklazu, što dovodi do povećanja intracelularnog cikličkog adenozin monofosfata (cAMP).
Osim vazodilatatora, endotelne stanice koronarne arterije proizvode brojne vazokonstriktore. Najznačajniji od njih je endotel I.
Endotel I je jedan od najmoćnijih vazokonstriktora koji može izazvati produženu kontrakciju glatkih mišića. Endotel I se enzimski proizvodi u endotelu iz prepropeptida. Stimulatori njegovog oslobađanja su trombin, adrenalin i hipoksični faktor, tj. energetski deficit. Endotel I se vezuje za specifični membranski receptor koji aktivira fosfolipazu C i dovodi do oslobađanja intracelularnih inozitol fosfata i diacilglicerola.
Inozitol trifosfat veže receptor na sarkoplazmatskom retikulumu, što povećava oslobađanje Ca2+ u citoplazmu. Povećanje nivoa citosolnog Ca2+ određuje povećanje kontrakcije glatkih mišića.
U slučaju oštećenja endotela, reakcija arterija na biološki aktivne tvari, vhch. acetilkolin, kateholamini, endotel I, angiotenzin II se pervertiraju, na primjer, umjesto dilatacije arterije, pod djelovanjem acetilholina razvija se vazokonstriktorni učinak.
Endotel je sastavni dio sistema hemostaze. Intaktni endotelni sloj ima antitrombotičko/antikoagulantno svojstvo. Negativan (sličan) naboj na površini endoteliocita i trombocita uzrokuje njihovo međusobno odbijanje, što sprječava adheziju trombocita na vaskularnom zidu. Osim toga, endotelne stanice proizvode različite antitrombotičke i antikoagulantne faktore PGI2, NO, molekule slične heparinu, trombomodulin (aktivator proteina C), aktivator tkivnog plazminogena (t-PA) i urokinazu.
Međutim, kako se endotelna disfunkcija razvija u uvjetima vaskularnog oštećenja, endotel ostvaruje svoj protrombotički/prokoagulantni potencijal. Proupalni citokini i drugi inflamatorni medijatori mogu inducirati proizvodnju supstanci u endoteliocitima koje doprinose razvoju tromboze/hiperkoagulabilnosti. Kada su krvni sudovi oštećeni, povećava se površinska ekspresija tkivnog faktora, inhibitora aktivatora plazminogena, adhezionih molekula leukocita i von WUlebrand(a) faktora. PAI-1 (inhibitor aktivatora tkivnog plazminogena) je jedna od glavnih komponenti antikoagulacionog sistema krvi, inhibira fibrinolizu, a takođe je i marker endotelne disfunkcije.
Disfunkcija endotela može biti samostalan uzrok poremećaja cirkulacije u organu, jer često izaziva angiospazmu ili vaskularnu trombozu, što se posebno opaža kod nekih oblika koronarne bolesti srca. Osim toga, poremećaji regionalne cirkulacije (ishemija, teška arterijska hiperemija) također mogu dovesti do endotelne disfunkcije.
Intaktni endotel neprestano proizvodi NO, prostaciklin i druge biološki aktivne supstance koje mogu inhibirati adheziju i agregaciju trombocita. Osim toga, eksprimira enzim ADPazu, koji uništava ADP koji luče aktivirani trombociti, pa je njihovo učešće u procesu tromboze ograničeno. Endotel je sposoban proizvoditi koagulanse i antikoagulanse, adsorbirajući brojne antikoagulanse iz krvne plazme - heparin, proteine C i S.
Kada je endotel oštećen, njegova površina prelazi iz antitrombotičke u protrombotičnu. Ako je proadhezivna površina subendotelnog matriksa izložena, njegove komponente - adhezivni proteini (von Willebrandov faktor, kolagen, fibronektin, trombospondin, fibrinogen itd.) odmah se uključuju u formiranje primarne (vaskularno-trombocitne) tromba, a zatim hemokoagulacija.
Biološki aktivne tvari koje proizvode endoteliociti, prvenstveno citokini, endokrinim tipom djelovanja mogu značajno utjecati na metaboličke procese, a posebno promijeniti toleranciju tkiva na masne kiseline i ugljikohidrate. Zauzvrat, poremećaji metabolizma masti, ugljikohidrata i drugih vrsta metabolizma neizbježno dovode do endotelne disfunkcije sa svim posljedicama.
U kliničkoj praksi, liječnik se, slikovito rečeno, "svakodnevno" suočava s jednom ili drugom manifestacijom endotelne disfunkcije, bilo da je riječ o arterijskoj hipertenziji, koronarnoj bolesti, kroničnom zatajenju srca itd. Treba imati na umu da, s jedne strane, endotelna disfunkcija doprinosi nastanku i napredovanju određene kardiovaskularne bolesti, a s druge strane, sama ova bolest često pogoršava oštećenje endotela.
Primjer takvog začaranog kruga ("circulus vitiosus") može biti situacija koja se stvara u uvjetima razvoja arterijske hipertenzije. Produžena izloženost povišenom krvnom tlaku vaskularnom zidu može u konačnici dovesti do endotelne disfunkcije, što rezultira povećanjem tonusa glatkih mišića krvnih žila i pokretanjem procesa vaskularnog remodeliranja (vidi dolje), čija je jedna od manifestacija zadebljanje medija ( mišićni sloj vaskularnog zida) i odgovarajuće smanjenje promjera žila. Aktivno učešće endoteliocita u vaskularnom remodeliranju je zbog njihove sposobnosti da sintetiziraju veliki broj različitih faktora rasta.
Suženje lumena (rezultat vaskularnog remodeliranja) će biti praćeno značajnim povećanjem perifernog otpora, što je jedan od ključnih faktora u nastanku i napredovanju koronarne insuficijencije. To znači formiranje („zatvaranje“) začaranog kruga.
Endotel i proliferativni procesi. Endotelne ćelije su u stanju da proizvode i stimulanse i inhibitore rasta glatkih mišića vaskularnog zida. Sa netaknutim endotelom, proliferativni proces u glatkim mišićima je relativno miran.
Eksperimentalno uklanjanje endotelnog sloja (deendotelizacija) rezultira proliferacijom glatkih mišića, koja se može inhibirati obnavljanjem endotelne obloge. Kao što je ranije pomenuto, endotel služi kao efikasna barijera koja sprečava da ćelije glatkih mišića budu izložene različitim faktorima rasta koji cirkulišu u krvi. Osim toga, endotelne stanice proizvode tvari koje imaju inhibitorni učinak na proliferativne procese u vaskularnom zidu.
To uključuje NO, razne glikozaminoglikane, uključujući heparin i heparin sulfat, kao i transformirajući faktor rasta (3 (TGF-(3). TGF-J3, kao najjači induktor ekspresije intersticijalnog kolagena gena, pod određenim uslovima može inhibirati vaskularne proliferacija duž mehanizma povratne sprege.
Endotelne ćelije takođe proizvode brojne faktore rasta koji su sposobni da stimulišu proliferaciju ćelija vaskularnog zida: Faktor rasta trombocita (PDGF; trombocitni faktor rasta), nazvan tako jer je prvi put izolovan iz trombocita, izuzetno je moćan mitogen koji stimuliše Sinteza DNK i dioba stanica; endotelni faktor rasta (EDGF; faktori rasta endotelnih ćelija), posebno je u stanju da stimuliše proliferaciju ćelija glatkih mišića u aterosklerotskim vaskularnim lezijama; faktor rasta fibroblasta (FGF; faktori rasta endotelnih ćelija); endotel; faktor rasta sličan insulinu (IGF; Insulin-Like Growth Factor); angiotenzin II (in vitro eksperimenti su otkrili da AT II aktivira faktor transkripcije citokina rasta, čime se pojačava proliferacija i diferencijacija ćelija glatkih mišića i kardiomiocita).
Pored faktora rasta, molekularni induktori hipertrofije vaskularnog zida uključuju: proteine medijatore ili G-proteine koji kontrolišu konjugaciju receptora ćelijske površine sa efektornim molekulima faktora rasta; receptorski proteini koji daju specifičnost percepcije i utiču na formiranje sekundarnih glasnika cAMP i cGMP; proteini koji regulišu transdukciju gena koji određuju hipertrofiju glatkih mišićnih ćelija.
Endotel i emigracija leukocita. Endotelne ćelije proizvode različite faktore koji su važni za nadoknadu leukocita u područjima intravaskularnih ozljeda. Endotelne ćelije proizvode hemotaktički molekul, monocitni hemotaktički protein MCP-1, koji privlači monocite.
Endotelne ćelije proizvode i adhezione molekule koje stupaju u interakciju sa receptorima na površini leukocita: 1 - intercelularne adhezione molekule ICAM-1 i ICAM-2 (intercelularne adhezione molekule), koje se vezuju za receptor na B-limfocitima, i 2 - adhezija vaskularnih ćelija molekuli -1 - VCAM-1 (vaskularni ćelijski adhezioni molekul-1), međusobno povezani sa receptorima na površini T-limfocita i monocita.
Endotel je faktor u metabolizmu lipida. Kolesterol i trigliceridi se transportuju kroz arterijski sistem kao dio lipoproteina, odnosno endotel je sastavni dio metabolizma lipida. Endoteliociti mogu pretvoriti trigliceride u slobodne masne kiseline uz pomoć enzima lipoprotein lipaze. Oslobođene masne kiseline zatim ulaze u subendotelni prostor, obezbeđujući izvor energije za glatke mišiće i druge ćelije. Endotelne ćelije sadrže receptore za aterogene lipoproteine niske gustine, što predodređuje njihovo učešće u nastanku ateroskleroze.
Vlasnici patenta RU 2309668:
Pronalazak se odnosi na medicinu, odnosno na funkcionalnu dijagnostiku, i može se koristiti za neinvazivno određivanje funkcije endotela. Da bi se to postiglo, transmuralni pritisak u ekstremitetu se smanjuje, amplitude pletizmografskih signala se snimaju pri različitim pritiscima. Određuje se pritisak pri kojem je amplituda pletizmografskog signala maksimalna, dok se pritisak smanjuje na vrijednost koja odgovara datom procentu maksimalne amplitude, vrši se okluzivni test tokom kojeg se u manžetnu nanosi proksimalno od lociranog područja. udova. Zatim se stvara pritisak koji premašuje sistolni tlak subjekta za najmanje 50 mmHg, dok se okluzija provodi najmanje 5 minuta. Uređaj uključuje senzorsku jedinicu napravljenu od dva kanala i sposobna za snimanje pulsnih krivulja iz perifernih arterija. Jedinica za stvaranje pritiska konfigurisana da stvara postepeno rastući pritisak u manžetni. Elektronska jedinica konfigurirana da odredi tlak u manžeti koji odgovara maksimalnoj amplitudi pletizmografskog signala i kontrolira jedinicu za stvaranje tlaka da postavi tlak u manžeti koji odgovara amplitudi pletizmografskog signala, što je unaprijed određeni postotak maksimalne amplitude , dok je senzorska jedinica povezana s elektroničkom jedinicom, na čiji je izlaz spojena jedinica za stvaranje tlaka. Predmetni pronalazak poboljšava pouzdanost procjene endotelne funkcije bez obzira na krvni tlak pacijenta. 2 n. i 15 z.p. f-ly, 6 ill.
Pronalazak se odnosi na medicinu, odnosno na funkcionalnu dijagnostiku, i omogućava otkrivanje prisustva kardiovaskularnih bolesti u ranoj fazi i praćenje efikasnosti terapije. Pronalazak će omogućiti procjenu stanja endotela i na osnovu te procjene riješiti pitanje rane dijagnoze kardiovaskularnih bolesti. Pronalazak se može koristiti prilikom obavljanja velikih medicinskih pregleda stanovništva.
U posljednje vrijeme problem ranog otkrivanja kardiovaskularnih bolesti postaje sve važniji. Za to se koristi širok spektar dijagnostičkih alata i metoda, opisanih u patentnoj i znanstvenoj literaturi. Dakle, američki patent br. 5,343,867 otkriva metodu i uređaj za ranu dijagnozu ateroskleroze koristeći impedansnu pletizmografiju za identifikaciju karakteristika pulsnog talasa u sudovima donjih ekstremiteta. Pokazalo se da parametri protoka krvi zavise od vanjskog pritiska na ispitivanu arteriju. Maksimalna amplituda pletizmograma je u velikoj mjeri određena vrijednošću transmuralnog tlaka, koji je razlika između arterijskog tlaka unutar žile i tlaka koji se primjenjuje izvana uz pomoć tonometarske manžete. Maksimalna amplituda signala određena je pri nultom transmuralnom pritisku.
Sa stanovišta strukture i fiziologije arterijskih žila, to se može predstaviti na sljedeći način: pritisak iz manžete se prenosi na vanjski zid arterije i uravnotežuje intraarterijski pritisak sa unutrašnjeg zida arterije. Istovremeno, naglo se povećava savitljivost arterijskog zida, a prolazni pulsni val u velikoj mjeri rasteže arteriju, tj. povećanje prečnika arterije pri istom pulsnom pritisku postaje veliko. Ovaj fenomen je lako uočiti na oscilometrijskoj krivulji snimljenoj tokom registracije krvnog pritiska. Na ovoj krivulji, maksimalna oscilacija se javlja kada je pritisak u manžetni jednak srednjem arterijskom pritisku.
US patent broj 6,322,515 otkriva metodu i uređaj za određivanje brojnih parametara kardiovaskularnog sistema, uključujući i one koji se koriste za procjenu stanja endotela. Ovdje su korištene fotodiode i fotodetektori kao senzori za određivanje pulsnog vala, urađena je analiza fotopletizmografskih (PPG) krivulja snimljenih na digitalnoj arteriji prije i poslije testa sa reaktivnom hiperemijom. Kada su ove krive snimljene, na prst je preko optičkog senzora postavljena manžetna u kojoj je stvoren pritisak od 70 mm Hg.
US patent 6,939,304 otkriva metodu i aparat za neinvazivnu procjenu endotelne funkcije korištenjem PPG senzora.
US patent 6,908,436 otkriva metodu za procjenu stanja endotela mjerenjem brzine propagacije pulsnog talasa. Za to se koristi dvokanalni pletizmograf, senzori se postavljaju na falangu prsta, stvara se okluzija pomoću manžete koja se nalazi na ramenu. Promjena stanja arterijskog zida procjenjuje se kašnjenjem u propagaciji pulsnog vala. Vrijednost kašnjenja od 20 ms ili više smatra se testom koji potvrđuje normalnu funkciju endotela. Određivanje kašnjenja se vrši upoređivanjem sa PPG krivom snimljenom na ruci na kojoj nije rađen okluzioni test. Međutim, nedostaci poznate metode je određivanje kašnjenja mjerenjem pomaka u području minimuma neposredno prije sistoličkog porasta, tj. u regionu koji je veoma varijabilan.
Najbliži analog predmetnoj metodi i uređaju su metoda i uređaj za neinvazivno određivanje promjena u fiziološkom stanju pacijenta, opisan u RF patentu br. 2220653. Poznata metoda se sastoji u praćenju perifernog arterijskog tonusa postavljanjem manžetne na senzore pulsa i povećanjem tlaka u manžetni na 75 mm Hg, zatim mjerenjem krvnog tlaka sa povećanjem tlaka u manžetni iznad sistolnog u trajanju od 5 minuta, daljnjim snimanjem pulsnog vala. PPG metodom na dvije ruke, nakon čega se vrši amplitudska analiza krivulje PPG u odnosu na mjerenja dobivena prije i nakon stezanja, utvrđuje se porast PPG signala. Poznati uređaj uključuje senzor za mjerenje tlaka s manžetom, grijaći element za zagrijavanje površine locirane površine tijela i procesor za obradu izmjerenih signala.
Međutim, poznata metoda i uređaj ne daju visoku pouzdanost studija zbog niske tačnosti mjerenja i njihove ovisnosti o fluktuacijama tlaka pacijenta.
Endotelna disfunkcija nastaje u prisustvu faktora rizika za kardiovaskularne bolesti (KVB) kao što su hiperholesterolemija, arterijska hipertenzija, pušenje, hiperhomocisteinemija, starost i drugi. Utvrđeno je da je endotel ciljni organ u kojem se patogenetski realizuju faktori rizika za nastanak KVB. Procjena stanja endotela je "barometar", pogled na koji omogućava ranu dijagnozu KVB. Takva dijagnoza će vam omogućiti da se odmaknete od pristupa kada je potrebno provesti niz biohemijskih testova (određivanje nivoa holesterola, lipoproteina niske i visoke gustine, homocisteina, itd.) kako bi se utvrdilo prisustvo faktora rizika. Ekonomski je razumnije izvršiti skrining populacije u prvoj fazi kako bi se koristio integralni indikator rizika od razvoja bolesti, a to je procjena stanja endotela. Procjena stanja endotela je također izuzetno relevantna za objektivizaciju terapije.
Zadatak koji treba riješiti navedenim izumima je kreiranje fiziološki utemeljene, neinvazivne metode i uređaja za pouzdano određivanje stanja endotelne funkcije ispitivanog pacijenta, uz diferenciran pristup u zavisnosti od stanja pacijenta i zasnovanog na sistemu. za pretvaranje, pojačanje i snimanje PPG signala pod dejstvom optimalne vrednosti datog pritiska ili sile lokalno primenjene na lociranoj arteriji pre i posle okluzivnog testa.
Tehnički rezultat koji se postiže upotrebom zatraženog uređaja i metode je povećanje pouzdanosti procjene funkcije endotela, bez obzira na krvni tlak pacijenta.
Tehnički rezultat u dijelu metode postiže se činjenicom da se smanjuje transmuralni pritisak u ekstremitetu, snima amplituda pletizmografskih signala pri različitim pritiscima, određuje se pritisak pri kojem je amplituda PG signala maksimalna, pritisak se smanjuje na vrijednost koja odgovara datom % maksimalne amplitude, test okluzije, tokom kojeg se manžetna primijenjena proksimalno na locirano područje uda stavlja pod tlak najmanje 50 mm Hg viši od sistoličkog tlaka subjekta, a okluzija se vrši najmanje 5 minuta.
Tehnički rezultat je poboljšan činjenicom da se transmuralni pritisak smanjuje nanošenjem manžete u kojoj se stvara pritisak na područje ekstremiteta.
Pritisak na tkivo ekstremiteta se diskretno povećava u koracima od 5 mm Hg. i trajanje koraka od 5-10 sekundi, registrirajte amplitudu PG signala.
Da bi se smanjio transmuralni pritisak u lociranoj arteriji, lokalno se primjenjuje mehanička sila na tkiva ekstremiteta.
Da bi se smanjio transmuralni pritisak u lociranoj arteriji, hidrostatički pritisak se smanjuje podizanjem ekstremiteta na unapred određenu visinu u odnosu na nivo srca.
Nakon odabira vrijednosti transmuralnog pritiska, pri kojoj je amplituda PG signala 50% od maksimalnog porasta PG signala, stvara se suprasistolni pritisak u okluzalnoj manžeti postavljenoj proksimalno od locirane arterije i snima se pletizmografski signal. .
Nakon najmanje 5 minuta ekspozicije okluzivne manžetne postavljene proksimalno od locirane arterije, pritisak u njoj se spušta na nulu, a registracija promjena u PG signalu se vrši istovremeno u dva referentna i ispitna kanala u trajanju od najmanje 3 minute. .
Registrovani pletizmografski signal nakon testa okluzije analizira se uz istovremenu upotrebu amplitudske i vremenske analize prema podacima dobijenim iz dva referentna i test kanala.
Prilikom analize amplitude, vrijednosti amplitude signala u referentnom i ispitnom kanalu, brzina povećanja amplitude signala u ispitnom kanalu, omjer amplituda signala maksimuma dobivenog pri različitim vrijednostima transmuralnog pritiska upoređuju se s maksimalnim signalom dobivenim nakon testa okluzije.
Prilikom izvođenja vremenske analize upoređuju se pletizmografske krive dobivene iz referentnog i testnog kanala, normalizira se signal, a zatim se određuje vrijeme kašnjenja ili fazni pomak.
Tehnički rezultat u smislu uređaja postignut je činjenicom da uređaj uključuje senzorsku jedinicu napravljenu od dva kanala i koja ima mogućnost registracije pulsnih krivulja iz perifernih arterija, jedinicu za generiranje tlaka, napravljenu sa mogućnošću kreiranja postupno pritisak u manžeti, i elektronska jedinica, napravljena sa mogućnošću određivanja pritiska u manžeti koja odgovara maksimalnoj amplitudi PG signala i upravljanje jedinicom za stvaranje pritiska za podešavanje pritiska u manžeti koja odgovara amplitudi PG signal koji čini unaprijed određen postotak povećanja maksimalne amplitude, dok je senzorska jedinica povezana s elektroničkom jedinicom na čiji je izlaz priključena jedinica za stvaranje tlaka.
Tehnički rezultat je poboljšan činjenicom da je jedinica za stvaranje pritiska konfigurisana da stvara postepeno rastući pritisak u manžeti u koracima od 5 mm Hg. Art. i trajanje koraka od 5-10 sekundi.
Senzorski blok u svakom kanalu uključuje infracrvenu diodu i fotodetektor, koji se nalazi sa mogućnošću registracije svjetlosnog signala koji prolazi kroz locirano područje.
Senzorski blok u svakom kanalu uključuje infracrvenu diodu i fotodetektor koji se nalazi sa mogućnošću snimanja raspršenog svjetlosnog signala reflektiranog od lociranog područja.
Senzorska jedinica uključuje elektrode za mjerenje impedance, ili Hallove senzore, ili elastičnu cijev ispunjenu električno provodljivim materijalom.
Fotodetektor je povezan na filter koji može izdvojiti komponentu impulsa iz ukupnog signala.
Senzorska jedinica uključuje sredstva za održavanje podešene temperature područja tijela koje se nalazi.
Uređaj uključuje displej sa tečnim kristalima za prikaz rezultata procene funkcije endotela i/ili interfejs povezan sa elektronskom jedinicom za prenos podataka o funkciji endotela na računar.
Tehnička suština zatraženih izuma i mogućnost postizanja tehničkog rezultata postignutog kao rezultat njihove upotrebe bit će razumljiviji kada se opiše primjerna izvedba s osvrtom na položaje crteža, gdje slika 1 ilustruje dinamiku volumetrijskog protoka krvi i prečnika brahijalne arterije tokom okluzivnog testa, na slici 2 prikazan je dijagram formiranja PPG signala, slika 3 prikazuje PPG krivulju, slika 4 prikazuje porodicu PPG krivulja dobijenih pri različitim vrednostima transmuralnog pritiska kod pacijenata u kontrolnoj grupi, slika 5 prikazuje uticaj promene hidrostatskog pritiska na amplitudu PPG signala, a slika 6 predstavlja šematski blok dijagram zatraženog uređaja.
Elektronska jedinica određuje pritisak u manžeti 1, koji odgovara maksimalnoj amplitudi PG signala, i kontroliše jedinicu za stvaranje pritiska da podesi pritisak u manžeti 1, koji odgovara amplitudi PG signala, što je unapred određeni procenat (50%) povećanja maksimalne amplitude. Senzorski blok moguće je izvesti u nekoliko verzija: u prvoj verziji se nalaze infracrvena LED 2 i fotodetektor 3 sa mogućnošću registracije svjetlosnog signala koji prolazi kroz locirano područje, na suprotnim stranama locirane površine limb, u drugom se nalaze infracrvena LED 2 i fotodetektor 3 sa mogućnošću registracije reflektovanog od lociranog područja raspršenog svjetlosnog signala, na jednoj strani lociranog plovila.
Osim toga, senzorska jedinica može biti izrađena na bazi impedancijskih elektroda, ili Hall senzora, ili elastične cijevi ispunjene električno provodljivim materijalom.
Funkcija endotela se procjenjuje na osnovu registracije PG signala dobijenog pomoću senzorske jedinice instalirane na gornjim udovima ispitivanog pacijenta, nakon čega slijedi električna konverzija primljenog signala tokom linearnog povećanja pritiska u manžetni 1 (ili vrijednosti od sila lokalno primijenjena na lociranoj arteriji) do maksimalne amplitude signala, nakon čega se fiksira pritisak u manžetni ili lokalno primijenjena sila, a test okluzije se izvodi pri fiksnom pritisku ili sili. U ovom slučaju, senzorska jedinica je instalirana na unutrašnjoj strani manžetne 1 ili se nalazi na kraju uređaja koji stvara silu u području projekcije arterije na površini kože. Za automatsko podešavanje ovog tlaka koristi se povratna informacija o amplitudi PG signala koji dolazi od digitalno-analognog pretvarača 8 preko kontrolera 9 do kompresora 11 jedinice za stvaranje tlaka.
Okluzijski test se izvodi pomoću manžetne koja je postavljena proksimalno (rame, podlaktica, zglob) u odnosu na lociranu arteriju (brahijalnu, radijalnu ili digitalnu). U ovom slučaju referentni je signal primljen sa drugog ekstremiteta na kojem se okluzijski test ne radi.
Predložena metoda za određivanje stanja endotelne funkcije ispitivanog pacijenta uključuje dvije glavne faze: prva omogućava dobijanje većeg broja pletizmografskih krivulja snimljenih pri različitim pritiscima u manžetni 1 (ili silama koje se primjenjuju na lociranoj arteriji), a druga faza je sam test okluzije. Rezultat prve faze je informacija o viskoelastičnim svojstvima arterijskog korita i izboru pritiska ili sile za test okluzije. Promjene amplitude PG signala pod djelovanjem primijenjenog pritiska ili sile ukazuju na tonus glatkih mišića arterije i stanje njenih elastičnih komponenti (elastin i kolagen). Lokalno primijenjeni pritisak ili sila je praćena promjenom transmuralnog tlaka, čija je veličina određena razlikom između arterijskog tlaka i vanjskog pritiska ili sile. Sa smanjenjem transmuralnog tlaka, tonus glatkih mišića se smanjuje, što je praćeno povećanjem lumena arterije, odnosno s povećanjem transmuralnog tlaka dolazi do sužavanja arterije. Ovo je miogena regulacija protoka krvi, koja ima za cilj održavanje optimalnog pritiska u mikrocirkulacijskom sistemu. Dakle, kada se pritisak u glavnoj posudi promeni sa 150 mm Hg. do 50 mm Hg u kapilarama, pritisak ostaje praktično nepromenjen.
Promjena tonusa glatkih mišića ostvaruje se ne samo u obliku suženja ili dilatacije arterije, već dovodi i do povećanja krutosti ili popuštanja arterijskog zida. Sa smanjenjem transmuralnog pritiska, glatki mišićni aparat vaskularnog zida opušta se na ovaj ili onaj stepen, što se manifestuje u PPG kao povećanje amplitude signala. Maksimalna amplituda se javlja pri transmuralnom pritisku koji je jednak nuli. Ovo je šematski prikazano na Slici 4, gdje krivulja deformacije u obliku slova S pokazuje da je maksimalni prirast volumena određen pri transmuralnom pritisku blizu nule. Sa jednakim talasima pulsnog pritiska koji se primenjuju na različite delove krivulje deformacije, maksimalni pletizmografski signal se primećuje u oblasti blizu nultog transmuralnog pritiska. Kod pacijenata kontrolne grupe, uporedivih po godinama i dijastoličkom pritisku sa grupom osoba sa kliničkim manifestacijama koronarne bolesti, povećanje amplitude signala sa promenama transmuralnog pritiska može biti više od 100% (slika 4). Dok u grupi pacijenata sa koronarnom bolešću ovo povećanje amplitude ne prelazi 10-20%.
Takva dinamika promjena amplitude PG signala pri različitim vrijednostima transmuralnog tlaka može se povezati samo s posebnostima viskoelastičnih svojstava arterijskog korita kod zdravih ljudi i pacijenata sa stenozirajućom aterosklerozom različitih lokalizacija. Tonus glatkih mišića arterija može se smatrati pretežno viskoznom komponentom, dok su elastinska i kolagenska vlakna čisto elastična komponenta strukture vaskularnog zida. Smanjenjem tonusa glatkih mišića pri približavanju nultim vrijednostima transmuralnog tlaka, na neki način smanjujemo doprinos viskozne komponente glatkih mišića krivulji deformacije. Takva tehnika omogućava ne samo detaljniju analizu krivulje deformacije elastičnih komponenti arterijskog vaskularnog zida, već i registriranje fenomena reaktivne hiperemije u povoljnijim uvjetima nakon testa okluzije.
Povećanje promjera aferentne arterije povezano je s funkcioniranjem endotelnih stanica. Povećanje posmičnog naprezanja nakon okluzivnog testa dovodi do povećanja sinteze dušikovog oksida (NO). Dolazi do takozvane "dilatacije izazvane protokom". Kada je funkcija endotelnih stanica poremećena, sposobnost proizvodnje dušikovog oksida i drugih vazoaktivnih spojeva je smanjena, što dovodi do izostanka fenomena protoka - inducirane vaskularne dilatacije. U ovoj situaciji ne dolazi do punopravne reaktivne hiperemije. Trenutno se ovaj fenomen koristi za otkrivanje endotelne disfunkcije, tj. endotelna disfunkcija. Dilatacija žile izazvana protokom određena je sljedećim slijedom događaja: okluzija, povećanje protoka krvi, učinak posmičnog naprezanja na endotelne stanice, sinteza dušikovog oksida (kao adaptacija na povećan protok krvi), učinak NO na glatke mišiće .
Maksimalni protok krvi postiže se 1-2 sekunde nakon uklanjanja okluzije. Treba napomenuti da se tokom praćenja količine krvotoka i promjera arterije u početku povećava količina protoka krvi, a tek onda mijenja promjer žile (slika 1). Nakon brzog (nekoliko sekundi) postizanja maksimalne brzine protoka krvi, promjer arterije se povećava, dostižući maksimum nakon 1 minute. Zatim se vraća na početnu vrijednost u roku od 2-3 minute. Na primjeru karakteristika stanja elastičnog modula arterijskog zida u bolesnika s arterijskom hipertenzijom može se pretpostaviti da početna krutost arterije može biti uključena u ispoljavanje odgovora endotelnih stanica na okluzivni test. . Ne može se isključiti da će uz istu proizvodnju dušikovog oksida od strane endotelnih stanica, manifestacija odgovora glatkih mišićnih stanica arterije biti određena početnim stanjem modula elastičnosti arterijskog zida. Da bi se normalizirala manifestacija odgovora glatkih mišićnih aparata arterijskog zida, poželjno je imati početnu krutost arterija kod različitih pacijenata, ako ne identičnu, onda što je moguće bližu. Jedna od opcija za takvo ujednačavanje početnog stanja arterijskog zida je odabir vrijednosti transmuralnog tlaka, pri čemu se uočava njegova najveća usklađenost.
Procjena rezultata okluzivnog testa prema parametrima reaktivne hiperemije može se provesti ne samo na brahijalnoj arteriji, već i na manjim žilama.
Za određivanje dilatacije zavisne od protoka korištena je optička metoda. Metoda se temelji na povećanju optičke gustoće povezanom s pulsiranim povećanjem volumena krvi locirane arterije. Dolazni pulsni val rasteže zidove arterije, povećavajući promjer krvnog suda. Pošto tokom PPG-a optički senzor ne registruje promenu prečnika arterije, već povećanje volumena krvi, koji je jednak kvadratu radijusa, ovo merenje se može izvesti sa većom preciznošću. Na slici 2 prikazan je princip dobijanja PPG signala. Fotodioda registruje svjetlosni tok koji je prošao kroz locirano područje tkiva prsta. Sa svakim pulsnim talasom, arterija prsta, šireći se, povećava volumen krvi. Hemoglobin u krvi u velikoj mjeri apsorbira infracrveno zračenje, što dovodi do povećanja optičke gustoće. Pulsni val koji prolazi kroz arteriju mijenja njen promjer, što je glavna komponenta pulsnog povećanja volumena krvi u lociranom području.
Slika 3 prikazuje PPG krivu. Na krivulji se mogu vidjeti dva vrha, od kojih je prvi povezan sa kontrakcijom srca, a drugi sa reflektovanim pulsnim talasom. Ova kriva je dobijena ugradnjom optičkog senzora na posljednju falangu kažiprsta.
Prije početka mjerenja, kompresor 11 stvara pritisak u manžetni 1 na signal kontrolera 9. Povećanje tlaka se vrši postupno s korakom od 5 mm Hg, trajanje svakog koraka je 5-10 sekundi. Sa povećanjem pritiska transmuralni pritisak opada, a kada je pritisak u manžetni jednak pritisku u lociranoj arteriji, postaje jednak nuli. U svakom koraku snima se PPG signal koji dolazi iz fotodetektora 3. Signal sa izlaza pretvarača 4 se pojačava u pojačalu 5 i filtrira u filteru 6 kako bi se isključio šum industrijske frekvencije od 50 Hz i njegovih harmonika. . Glavno pojačanje signala vrši se skalabilnim (instrumentalnim) pojačalom 7. Pojačani napon se dovodi do analogno-digitalnog pretvarača 8, a zatim preko USB interfejsa 10 do računara. Kontroler 9 određuje pritisak pri kojem je amplituda signala maksimalna. Sinhrona detekcija se koristi za poboljšanje omjera signal-šum.
Postupak za procjenu funkcije endotela podijeljen je u dva dijela:
1) smanjenje transmuralnog pritiska uz pomoć pritiska koji se primenjuje na deo prsta (manžeta sa vazduhom, elastični okluder, mehanička kompresija) ili promenom hidrostatskog pritiska podizanjem ekstremiteta na određenu visinu. Posljednji postupak može u potpunosti zamijeniti nametanje sile izvana na zid posude. U pojednostavljenoj verziji procjene stanja endotela, moguće je isključiti složenu shemu automatizacije i samo podizanjem i spuštanjem ruke odrediti prosječni pritisak prema maksimalnoj amplitudi pletizmografskog signala, doći do linearne dionice usklađenosti. krivulju (50% maksimalnog povećanja), a zatim provesti okluzivni test. Jedini nedostatak ovog pristupa je potreba za pozicioniranjem ruke i izvođenjem okluzije podignutom rukom.
Sa smanjenjem transmuralnog tlaka, komponenta PPG pulsa se povećava, što odgovara povećanju usklađenosti arterije koja se proučava. Kada je izložen nizu rastućih pritisaka koji se primenjuju na prst, može se, s jedne strane, uočiti ozbiljnost autoregulatorne reakcije, as druge strane izabrati optimalni uslovi (prema veličini transmuralnog pritiska) za izvlačenje. informacije tokom okluzivnog testa (izbor najstrmijeg dijela na krivulji arterijske usklađenosti);
2) stvaranje arterijske okluzije primenom suprasistolnog pritiska (za 30 mm Hg) u trajanju od 5 minuta. Nakon brzog otpuštanja pritiska u manžetni postavljenoj na radijalnu arteriju, snima se dinamika PPG krive (analiza amplitude i vremena). Registracija promjena u PG signalu vrši se istovremeno na dva referentna i ispitna kanala u trajanju od najmanje 3 minute. Prilikom analize amplitude, vrijednosti amplitude signala u referentnom i ispitnom kanalu, brzina povećanja amplitude signala u ispitnom kanalu, omjer amplituda signala dobijenih maksimalnih pri različitim vrijednostima transmuralni pritisak se poredi sa maksimalnim signalom dobijenim nakon testa okluzije. Prilikom izvođenja vremenske analize upoređuju se pletizmografske krive dobivene iz referentnog i testnog kanala, normalizira se signal, a zatim se određuje vrijeme kašnjenja ili fazni pomak.
Maksimalne amplitude PPG signala zapažene su pri nultom transmuralnom pritisku (pritisak koji se na žilu primjenjuje izvana je jednak srednjem arterijskom tlaku). Proračun je izvršen na sljedeći način - dijastolni pritisak plus 1/3 pulsnog pritiska. Ovaj arterijski odgovor na vanjski pritisak ne ovisi o endotelu. Izbor pritiska koji se primjenjuje izvana na arteriju ne samo da omogućava testiranje s reaktivnom hiperemijom prema dinamici PPG signala u najoptimalnijem području arterijske usklađenosti, već ima i svoju dijagnostičku vrijednost. Uklanjanje familije PPG krivulja pri različitim vrednostima transmuralnog pritiska omogućava dobijanje informacija o reološkim karakteristikama arterije. Ove informacije omogućavaju razlikovanje promjena povezanih s autoregulatornim učinkom glatkih mišićnih aparata stijenke arterije u obliku povećanja promjera od elastičnih svojstava arterije. Povećanje promjera arterije dovodi do povećanja konstantne komponente), zbog većeg volumena krvi u skeniranom području. Pulsna komponenta signala odražava povećanje volumena krvi u sistoli. Amplituda PPG-a je određena postupkom arterijskog zida tokom prolaska talasa pulsnog pritiska. Lumen arterije kao takav ne utiče na amplitudu PPG signala. Ne postoji potpuni paralelizam između povećanja promjera posude i usklađenosti zida s promjenom transmuralnog tlaka.
Pri niskom transmuralnom pritisku, arterijski zid postaje manje krut u odnosu na njegove mehaničke osobine određene na fiziološkim vrijednostima krvnog tlaka.
Optimizacija testa u smislu transmuralnog pritiska značajno povećava njegovu osjetljivost, što omogućava otkrivanje patologije u najranijim fazama endotelne disfunkcije. Visoka osjetljivost testa omogućit će efikasnu procjenu provođenja farmakološke terapije usmjerene na ispravljanje endotelne disfunkcije.
Sa povećanjem pritiska u manžetni do 100 mm Hg. postojao je konstantan porast signala, maksimalna amplituda signala je određena na 100 mm Hg. Dalje povećanje pritiska u manžetni dovelo je do smanjenja amplitude PPG signala. Smanjenje pritiska do 75 mm Hg. je praćeno smanjenjem amplitude PPG signala za 50%. Pritisak u manžetni je takođe promenio oblik PPG signala (vidi sliku 3).
Promjena oblika PPG signala sastojala se u oštrom povećanju brzine porasta sistoličkog porasta uz istovremeno kašnjenje u trenutku početka porasta. Ove promene oblika odražavaju uticaj manžetne na prolazak pulsnog talasa pritiska. Ovaj fenomen nastaje zbog oduzimanja pritiska od pulsnog talasa, količine pritiska u manžetni.
Podizanje ruke u odnosu na "tačku jednakog pritiska" (nivo srca) omogućava vam da odbijete korištenje vanjskog pritiska (napona) pomoću manžetne. Podizanjem ruke iz "tačke jednakog pritiska" u položaj ispružene prema gore povećava se PPG amplituda. Naknadno spuštanje ruke na početni nivo smanjuje amplitudu na početni nivo.
Gravitacija je važan faktor koji utiče na veličinu transmuralnog pritiska. Transmuralni pritisak u digitalnoj arteriji podignute ruke manji je od pritiska u istoj arteriji, koja se nalazi u nivou srca, proizvodom vrednosti gustine krvi, ubrzanja gravitacije i udaljenosti od "tačka jednakosti pritiska":
gdje je Ptrh - transmuralni pritisak u digitalnoj arteriji podignute ruke,
Ptrho - transmuralni pritisak u digitalnoj arteriji na nivou srca, p - gustina krvi (1,03 g/cm), g - ubrzanje usled gravitacije (980 cm/sec), h - rastojanje od tačke jednakog pritiska do digitalna arterija podignute ruke (90 cm). Na datoj udaljenosti od "tačke jednakog pritiska", pritisak osobe koja stoji sa podignutom rukom iznosi 66 mm Hg. ispod srednjeg pritiska u digitalnoj arteriji, merenog na nivou srca.
Tako se transmuralni pritisak može smanjiti povećanjem vanjskog primijenjenog tlaka ili smanjenjem tlaka u posudi. Smanjenje pritiska u digitalnoj arteriji je dovoljno jednostavno. Da biste to učinili, morate podići četkicu iznad nivoa srca. Postepeno podižući ruku, smanjujemo transmuralni pritisak u digitalnoj arteriji. U ovom slučaju, amplituda PPG signala naglo raste. U podignutoj ruci prosječan pritisak u digitalnoj arteriji može pasti do 30 mm Hg, dok je šaka u nivou srca 90 mm Hg. Transmuralni pritisak u arterijama potkoljenice može biti četiri puta veći nego u arterijama podignute ruke. Utjecaj hidrostatskog tlaka na vrijednost transmuralnog tlaka može se koristiti u funkcionalnom testu za procjenu viskoelastičnih svojstava arterijskog zida.
Pronalasci za koje se tvrdi da imaju sljedeće prednosti:
1) pritisak za test okluzije se bira pojedinačno za svakog pacijenta,
2) daju se informacije o viskoelastičnim svojstvima arterijskog korita (prema zavisnosti amplitude PG signala od pritiska (sile)),
3) obezbeđen je poboljšani odnos signal-šum,
4) okluzivni test se izvodi u najoptimalnijem području arterijske komplijanse,
5) pronalasci omogućavaju dobijanje informacija o reološkim karakteristikama arterije uzimanjem porodice PPG krivulja pri različitim vrednostima transmuralnog pritiska,
6) pronalasci povećavaju osetljivost testa, a samim tim i pouzdanost procene funkcije endotela,
7) omogućavaju otkrivanje patologije u najranijim fazama endotelne disfunkcije,
8) omogućavaju pouzdanu procjenu efikasnosti tekuće farmakoterapije.
1. Metoda za neinvazivno određivanje endotelne funkcije, uključujući provođenje okluzivnog testa, tokom kojeg se u manžetni stvara pritisak koji premašuje sistolički tlak subjekta, a koji se primjenjuje proksimalno od lociranog područja ekstremiteta, a okluzija se vrši u trajanju od 5 minuta, što se karakteriše time što se u prvoj fazi smanji transmuralni pritisak u ekstremitetu, registruju amplitude pletizmografskih signala pri različitim pritiscima, odredi pritisak pri kojem je amplituda pletizmografskog signala maksimalna, zatim smanjiti pritisak na vrijednost koja odgovara datom procentu od maksimalne amplitude, u drugoj fazi se radi okluzivni test i stvara se pritisak koji premašuje sistolički pritisak ispitanika za najmanje 50 mm Hg, a zatim nakon okluzivnog testa, analizira se registrovani pletizmografski signal uz istovremenu analizu amplitude i vremena prema podacima dobijenim iz referentne y i testiranih kanala.
2. Metoda prema zahtjevu 1, naznačena time što se transmuralni pritisak smanjuje primjenom manžete u kojoj se stvara pritisak na područje uda.
3. Postupak prema zahtjevu 1, naznačen time što se pritisak na tkiva ekstremiteta povećava diskretno u koracima od 5 mm Hg. i trajanjem koraka od 5-10 s, istovremeno se snima amplituda pletizmografskog signala.
4. Postupak prema patentnom zahtjevu 1, naznačen time što se radi smanjenja transmuralnog tlaka u lociranoj arteriji, hidrostatički pritisak smanjuje podizanjem ekstremiteta na unaprijed određenu visinu u odnosu na nivo srca.
5. Metoda prema patentnom zahtjevu 1, naznačena time, što se nakon odabira vrijednosti transmuralnog pritiska, pri kojoj je amplituda pletizmografskog signala 50% od maksimalno moguće vrijednosti, stvara suprasistolni pritisak u okluzalnoj manžeti postavljenoj proksimalno od locirane arterije, snima se pletizmografski signal.
6. Metoda prema zahtjevu 5, naznačena time što nakon najmanje 5 minuta ekspozicije okluzivne manžete koja je postavljena proksimalno od locirane arterije, pritisak u njoj pada na nulu i vrši se registracija promjena pletizmografskog signala. istovremeno na dva, referentna i testna, kanala najmanje 3 minute.
7. Metoda prema patentnom zahtjevu 1, naznačena time što se prilikom analize amplitude upoređuju amplitude signala u referentnom i ispitnom kanalu, brzina povećanja amplitude signala u ispitnom kanalu, omjer amplituda signala, maksimum dobiven pri različitim vrijednostima transmuralnog tlaka s maksimalnom vrijednošću signala, dobivenom nakon testa okluzije.
8. Metoda prema zahtjevu 1, naznačena time što se tokom vremenske analize upoređuju pletizmografske krive dobijene iz referentnog i ispitnog kanala, provodi se postupak normalizacije signala, a zatim se određuje vrijeme kašnjenja ili fazni pomak.
9. Uređaj za neinvazivno određivanje funkcije endotela, uključujući senzorsku jedinicu napravljenu kao dvokanalnu i koja ima mogućnost registracije pulsnih krivulja iz perifernih arterija, jedinicu za generiranje tlaka, napravljenu sa mogućnošću postupnog stvaranja pritiska u manžetni , i elektronska jedinica, napravljena sa mogućnošću određivanja pritiska u manžeti koji odgovara maksimalnoj amplitudi pletizmografskog signala, i upravljanje jedinicom za stvaranje pritiska za uspostavljanje pritiska u manžeti koji odgovara amplitudi pletizmografskog signala, koji je unaprijed određen postotak maksimalne amplitude, dok je senzorska jedinica povezana s elektroničkom jedinicom, na čiji je izlaz priključena jedinica za stvaranje tlaka.
10. Uređaj prema patentnom zahtjevu 9, naznačen time što je jedinica za stvaranje pritiska konfigurisana da stvara postupno rastući pritisak u manžetni sa korakom od 5 mm Hg i trajanjem koraka od 5-10 s.
11. Uređaj prema patentnom zahtjevu 9, naznačen time što svaki kanal senzorske jedinice uključuje infracrvenu diodu i fotodetektor koji se nalazi sa mogućnošću registracije svjetlosnog signala koji prolazi kroz locirano područje.
12. Uređaj prema zahtjevu 9, naznačen time, što svaki kanal senzorskog bloka uključuje infracrvenu diodu i fotodetektor koji se nalazi sa mogućnošću snimanja raspršenog svjetlosnog signala reflektiranog od područja koje se nalazi.
13. Uređaj prema patentnom zahtjevu 9, naznačen time što senzorska jedinica uključuje impedansne elektrode, ili Hallove senzore, ili elastičnu cijev ispunjenu električno provodljivim materijalom.
14. Uređaj prema zahtjevu 11, naznačen time što je fotodetektor povezan pomoću filtera koji može odvojiti komponentu impulsa od ukupnog signala.
Pronalazak se odnosi na medicinu i fiziologiju i može se koristiti za sveobuhvatnu procjenu nivoa fizičkih performansi praktično zdravih ljudi starijih od 6 godina različitog nivoa kondicije, bez zdravstvenih ograničenja.
Pronalazak se odnosi na medicinu, odnosno na funkcionalnu dijagnostiku, a može se koristiti za neinvazivno određivanje funkcije endotela.
Učitavanje...