1 SBEE HPE "Vene Föderatsiooni Tervise- ja Sotsiaalarengu Ministeeriumi Kubani Riiklik Meditsiiniülikool", Krasnodar
Ülevaade käsitleb veresoonte endoteeli füsioloogiliste funktsioonide probleemi. Veresoonte endoteeli funktsioonide uurimise ajalugu algas 1980. aastal, mil R. Furshgot ja I. Zawadsky avastasid lämmastikoksiidi. 1998. aastal moodustati teoreetiline alus fundamentaal- ja kliiniliste uuringute uuele suunale - endoteeli osalemise arendamiseks arteriaalse hüpertensiooni ja teiste südame-veresoonkonna haiguste patogeneesis, samuti selle düsfunktsiooni tõhusa korrigeerimise viisid. Artiklis käsitletakse peamisi töid endoteliini, lämmastikoksiidi, angiotensiin II ja teiste bioloogiliselt aktiivsete endoteeli ainete füsioloogilise rolli kohta. Välja on toodud probleemide hulk, mis on seotud kahjustatud endoteeli kui paljude haiguste arengu potentsiaalse markeri uurimisega.
bioloogiliselt aktiivsed ained
laiendajad
ahendajad
Lämmastikoksiid
endoteel
1. Gomazkov O.A. Endoteel - endokriinne puu // Loodus. - 2000. - nr 5.
2. Menštšikova E.V., Zenkov N.K. Põletiku oksüdatiivne stress // Uspekhi sovrem. biol. - 1997. - T. 117. - S. 155-171.
3. Odyvanova LR, Sosunov AA, Gatchev Ya. Lämmastikoksiid (NO) närvisüsteemis // Uspekhi sovrem. biol. - 1997. - nr 3. - S. 374‒389.
4. Reutov V.P. Lämmastikoksiidi tsükkel imetajate kehas // Uspekhi sovrem. biol. - 1995. - nr 35. - S. 189-228.
5. Cook J.P. Asümmeetriline dimetüülarginiin: Uberi marker? // Tiraaž. - 2004. - nr 109. - Lk 1813.
6. Davignon J., Ganz P. Endoteeli düsfunktsiooni roll ateroskleroosis // Tsirkulatsioon. - 2004. - nr 109. - lk 27.
7. De Caterina R. Endoteeli düsfunktsioonid: vaskulaarsete haiguste ühised nimetajad // Praegune arvamus lipidoloogias. - 2000. Vol. 11, nr 1. - Lk 9–23.
8. Kawashima S. Endoteeli lämmastikoksiidi süntaasi kaks külge ateroskleroosi patofüsioloogias // Endoteel. - 2004. Vol. 11, nr 2. - Lk 99–107.
9. Libby P. Ateroskleroosi põletik // Loodus. - 2002. - Vol. 420, nr 6917. - Lk 868–874.
10. Tan K.C.B., Chow W.S., Ai V.H.G. Angiotensiin II retseptori antagonisti mõju endoteeli vasomotoorsele funktsioonile ja albumiini eritumisele uriiniga mikroalbuminuuriaga II tüüpi diabeediga patsientidel // Diabeedi ainevahetuse uuringud ja ülevaated. - 2002. - Vol. 18, nr 1. - Lk 71–76.
Endoteel on aktiivne endokriinne organ, suurim kehas, hajusalt koos veresoontega kõigis kudedes. Endoteel on histoloogide klassikalise määratluse järgi üks kiht spetsiaalseid rakke, mis vooderdavad kogu kardiovaskulaarset puud seestpoolt ja kaaluvad umbes 1,8 kg. Üks triljon keerukate biokeemiliste funktsioonidega rakku, sealhulgas valkude ja madala molekulmassiga ainete sünteesisüsteemid, retseptorid, ioonikanalid.
Endoteliotsüüdid sünteesivad aineid, mis on olulised vere hüübimise reguleerimiseks, veresoonte toonuse reguleerimiseks, vererõhuks, neerude filtreerimisfunktsiooniks, südame kontraktiilseks aktiivsuseks, aju metaboolseks toeks. Endoteel on võimeline reageerima voolava vere mehaanilisele mõjule, veresoone valendiku vererõhu hulgale ja veresoone lihaskihi pingeastmele. Endoteelirakud on tundlikud keemiliste mõjude suhtes, mis võivad põhjustada ringlevate vererakkude suurenenud agregatsiooni ja adhesiooni, tromboosi teket ja lipiidide konglomeraatide settimist (tabel 1).
Kõik endoteelifaktorid jagunevad veresoonte seina lihaskihi kokkutõmbumist ja lõdvestumist põhjustavateks (konstriktorid ja laiendajad). Peamised ahendavad tegurid on toodud allpool.
Suurel endoteliinil, endoteliini inaktiivsel prekursoril, mis sisaldab 38 aminohappejääki, on in vitro vähem väljendunud vasokonstriktor (võrreldes endoteliiniga). Suure endoteliini lõplik töötlemine toimub endoteliini konverteeriva ensüümi osalusel.
Endoteliin (ET). Jaapani teadlane M. Yanagasawa jt. (1988) kirjeldasid uudset endoteeli peptiidi, mis tõmbab aktiivselt kokku veresoonte silelihasrakke. Avastatud peptiid nimega ET sai kohe intensiivse uurimistöö objektiks. ET on tänapäeval nimekirjas üks populaarsemaid bioaktiivseid regulaatoreid. See kõige võimsama vasokonstriktoriga aine moodustub endoteelis. Organismis on peptiidil mitmeid vorme, mis erinevad keemilise struktuuri väikeste nüansside poolest, kuid on väga erinevad nii kehas paiknemise kui ka füsioloogilise aktiivsuse poolest. ET sünteesi stimuleerivad trombiin, adrenaliin, angiotensiin (AT), interleukiinid, raku kasvufaktorid jne Enamasti eritub ET endoteelist "sissepoole", lihasrakkudesse, kus paiknevad selle suhtes tundlikud ETA retseptorid. Väiksem osa sünteesitud peptiidist, interakteerudes ETV-tüüpi retseptoritega, stimuleerib NO sünteesi. Seega reguleerib üks ja sama tegur kahte vastandlikku vaskulaarset reaktsiooni (konstriktsioon ja laienemine), mis realiseeruvad erinevate keemiliste mehhanismide abil.
Tabel 1
Endoteelis sünteesitavad ja selle funktsiooni reguleerivad tegurid
|
Veresooneseina lihaskihi kokkutõmbumist ja lõdvestumist põhjustavad tegurid |
|
|
Ahendajad |
Laiendajad |
|
Suur endoteliin (bET) |
Lämmastikoksiid (NO) |
|
Angiotensiin II (AT II) |
Suur endoteliin (bET) |
|
Tromboksaan A2 (TxA2) |
Prostatsükliin (PGI2) |
|
Prostaglandiin H2 (PGH2) |
Endoteliini depolarisatsioonifaktor (EDHF) |
|
Angiotensiin I (AT I) |
|
|
Adrenomeduliin |
|
|
Progoagulant- ja antikoagulantfaktorid |
|
|
Protrombogeenne |
Antitrombogeenne |
|
Trombotsüütide kasvufaktor (TGFβ) |
Lämmastikoksiid (NO) |
|
Kudede plasminogeeni aktivaatori inhibiitor (ITAP) |
Kudede plasminogeeni aktivaator (TAP) |
|
Von Willebrandi faktor (VIII hüübimisfaktor) |
Prostatsükliin (PGI2) |
|
Angiotensiin IV (AT IV) |
Trombomoduliin |
|
Endoteliin I (ET I) |
|
|
Fibronektiin |
|
|
Trombospondiin |
|
|
Trombotsüüte aktiveeriv tegur (PAF) |
|
|
Veresoonte ja silelihasrakkude kasvu mõjutavad tegurid |
|
|
Stimulaatorid |
Inhibiitorid |
|
Endoteliin I (ET I) |
Lämmastikoksiid (NO) |
|
Angiotensiin II (AT II) |
Prostatsükliin (PGI2) |
|
Superoksiidi radikaalid |
Natriureetiline peptiid C |
|
Endoteeli kasvufaktor (ECGF) |
Hepariinitaolised kasvu inhibiitorid |
|
Põletikuvastased ja põletikuvastased tegurid |
|
|
Põletikuvastane |
Põletikuvastane |
|
Kasvaja nekroosifaktor α (TNF-α) |
Lämmastikoksiid (NO) |
|
Superoksiidi radikaalid |
|
|
C-reaktiivne valk (CRP) |
|
ET puhul on tuvastatud retseptori alatüübid, mis ei ole rakulises lokalisatsioonis sarnased ja vallandavad "signaali" biokeemilisi reaktsioone. On selge bioloogiline muster, kui üks ja sama aine, eriti ET, reguleerib erinevaid füsioloogilisi protsesse (tabel 2).
ET on polüpeptiidide rühm, mis koosneb kolmest isomeerist (ET-1, ET-2, ET-3), mis erinevad mõningate variatsioonide ja aminohapete järjestuse poolest. ET ja mõnede neurotoksiliste peptiidide (skorpioni mürk, urguv madu) struktuuris on suuri sarnasusi.
Kõigi ET-de peamine toimemehhanism on kaltsiumioonide sisalduse suurendamine veresoonte silelihasrakkude tsütoplasmas, mis põhjustab:
- hemostaasi kõigi faaside stimuleerimine, alustades trombotsüütide agregatsioonist ja lõpetades punase verehüübe moodustumisega;
- veresoonte silelihaste kokkutõmbumine ja kasv, mis põhjustab vasokonstriktsiooni ja veresoonte seina paksenemist ning nende läbimõõdu vähenemist.
tabel 2
ET retseptori alatüübid: lokaliseerimine, füsioloogilised toimed
ja teiseste vahendajate osalemine
ET mõju on vastuoluline ja seda võib seostada mitmete põhjustega. Kõige aktiivsem isomeer on ET-1. See moodustub mitte ainult endoteelis, vaid ka veresoonte silelihastes, neuronites, glia, neerude, maksa ja muude organite mesengiaalrakkudes. Poolväärtusaeg - 10-20 minutit, vereplasmas - 4-7 minutit. ET-1 osaleb mitmetes patoloogilistes protsessides: müokardiinfarkt, südame rütmihäired, pulmonaalne ja süsteemne hüpertensioon, ateroskleroos jne.
Kahjustatud endoteel sünteesib suures koguses ET-d, mis põhjustab vasokonstriktsiooni. Suured ET doosid põhjustavad olulisi muutusi süsteemses hemodünaamikas: südame löögisageduse ja löögimahu vähenemine, vaskulaarse resistentsuse suurenemine süsteemses vereringes 50% ja väikeses 130%.
Angiotensiin II (AT II) on füsioloogiliselt aktiivne hüpertensioonivastane peptiid. See on hormoon, mis tekib inimese veres reniin-angiotensiini süsteemi aktiveerimisel ja osaleb vererõhu reguleerimises ja vee-soola ainevahetuses. See hormoon põhjustab neeru glomerulite eferentsete arterioolide ahenemist. See suurendab naatriumi ja vee reabsorptsiooni neerutuubulites. AT II ahendab artereid ja veene ning stimuleerib ka selliste hormoonide nagu vasopressiini ja aldosterooni tootmist, mis põhjustab kõrget vererõhku. AT II vasokonstriktori aktiivsuse määrab selle interaktsioon AT I retseptoriga.
Tromboksaan A2 (TxA 2) - soodustab trombotsüütide kiiret agregatsiooni, suurendades nende retseptorite kättesaadavust fibrinogeeni suhtes, aktiveerides seeläbi koagulatsiooni, põhjustades vasospasmi ja bronhospasmi. Lisaks on TxA2 kasvaja moodustumise, tromboosi ja astma vahendaja. TxA2 toodavad ka veresoonte silelihased, trombotsüüdid. Üks TxA2 vabanemist stimuleeriv tegur on kaltsium, mis vabaneb suurtes kogustes trombotsüütidest nende agregatsiooni alguses. TxA2 ise suurendab kaltsiumisisaldust trombotsüütide tsütoplasmas. Lisaks aktiveerib kaltsium trombotsüütide kontraktiilsed valgud, mis suurendab nende agregatsiooni ja degranulatsiooni. See aktiveerib fosfolipaasi A2, mis muudab arahhidoonhappe prostaglandiinideks G2, H2 - vasokonstriktoriteks.
Prostaglandiin H2 (PGH2) - on väljendunud bioloogilise aktiivsusega. See stimuleerib trombotsüütide agregatsiooni ja põhjustab silelihaste kontraktsiooni, moodustades vasospasmi.
Ainete rühma, mida nimetatakse dilataatoriteks, esindavad järgmised bioloogiliselt aktiivsed ained.
Lämmastikoksiid (NO) on madala molekulmassiga ja laenguta molekul, mis suudab kiiresti difundeeruda ja vabalt tungida läbi tihedate rakukihtide ja rakkudevahelise ruumi. Oma struktuurilt sisaldab NO paarimata elektroni, on kõrge keemilise aktiivsusega ja reageerib kergesti paljude rakustruktuuride ja keemiliste komponentidega, mis määrab selle bioloogiliste mõjude erakordse mitmekesisuse. NO on võimeline põhjustama erinevaid ja isegi vastupidiseid mõjusid sihtrakkudes, mis sõltub täiendavate tegurite olemasolust: redoks- ja proliferatsioonistaatus ning mitmed muud tingimused. NO mõjutab efektorsüsteeme, mis kontrollivad rakkude proliferatsiooni, apoptoosi ja diferentseerumist, samuti nende vastupidavust stressile. NO toimib parakriinse signaali edastamisel vahendajana. NO toime kutsub sihtrakkudes esile kiire ja suhteliselt lühiajalise reaktsiooni kaltsiumitaseme languse tõttu, aga ka pikaajalisi mõjusid teatud geenide indutseerimisest. Sihtrakkudes toimivad NO ja selle aktiivsed derivaadid, nagu peroksünitrit, heemi sisaldavatele valkudele, raud-väävli keskused ja aktiivsed tioolid ning inhibeerivad ka raud-väävli ensüüme. Lisaks peetakse NO-d üheks kesk- ja perifeerse närvisüsteemi ja rakkudevahelise signaali edastajaks ning seda peetakse lümfotsüütide proliferatsiooni regulaatoriks. Endogeenne NO on rakkude kaltsiumi homöostaasi ja vastavalt Ca 2+ -sõltuvate proteiinkinaaside aktiivsuse regulatsioonisüsteemi oluline komponent. NO moodustumine organismis toimub L-arginiini ensümaatilise oksüdatsiooni käigus. NO sünteesi viib läbi tsütokroomi - P-450-sarnaste hemoproteiinide - NO-süntaaside perekond.
Paljude teadlaste määratluse järgi - EI - "kahe näoga Janus":
- NO soodustab nii lipiidide peroksüdatsiooni (LPO) protsesse rakumembraanides kui ka seerumi lipoproteiinides ning inhibeerib neid;
- NO põhjustab vasodilatatsiooni, kuid võib põhjustada ka vasokonstriktsiooni;
- NO indutseerib apoptoosi, kuid sellel on kaitsev toime teiste ainete poolt indutseeritud apoptoosi vastu;
- NO on võimeline moduleerima põletikulise reaktsiooni arengut ja inhibeerima oksüdatiivset fosforüülimist mitokondrites ja ATP sünteesi.
Prostatsükliin (PGI2) - moodustub peamiselt endoteelis. Prostatsükliini süntees toimub pidevalt. See pärsib trombotsüütide agregatsiooni, lisaks on sellel vasodilateeriv toime, stimuleerides veresoonte silelihasrakkude spetsiifilisi retseptoreid, mis põhjustab nendes adenülaattsüklaasi aktiivsuse suurenemist ja cAMP moodustumise suurenemist neis.
Endoteel-sõltuv hüperpolariseeriv faktor (EDHF) – selle struktuuri järgi ei ole seda identifitseeritud NO ega prostatsükliinina. EDHF põhjustab arteriseina silelihaskihi hüperpolarisatsiooni ja sellest tulenevalt selle lõõgastumist. G. Edwards et al. (1998) leidsid, et EDHF pole midagi muud kui K +, mida endoteelirakud sekreteerivad arteri seina müoendoteliaalsesse ruumi, kui viimane puutub kokku piisava stiimuliga. EDHF on võimeline mängima olulist rolli vererõhu reguleerimisel.
Adrenomeduliin sisaldub veresoonte seinas, nii südamekodades kui ka vatsakestes ning tserebrospinaalvedelikus. On märke, et adrenomeduliini võivad sünteesida kopsud ja neerud. Adrenomeduliin stimuleerib NO tootmist endoteeli poolt, mis soodustab vasodilatatsiooni, laiendab neerusooni ning suurendab glomerulaarfiltratsiooni ja diureesi kiirust, suurendab natriureesi, vähendab silelihasrakkude proliferatsiooni, takistab hüpertroofia teket ja müokardi remodelleerumist ning veresooni, pärsib aldosterooni ja ET sünteesi.
Veresoonte endoteeli järgmine funktsioon on osalemine hemostaatilistes reaktsioonides, mis on tingitud protrombogeensete ja antitrombogeensete tegurite vabanemisest.
Protrombogeensete tegurite rühma esindavad järgmised ained.
Trombotsüütidest pärinev kasvufaktor (PDGF) on valgu kasvufaktorite rühma kõige paremini uuritud liige. PDGF võib muuta raku proliferatiivset staatust, mõjutades valgusünteesi intensiivsust, kuid mõjutamata varajase reaktsiooni geenide, nagu c-myc ja c-fos, transkriptsiooni paranemist. Trombotsüüdid ise valke ei sünteesi. PDGF süntees ja töötlemine toimub megakarüotsüütides – luuüdi rakkudes, trombotsüütide prekursorites – ja säilitatakse trombotsüütide α-graanulites. Kuigi PDGF on trombotsüütide sees, on see teistele rakkudele kättesaamatu, kuid trombiiniga suhtlemisel aktiveeruvad trombotsüüdid, mille sisu vabaneb seerumis. Trombotsüüdid on organismis peamine PDGF-i allikas, kuid samas on näidatud, et ka mõned teised rakud võivad seda faktorit sünteesida ja sekreteerida: need on peamiselt mesenhümaalset päritolu rakud.
Koeplasminogeeni aktivaatori-1 (ITAP-1) inhibiitor – toodetakse endoteelirakkude, silelihasrakkude, megakarüotsüütide ja mesoteelirakkude poolt; ladestub trombotsüütidesse inaktiivsel kujul ja on serpiin. ITAP-1 tase veres on väga täpselt reguleeritud ja tõuseb paljude patoloogiliste seisundite korral. Selle tootmist stimuleerib trombiin, transformeeriv kasvufaktor β, trombotsüütide kasvufaktor, IL-1, TNF-α, insuliinitaoline kasvufaktor, glükokortikoidid. ITAP-1 põhiülesanne on piirata fibrinolüütilist aktiivsust hemostaatilise pistiku asukoha järgi, inhibeerides TAP-i. Seda on lihtne teha tänu selle suuremale sisaldusele veresoone seinas võrreldes koeplasminogeeni aktivaatoriga. Seega eritavad aktiveeritud trombotsüüdid vigastuskohas liigses koguses ITAP-1, hoides ära fibriini enneaegse lüüsi.
Koeplasminogeeni aktivaatori 2 (ITAP-2) inhibiitor on urokinaasi peamine inhibiitor.
Von Willebrandi faktor (VIII - vWF) - sünteesitakse endoteelis ja megakarüotsüütides; stimuleerib trombi moodustumise algust: soodustab trombotsüütide retseptorite kinnitumist kollageeni ja veresoonte fibronektiiniga, suurendab trombotsüütide adhesiooni ja agregatsiooni. Selle teguri süntees ja vabanemine suureneb vasopressiini mõjul, millega kaasneb endoteeli kahjustus. Kuna kõik stressirohked seisundid suurendavad vasopressiini vabanemist, siis stressi, ekstreemsete tingimuste korral suureneb veresoonte trombogeensus.
AT II metaboliseerub kiiresti (poolväärtusaeg - 12 min) aminopeptidaasi A osalusel AT III moodustumisega ja seejärel aminopeptidaas N - angiotensiin IV mõjul, millel on bioloogiline aktiivsus. AT IV osaleb arvatavasti hemostaasi reguleerimises, vahendab glomerulaarfiltratsiooni pärssimist.
Olulist rolli mängib fibronektiin, glükoproteiin, mis koosneb kahest disulfiidsidemetega ühendatud ahelast. Seda toodavad kõik veresoonte seina rakud, trombotsüüdid. Fibronektiin on fibriini stabiliseeriva faktori retseptor. Soodustab trombotsüütide adhesiooni, osaledes valgete verehüüvete moodustumisel; seob hepariini. Fibriiniga seondudes paksendab fibronektiin trombi. Fibronektiini mõjul suurendavad silelihaste rakud, epiteelirakud, fibroblastid oma tundlikkust kasvufaktorite suhtes, mis võib põhjustada veresoonte lihasseina paksenemist ja perifeerse veresoonte koguresistentsuse suurenemist.
Trombospondiin on glükoproteiin, mida mitte ainult ei tooda veresoonte endoteel, vaid seda leidub ka trombotsüütides. See moodustab komplekse kollageeni, hepariiniga, olles tugev agregeeriv tegur, mis vahendab trombotsüütide adhesiooni subendoteeli külge.
Trombotsüütide aktivatsioonifaktor (PAF) – moodustub erinevates rakkudes (leukotsüüdid, endoteelirakud, nuumrakud, neutrofiilid, monotsüütided, makrofaagid, eosinofiilid ja trombotsüüdid), kuulub tugeva bioloogilise toimega ainete hulka.
PAF osaleb vahetute allergiliste reaktsioonide patogeneesis. See stimuleerib trombotsüütide agregatsiooni koos järgneva XII faktori (Hagemani faktori) aktiveerimisega. Aktiveeritud XII faktor omakorda aktiveerib kiniinide moodustumist, millest olulisim on bradükiniin.
Antitrombogeensete tegurite rühma esindavad järgmised bioloogiliselt aktiivsed ained.
Kudede plasminogeeni aktivaator (tPA, III faktor, tromboplastiin, TAP) – seriinproteaas katalüüsib inaktiivse plasminogeeni proensüümi muutumist aktiivseks plasmiini ensüümiks ja on fibrinolüüsisüsteemi oluline komponent. TAP on üks ensüüme, mis on kõige sagedamini seotud basaalmembraani, rakuvälise maatriksi hävitamise ja rakkude invasiooniga. Seda toodab endoteel ja see paikneb veresoonte seinas. TAP on fosfolipoproteiin, endoteeli aktivaator, mis vabaneb vereringesse erinevate stiimulite toimel.
Peamised funktsioonid taandatakse vere hüübimise välise mehhanismi aktiveerimise käivitamisele. Sellel on kõrge afiinsus veres ringleva F. VII suhtes. Ca2 + ioonide juuresolekul moodustab TAP kompleksi f.VII-ga, põhjustades selle konformatsioonilisi muutusi ja muundades viimase seriinproteaasiks f.VIIa. Saadud kompleks (F.VIIa-T.f.) muudab F.Ch seriini proteinaasiks F.H. TAP-faktor VII kompleks on võimeline aktiveerima nii faktorit X kui ka faktorit IX, mis lõppkokkuvõttes soodustab trombiini moodustumist.
Trombomoduliin on veresoontes leiduv proteoglükaan ja trombiini retseptor. Ekvimolaarne trombiini-trombomoduliini kompleks ei põhjusta fibrinogeeni muundumist fibriiniks, kiirendab trombiini inaktiveerimist antitrombiin III poolt ja aktiveerib C-valgu, mis on üks füsioloogilisi vere antikoagulante (vere hüübimise inhibiitoreid). Koos trombiiniga toimib trombomoduliin kofaktorina. Trombomoduliiniga seotud trombiin omandab aktiivse keskuse konformatsiooni muutumise tulemusena suurenenud tundlikkuse selle inaktiveerimise suhtes antitrombiin III poolt ja kaotab täielikult oma võime suhelda fibrinogeeniga ja aktiveerida trombotsüüte.
Vere vedel olek säilib tänu selle liikumisele, hüübimisfaktorite adsorptsioonile endoteeli poolt ja lõpuks tänu looduslikele antikoagulantidele. Neist olulisemad on antitrombiin III, proteiin C, proteiin S ja välise hüübimismehhanismi inhibiitor.
Antitrombiin III (AT III) – neutraliseerib trombiini ja teiste aktiveeritud vere hüübimisfaktorite (faktor XIIa, faktor XIa, faktor Xa ja faktor IXa) aktiivsust. Hepariini puudumisel toimub AT III kompleksi moodustumine trombiiniga aeglaselt. Kui AT III lüsiinijäägid seonduvad hepariiniga, tekivad selle molekulis konformatsioonilised nihked, mis hõlbustavad AT III reaktiivse saidi kiiret interaktsiooni trombiini aktiivse tsentriga. See hepariini omadus on selle antikoagulandi toime aluseks. AT III moodustab komplekse aktiveeritud vere hüübimisfaktoritega, blokeerides nende toimet. Seda reaktsiooni veresoonte seinas ja endoteelirakkudes kiirendavad hepariinitaolised molekulid.
Valk C on maksas sünteesitav K-vitamiinist sõltuv valk, mis seondub trombomoduliiniga ja muudetakse trombiini toimel aktiivseks proteaasiks. Suheldes S-valguga, lagundab aktiveeritud valk C Va ja VIIIa faktorit, peatades fibriini moodustumise. Aktiveeritud C-proteiin võib samuti stimuleerida fibrinolüüsi. Valgu C tase ei ole nii tugevalt seotud kalduvusega tromboosile kui AT III tase. Lisaks stimuleerib proteiin C kudede plasminogeeni aktivaatori vabanemist endoteelirakkude poolt. Valk C kofaktoriseeritakse S-valguga.
Protein S - protrombiini kompleksi faktor, valgu C kofaktor. AT III, valgu C ja valgu S taseme langus või nende struktuursed kõrvalekalded põhjustavad vere hüübimise suurenemist. Protein S – K-vitamiinist sõltuv üheahelaline plasmavalk, on aktiveeritud valgu C kofaktor, millega koos reguleerib vere hüübimise kiirust. Valk S sünteesitakse hepatotsüütides, megakarüotsüütide endoteelirakkudes, Leydingi rakkudes ja ka ajurakkudes. Valk S toimib aktiveeritud valgu C mitteensümaatilise kofaktorina, seriinproteaasina, mis osaleb faktorite Va ja VIIIa proteolüütilises lagunemises.
Kõik veresoonte ja silelihasrakkude kasvu mõjutavad tegurid jagunevad stimulantideks ja inhibiitoriteks. Peamised stimulandid on toodud allpool.
Hapniku peamine aktiivne vorm on superoksiidi radikaali anioon (Ō2), mis tekib siis, kui üks elektron on kinnitunud põhiolekus hapnikumolekuli külge. Ō2 on ohtlik, kuna see on võimeline kahjustama raua-väävli klastreid sisaldavaid valke, nagu akonitaas, suktsinaatdehüdrogenaas ja NADH-ubikinoonoksidoreduktaas. Happeliste pH väärtuste korral saab Ō2 protoneerida, moodustades reageerivama peroksiidradikaali. Kahe elektroni lisamine hapnikumolekulile või ühe elektroni lisamine Ō2-le viib H2O2 moodustumiseni, mis on mõõdukalt tugev oksüdeeriv aine.
Iga reaktiivse ühendi ohtlikkus sõltub suuresti selle stabiilsusest. Eksogeenselt genereeritud Ō2 võib tungida rakku ja (koos endogeensetega) osaleda reaktsioonides, mis põhjustavad erinevaid kahjustusi: küllastumata rasvhapete peroksüdatsioon, valkude SH-rühmade oksüdatsioon, DNA kahjustus jne.
Endoteelirakkude kasvufaktor (beeta-Endoteliaalrakkude kasvufaktor) – omab endoteelirakkude kasvufaktori omadusi. 50% ECGF molekuli aminohappejärjestusest vastab fibroblasti kasvufaktori (FGF) struktuurile. Mõlemad peptiidid näitavad ka sarnast afiinsust hepariini ja angiogeense aktiivsuse suhtes in vivo. Põhilist fibroblastide kasvufaktorit (bFGF) peetakse üheks oluliseks kasvaja angiogeneesi indutseerijaks.
Peamised veresoonte ja silelihasrakkude kasvu inhibiitorid on esindatud järgmiste ainetega.
Endoteeli natriureetiline peptiid C – toodetakse peamiselt endoteelis, kuid seda leidub ka kodade, vatsakeste ja neerude müokardis. Vasoaktiivne toime on CNP-l, mis vabaneb endoteelirakkudest ja toimib parakriinselt silelihasrakkude retseptoritele, põhjustades vasodilatatsiooni. NO defitsiidi tingimustes paraneb CNP süntees, millel on kompenseeriv väärtus arteriaalse hüpertensiooni ja ateroskleroosi tekkes.
Makroglobuliin α2 on α2-globuliinide hulka kuuluv glükoproteiin, mis koosneb ühest polüpeptiidahelast molekulmassiga 725 000 kDa. Neutraliseerib plasmiini, mis jääb pärast interaktsiooni α2-antiplasmiiniga inaktiveerimata. Inhibeerib trombiini aktiivsust.
Hepariini kofaktor II on glükoproteiin, üheahelaline polüpeptiid molekulmassiga 65 000 kDa. Selle kontsentratsioon veres on 90 μg / ml. Inaktiveerib trombiini, moodustades sellega kompleksi. Reaktsioon kiireneb oluliselt dermataansulfaadi juuresolekul.
Veresoonte endoteel toodab ka tegureid, mis mõjutavad põletiku teket ja kulgu.
Neid klassifitseeritakse põletikuvastasteks ja põletikuvastasteks. Järgmised on põletikueelsed tegurid.
Kasvajanekroosifaktor-α (TNF-α, kahektiin) on pürogeen, mis suures osas dubleerib IL-1 toimet, kuid mängib olulist rolli ka gramnegatiivsete bakterite põhjustatud septilise šoki patogeneesis. TNF-α mõjul suureneb järsult H2O2 ja teiste vabade radikaalide moodustumine makrofaagide ja neutrofiilide poolt. Kroonilise põletiku korral aktiveerib TNF-α kataboolseid protsesse ja aitab seeläbi kaasa kahheksia tekkele.
TNF-α tsütotoksiline toime kasvajarakkudele on seotud DNA lagunemise ja mitokondrite düsfunktsiooniga.
C-reaktiivne valk (CRP) võib olla endoteeli düsfunktsiooni indikaator. CRP seose kohta veresoonte seina kahjustuste tekkega ja selle otsese osalemise kohta selles protsessis on kogutud piisavalt teavet. Seda silmas pidades peetakse CRP taset tänapäeval usaldusväärseks ennustajaks ajuveresoonkonna haiguste (insult), südame (infarkt) ja perifeersete veresoonte häirete tüsistuste tekkeks. CRP vahendab veresoonte seina kahjustuse algstaadiume: endoteeli adhesioonimolekulide (ICAM-l, VCAM-l) aktiveerimine, kemotaktiliste ja põletikku soodustavate faktorite sekretsioon (MCP-1 – makrofaagide kemotaktiline valk, IL-6), immuunrakkude värbamise ja endoteeli külge adhesiooni soodustamine. CRP osalemist veresoone seina kahjustuses tõendavad ka andmed CRP ladestumise kohta, mis leiti kahjustatud veresoonte seintes müokardiinfarkti, ateroskleroosi ja vaskuliidi ajal.
Peamine põletikuvastane tegur on lämmastikoksiid (selle funktsioonid on esitatud eespool).
Seega täidab veresoonte endoteel, olles vere ja teiste kehakudede piiril, tänu bioloogiliselt aktiivsetele ainetele täielikult oma põhifunktsioonid: hemodünaamiliste parameetrite reguleerimine, tromboresistentsus ja hemostaasiprotsessides osalemine, osalemine põletikus ja angiogeneesis.
Kui endoteeli funktsioon või struktuur on kahjustatud, muutub selle poolt sekreteeritavate bioloogiliselt aktiivsete ainete spekter dramaatiliselt. Endoteel hakkab eritama agregaate, koagulante, vasokonstriktoreid ja mõned neist (reniin-angiotensiini süsteem) mõjutavad kogu kardiovaskulaarsüsteemi. Ebasoodsates tingimustes (hüpoksia, ainevahetushäired, ateroskleroos jne) saab endoteel paljude patoloogiliste protsesside algatajaks (või modulaatoriks) organismis.
Arvustajad:
Berdichevskaya E.M., meditsiiniteaduste doktor, professor, juhataja. Füsioloogia osakond FGOU HPE "Kubani Riiklik Kehakultuuri, Spordi ja Turismi Ülikool", Krasnodar;
Bykov I.M., meditsiiniteaduste doktor, professor, juhataja. Fundamentaalse ja kliinilise biokeemia osakond, riigieelarveline kõrgharidusasutus, KubGMU, Venemaa tervishoiu- ja sotsiaalarengu ministeerium, Krasnodar.
Töö laekus 03.10.2011.
Bibliograafiline viide
Kade A.Kh., Zanin S.A., Gubareva E.A., Turovaya A.Yu., Bogdanova Yu.A., Apsalyamova S.O., Merzlyakova S.N. VERESKONNA ENDOTEELI FÜSIOLOOGILISED FUNKTSIOONID // Fundamentaaluuringud. - 2011. - nr 11-3. - S. 611-617;URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=29285 (juurdepääsu kuupäev: 13.12.2019). Juhime teie tähelepanu "Loodusteaduste Akadeemia" väljaantavatele ajakirjadele
Mis on endoteel?
Endoteel
on sisemist vooderdavad spetsiaalsed rakud
veresoonte, lümfisoonte ja südameõõnsuste pinnale. See eraldab verevoolu veresoonte seina sügavamatest kihtidest ja toimib piirina nende vahel.
Organismi erinevate süsteemide, sealhulgas närvisüsteemi normaalseks toimimiseks on suur tähtsus kõigi selle rakkude ja neuronite piisaval "toitainete" vastuvõtmisel verevoolu abil.
Milleks, suurte, väikeste ja väikseimate veresoonte ning eriti nende siseseina – endoteeli – seisund on ülimalt oluline.
Endoteel on aktiivne organ. See toodab pidevalt suures koguses bioloogiliselt aktiivseid aineid (BAS). Need on olulised vere hüübimise protsessis, veresoonte toonuse reguleerimises ja vererõhu stabiliseerimises. "Endoteliaalsed" bioloogiliselt aktiivsed ained osalevad aju metabolismi protsessis, on olulised neerude filtreerimisfunktsiooni ja müokardi kontraktiilsuse jaoks.
Eriline roll on endoteeli terviklikkuse seisundil. Kuigi see ei ole kahjustatud, sünteesib see aktiivselt erinevate bioloogiliselt aktiivsete ainete tegureid.
Hüübimisvastane, laiendab samaaegselt veresooni ja takistab silelihaste kasvu, mis võib seda luumenit kitsendada.
Terve endoteel sünteesib optimaalse koguse lämmastikoksiidi (NO), mis hoiab veresooni laienenud ja tagab piisava verevoolu, eriti ajuveres.
NO – aktiivne angioprotektor, aitab ära hoida veresoone seina patoloogilist ümberstruktureerimist, ateroskleroosi ja arteriaalse hüpertensiooni progresseerumist, antioksüdant, trombotsüütide agregatsiooni ja adhesiooni inhibiitor.
Angiotensiin II mõjutab veresoonte toonuse tõusu, soodustab arteriaalse hüpertensiooni teket, kasuliku NO muutumistkahjustava toimega aktiivne oksüdatiivne radikaal.
Endoteel sünteesib vere hüübimisega seotud tegureid (trombomoduliin, von Willebrandi faktor, trombospondiin).
Seega on bioloogiliselt aktiivsed ained, mida endoteel pidevalt toodab, piisava verevoolu aluseks. Need mõjutavad veresoonte seina seisundit (spasm või lõõgastus) ja hüübimisfaktorite aktiivsust.
Normaalselt toimiv endoteel takistab trombotsüütide adhesiooni (kleepumist veresoone seina külge), trombotsüütide agregatsiooni (kokkukleepumist), vähendab vere hüübimist ja veresoonte spasme.
Kuid selle struktuuri muutumisega tekivad ka funktsionaalsed häired. Endoteel "toodab" kahjulikke toimeaineid - agregaate, koagulante, vasokonstriktoreid - rohkem kui vaja. Need avaldavad kahjulikku mõju kogu vereringesüsteemi toimimisele, põhjustavad haigusi, sealhulgas südame isheemiatõbe, ateroskleroosi, arteriaalset hüpertensiooni jt.
Toimeainete tootmise tasakaalustamatust nimetatakse endoteeli düsfunktsioon (DE).
DE põhjustab mikro- ja makroangiopaatiat. Suhkurtõve korral põhjustab mikroangiopaatia retino - ja nefropaatia, makroangiopaatia - ateroskleroosi arengut koos südame-, aju-, jäsemete perifeersete arterite, sagedamini alumiste veresoonte kahjustusega. Iga angiopaatia korral on iseloomulik Virchova triaad - endoteeli muutus, vere hüübimis- ja antikoagulatsioonisüsteemi rikkumine ning verevoolu aeglustumine.
DE on tasakaalustamatus ühelt poolt veresooni laiendavate (vasodilateerivate), antitrombootiliste, angioprotektiivsete faktorite ja teiselt poolt vasokonstriktorite (vasokonstriktor), protrombootiliste, proliferatiivsete tegurite tootmise vahel.
DE on ühest küljest üks olulisi patogeneetilisi mehhanisme
Mida tugevam see on, seda rohkem kannatavad ajuveresooned (ja kõik muud elundid ja koed), eriti kõige väiksemad ja väiksemad. Mikrotsirkulatsioon on häiritud ja rakud saavad vajaliku toitumise.
Kaudselt saab DE raskust hinnata teatud vere biokeemiliste parameetrite järgi - endoteeli kahjustavate tegurite sisalduse taseme järgi. Neid nimetatakse endoteeli kahjustuste vahendajateks.
Nende hulka kuuluvad hüperglükeemia, hüperhomotsüsteineemia, suurenenud seerumi triglütseriidid, mikroalbuminuuria, muutunud vere tsütokiinide tase ja vere NO kontsentratsiooni langus.
Nende näitajate muutumise määr on korrelatsioonis endoteeli düsfunktsiooni astmega ja sellest tulenevalt vaskulaarsete häirete raskusastmega ja erinevate tüsistuste (südameatakkide, südameatakkide) riskiga. , südame isheemiatõbi jne).
Endoteeli kahjustuse näitajate õigeaegne tuvastamine võimaldab võtta õigeaegseid meetmeid nende vähendamiseks ja tõhusamalt läbi viia erinevate vereringeelundite ja aju veresoonte haiguste esmast ja sekundaarset ennetamist.
Kinnitus: 4b3029e9e97268e2
31. oktoober 2017 Kommentaare pole
Endoteel ja selle basaalmembraan täidavad histohematogeense barjääri rolli, eraldades vere ümbritsevate kudede rakuvälisest keskkonnast. Sel juhul on endoteelirakud omavahel ühendatud tihedate ja pilulaadsete ühenduskompleksidega. Lisaks barjäärifunktsioonile tagab endoteel erinevate ainete vahetuse vere ja ümbritsevate kudede vahel. Ainevahetusprotsess kapillaaride tasemel toimub pinotsütoosi abil, samuti ainete difusioon läbi finistrite ja pooride. Endoteelirakud varustavad subendoteliaalset kihti basaalmembraani komponentidega: kollageeni, elastiini, laminiini, proteaase, aga ka nende inhibiitoreid: trombospondiini, mukopolüsahhariide, vigronektiini, fibronektiini, von Willebrandi faktorit ja teisi valke, mis on olulised rakkudevaheliseks interaktsiooniks ja moodustamiseks. difusioonibarjääri, mis takistab vere sattumist ekstravaskulaarsesse ruumi. Sama mehhanism võimaldab endoteelil reguleerida bioloogiliselt aktiivsete molekulide tungimist alusesse silelihaskihti.
Seega saab endoteeli vooderdust ületada kolmel rangelt kontrollitud viisil. Esiteks võivad mõned molekulid jõuda silelihasrakkudeni, tungides läbi endoteelirakkude vaheliste kontaktide. Teiseks saab molekule transportida läbi endoteelirakkude vesiikulite abil (pinotsütoosi protsess). Lõpuks võivad rasvlahustuvad molekulid lipiidide kaksikkihis liikuda.
Koronaarveresoonte endoteelirakud on lisaks barjäärifunktsioonile varustatud võimega kontrollida veresoonte toonust (veresoonte seina silelihaste motoorset aktiivsust), veresoonte sisepinna kleepuvaid omadusi, aga ka ainevahetusprotsesse veresoonkonnas. müokard – need ja teised endoteelirakkude funktsionaalsed võimed on määratud nende üsna kõrge võimega toota veresoone valendikust kuni selle subintimaalsete kihtideni erinevaid bioloogiliselt aktiivseid molekule, sealhulgas tsütokiine, anti- ja prokoagulante, antimitogeene jne. seina
Endoteel on võimeline tootma ja eritama mitmeid aineid, millel on nii vasokonstriktor kui ka vasodilataator. Nende ainete osalusel toimub veresoonte toonuse iseregulatsioon, mis täiendab oluliselt veresoonte neuroregulatsiooni funktsiooni.
Intaktne veresoonte endoteel sünteesib vasodilataatoreid ja lisaks vahendab veres erinevate bioloogiliselt aktiivsete ainete – histamiini, serotoniini, katehhoolamiinide, atsetüülkoliini jt toimet veresoonte seina silelihastele, põhjustades peamiselt nende lõdvestamist.
Kõige tugevam vaskulaarse endoteeli poolt toodetud vasodilataator on lämmastikoksiid (NO). Lisaks vasodilatatsioonile on selle peamisteks toimeteks mitte ainult trombotsüütide adhesiooni pärssimine ja leukotsüütide väljarände pärssimine endoteeli adhesiivsete molekulide sünteesi pärssimise tõttu, vaid ka veresoonte silelihasrakkude proliferatsioon, samuti oksüdatsiooni ehk modifikatsiooni vältimine. ja sellest tulenevalt aterogeensete lipoproteiinide akumuleerumine subendoteelis (antiaterogeenne toime).
Lämmastikoksiid endoteelirakkudes moodustub aminohappest L-arginiinist endoteeli NO süntaasi toimel. Erinevad tegurid, nagu atsetüülkoliinesteraas, bradükiniin, trombiin, adeniini nukleotiidid, tromboksaan A2, histamiin, endoteel, samuti suureneb nn. nihkepinged, mis on tingitud näiteks verevoolu intensiivistumisest, on võimelised indutseerima NO sünteesi normaalse endoteeli poolt. Endoteeli toodetud NO difundeerub läbi sisemise elastse membraani silelihasrakkudesse ja põhjustab nende lõdvestamist. Selle NO toime peamiseks mehhanismiks on guanülaattsüklaasi aktiveerimine rakumembraani tasemel, mis suurendab guanosiintrifosfaadi (GTP) muundamist tsükliliseks guanosiinmonofosfaadiks (cGMP), mis määrab silelihasrakkude lõdvestumise. Seejärel lülitatakse sisse mitmed mehhanismid, mille eesmärk on vähendada tsütosoolset Ca ++: 1) Ca ++ -ATPaasi fosforüülimine ja aktiveerimine; 2) spetsiifiliste valkude fosforüülimine, mis viib Ca2 + vähenemiseni sarkoplasmaatilises retikulumis; 3) cGMP-vahendatud inositooltrifosfaadi supressioon.
Lisaks NO-le on endoteelirakkude poolt toodetav teine oluline vasodilataatorfaktor prostatsükliin (prostaglandiin I2, PCH2). Koos vasodilateeriva toimega pärsib PGI2 trombotsüütide adhesiooni, vähendab makrofaagide ja silelihasrakkude varustamist kolesterooliga ning takistab veresoonte seina paksenemist põhjustavate kasvufaktorite vabanemist. Teatavasti moodustub PGI2 arahhidoonhappest tsüklooksügenaasi ja PC12 süntaasi toimel, PGI2 tootmist stimuleerivad erinevad tegurid: trombiin, bradükiniin, histamiin, kõrge tihedusega lipoproteiinid (HDL), adeniini nukleotiidid, leukotrieenid, tromboksaan A2, trombotsüüdid. ) ja teised (PD PGI2 aktiveerib adenülaattsüklaasi, mis põhjustab rakusisese tsüklilise adenosiinmonofosfaadi (cAMP) suurenemist.
Lisaks vasodilataatoritele toodavad koronaararterite endoteelirakud mitmeid vasokonstriktoreid. Kõige olulisem neist on endoteel I.
Endoteel I on üks võimsamaid vasokonstriktoreid, mis on võimeline põhjustama pikaajalist silelihaste kontraktsiooni. Endoteel I toodetakse ensümaatiliselt endoteelis prepropeptiidist. Selle vabanemist stimuleerivad ained on trombiin, adrenaliin ja hüpoksiline faktor, st. energia spetsiifilisus. Endoteel I seondub spetsiifilise membraaniretseptoriga, mis aktiveerib fosfolipaasi C ja viib intratsellulaarsete inositoolfosfaatide ja diatsüülglütserooli vabanemiseni.
Inositooltrifosfaat seob sarkoplasmaatilise retikulumi retseptorit, mis suurendab Ca2 + vabanemist tsütoplasmasse. Tsütosoolse Ca2 + taseme tõus määrab silelihaste kontraktsiooni suurenemise.
Endoteeli kahjustuse korral tekib arterite reaktsioon bioloogiliselt aktiivsetele ainetele, vhch. atsetüülkoliin, katehhoolamiinid, endoteel I, angiotensiin II on perverssed, näiteks atsetüülkoliini toimel arteri laienemise asemel tekib vasokonstriktorefekt.
Endoteel on hemostaatilise süsteemi komponent. Tervel endoteelikihil on antitrombootilised / antikoagulantsed omadused. Negatiivne (sarnase nimega) laeng endoteliotsüütide ja trombotsüütide pinnal põhjustab nende vastastikust tõrjumist, mis neutraliseerib trombotsüütide adhesiooni veresoone seina külge. Lisaks toodavad endoteelirakud mitmesuguseid antitrombootilisi ja antikoagulantseid tegureid PGI2, NO, hepariinitaolisi molekule, trombomoduliini (C-valgu aktivaator), koeplasminogeeni aktivaatorit (t-PA) ja urokinaasi.
Kuid endoteeli düsfunktsiooniga, mis areneb veresoonte kahjustuste tingimustes, realiseerib endoteel oma protromboosi / prokoagulandi potentsiaali. Põletikueelsed tsütokiinid ja muud põletikuvahendajad võivad indutseerida endoteliotsüütides ainete tootmist, mis aitavad kaasa tromboosi/hüperkoagulatsiooni tekkele. Veresoonte kahjustuse korral suureneb koefaktori, plasminogeeni aktivaatori inhibiitori, leukotsüütide adhesioonimolekulide ja von WUlebrandi faktori (a) pinnaekspressioon. PAI-1 (koe plasminogeeni aktivaatori inhibiitor) on üks vere antikoagulatsioonisüsteemi põhikomponente, pärsib fibrinolüüsi ja on ka endoteeli düsfunktsiooni marker.
Endoteeli düsfunktsioon võib olla elundi vereringehäirete iseseisev põhjus, kuna see kutsub sageli esile angiospasmi või veresoonte tromboosi, mida eriti täheldatakse mõne südame isheemiatõve vormis. Lisaks võivad piirkondlikud vereringehäired (isheemia, raske arteriaalne hüpereemia) põhjustada endoteeli düsfunktsiooni.
Intaktne endoteel toodab pidevalt NO, prostatsükliini ja teisi bioloogiliselt aktiivseid aineid, mis on võimelised inhibeerima trombotsüütide adhesiooni ja agregatsiooni. Lisaks ekspresseerub sellel ensüüm ADPase, mis hävitab aktiveeritud trombotsüütide poolt vabanenud ADP ja seega on nende osalemine trombide moodustumise protsessis piiratud. Endoteel on võimeline tootma koagulante ja antikoagulante, adsorbeerides vereplasmast arvukalt antikoagulante – hepariini, valke C ja S.
Kui endoteel on kahjustatud, muutub selle pind antitrombootilisest protrombootiliseks. Subendoteliaalse maatriksi proadhesiivse pinnaga kokkupuute korral osalevad selle komponendid - kleepuvad valgud (von Willebrandi faktor, kollageen, fibronektiin, trombospondiin, fibrinogeen jne) koheselt primaarse (veresoonte-trombotsüütide) trombi moodustumisel. ja seejärel hemokoagulatsiooni.
Endokriinsete rakkude poolt toodetud bioloogiliselt aktiivsed ained, eelkõige tsütokiinid, võivad endokriinse toime tõttu oluliselt mõjutada ainevahetusprotsesse, eelkõige muuta kudede taluvust rasvhapete ja süsivesikute suhtes. Rasvade, süsivesikute ja muud tüüpi ainevahetuse rikkumised põhjustavad omakorda paratamatult endoteeli düsfunktsiooni koos kõigi selle tagajärgedega.
Kliinilises praktikas peab arst piltlikult öeldes “iga päev” tegelema ühe või teise endoteeli düsfunktsiooni ilminguga, olgu selleks arteriaalne hüpertensioon, südame isheemiatõbi, krooniline südamepuudulikkus vms. Tuleb meeles pidada, et ühelt poolt aitab endoteeli düsfunktsioon kaasa selle või teise südame-veresoonkonna haiguse tekkele ja progresseerumisele ning teisest küljest süvendab see haigus ise sageli endoteeli kahjustusi.
Sellise nõiaringi ("circulus vitiosus") näide võib olla olukord, mis tekib arteriaalse hüpertensiooni arengu tingimustes. Pikaajaline kokkupuude veresoone seina kõrgenenud vererõhuga võib lõppkokkuvõttes põhjustada endoteeli düsfunktsiooni, mille tulemuseks on veresoonte silelihaste toonuse tõus ja veresoonte remodelleerumisprotsessid (vt allpool), mille üheks ilminguks on söötme (lihaste) paksenemine. veresoone seina kiht) ja veresoone läbimõõdu vastav vähenemine. Endoteelirakkude aktiivne osalemine veresoonte remodelleerumisel on tingitud nende võimest sünteesida suurt hulka erinevaid kasvufaktoreid.
Valendiku ahenemisega (veresoonte ümberkujunemise tulemus) kaasneb perifeerse resistentsuse märkimisväärne suurenemine, mis on koronaarpuudulikkuse tekke ja progresseerumise üks võtmetegureid. See tähendab nõiaringi teket ("sulgemist").
Endoteel ja proliferatiivsed protsessid. Endoteelirakud on võimelised tootma nii vaskulaarseina silelihaste kasvu stimulante kui ka inhibiitoreid. Terve endoteeli korral on silelihaste proliferatsiooniprotsess suhteliselt rahulik.
Endoteeli kihi eksperimentaalne eemaldamine (deendotelisatsioon) põhjustab silelihaste proliferatsiooni, mida saab pärssida endoteeli voodri parandamisega. Nagu varem mainitud, toimib endoteel tõhusa barjäärina, et vältida silelihasrakkude mõjutamist veres ringlevate erinevate kasvufaktorite poolt. Lisaks toodavad endoteelirakud aineid, millel on pärssiv toime veresoonte seina proliferatiivsetele protsessidele.
Nende hulka kuuluvad NO, erinevad glükoosaminoglükaanid, sh hepariin ja hepariinsulfaat, aga ka transformeeriv kasvufaktor (3 (TGF- (3). TGF-J3, olles tugevaim interstitsiaalse kollageeni geeniekspressiooni indutseerija, teatud tingimustel on see võimeline pärssima). veresoonte proliferatsioon tagasiside mehhanismi abil.
Endoteelirakud toodavad ka mitmeid kasvufaktoreid, mis võivad stimuleerida vaskulaarseina rakkude vohamist: trombotsüütidest tuletatud kasvufaktor (PDGF), mis sai sellise nime, kuna see eraldati esmakordselt trombotsüütidest, mis on äärmiselt võimas mitogeen, mis stimuleerib DNA sünteesi ja rakkude jagunemist; endoteeli kasvufaktor (EDGF; Endothelial-Cell-Derived Growth Factors) on võimeline eelkõige stimuleerima silelihasrakkude proliferatsiooni aterosklerootiliste vaskulaarsete kahjustuste korral; fibroblastide kasvufaktor (FGF; endoteelirakkudest pärinevad kasvufaktorid); endoteel; insuliinitaoline kasvufaktor (IGF; Insulin-Like Growth Factor); angiotensiin II (in vitro katsetes leiti, et AT II aktiveerib kasvutsütokiinide transkriptsioonifaktorit, suurendades seeläbi silelihasrakkude ja kardiomüotsüütide proliferatsiooni ja diferentseerumist).
Lisaks kasvufaktoritele on veresoonte seina hüpertroofia molekulaarsete indutseerijate hulka kuuluvad: messenger-valgud või G-valgud, mis kontrollivad rakupinna retseptorite sidumist kasvufaktorite efektormolekulidega; valgud-retseptorid, mis tagavad taju spetsiifilisuse ja mõjutavad sekundaarsete sõnumitoojate cAMP ja cGMP moodustumist; valgud, mis reguleerivad silelihasrakkude hüpertroofiat määravate geenide transduktsiooni.
Endoteel ja leukotsüütide väljaränne. Endoteelirakud toodavad mitmesuguseid tegureid, mis on olulised leukotsüütide täiendamiseks intravaskulaarsete vigastuste piirkondades. Endoteelirakud toodavad kemotaktilist molekuli, monotsüütide kemotaktilist valku MCP-1, mis tõmbab monotsüüte ligi.
Endoteelirakud toodavad ka adhesioonimolekule, mis interakteeruvad leukotsüütide pinnal olevate retseptoritega: 1 - rakkudevahelised adhesioonimolekulid ICAM-1 ja ICAM-2 (rakkudevahelised adhesioonimolekulid), mis seonduvad B-lümfotsüütide retseptoriga ja 2 - vaskulaarsete rakkude adhesioon. molekulid -1 - VCAM-1 (vaskulaarne raku adhesioonimolekul-1), mis on omavahel seotud T-lümfotsüütide ja monotsüütide pinnal olevate retseptoritega.
Endoteel on lipiidide metabolismi tegur. Kolesterool ja triglütseriidid transporditakse läbi arteriaalse süsteemi lipoproteiinide osana, st endoteel on lipiidide metabolismi lahutamatu osa. Endoteliotsüüdid võivad ensüümi lipoproteiinlipaasi abil muuta triglütseriidid vabadeks rasvhapeteks. Vabanenud rasvhapped sisenevad seejärel subendoteliaalsesse ruumi, andes energiat silelihastele ja teistele rakkudele. Endoteelirakud sisaldavad aterogeensete madala tihedusega lipoproteiinide retseptoreid, mis määrab nende osalemise ateroskleroosi arengus.
Patendi RU 2309668 omanikud:
Leiutis käsitleb meditsiini, nimelt funktsionaalset diagnostikat, ja seda saab kasutada endoteeli funktsiooni mitteinvasiivseks määramiseks. Selleks vähendatakse jäseme transmuraalset rõhku, erinevatel rõhkudel registreeritakse pletüsmograafiliste signaalide amplituudid. Määrake rõhk, mille korral pletüsmograafilise signaali amplituud on maksimaalne, samal ajal kui rõhk on vähendatud väärtuseni, mis vastab antud protsendile maksimaalsest amplituudist, tehakse oklusioonikatse, mille käigus mansetis rakendatakse proksimaalselt mansetti asukohast. jäseme. Järgmisena luuakse rõhk, mis ületab katsealuse süstoolset rõhku vähemalt 50 mm Hg võrra, samal ajal kui oklusioon viiakse läbi vähemalt 5 minutit. Seade sisaldab kahe kanaliga anduriüksust, mis on võimeline salvestama perifeersete arterite pulsikõveraid. Survet genereeriv seade, mis on loodud mansetis järk-järgult suureneva rõhu tekitamiseks. Elektrooniline seade, mis on konfigureeritud määrama mansetis rõhku, mis vastab pletüsmograafilise signaali maksimaalsele amplituudile, ja juhtima survet genereerivat seadet, et määrata mansetis rõhk, mis vastab pletüsmograafilise signaali amplituudile, mis moodustab etteantud protsendi maksimaalsest amplituudist. , samal ajal kui andur on ühendatud elektroonikaplokiga, mille väljalaskeavaga on ühendatud rõhu tekitav seade. Vaadeldav leiutis parandab endoteeli funktsiooni hindamise usaldusväärsust, sõltumata patsiendi vererõhust. 2 n. ja 15 c.p. f-ly, 6 dwg
Leiutis käsitleb meditsiini, nimelt funktsionaalset diagnostikat ning võimaldab varakult avastada südame-veresoonkonna haiguste esinemist ja jälgida ravi efektiivsust. Leiutis võimaldab hinnata endoteeli seisundit ja selle hinnangu põhjal lahendada südame-veresoonkonna haiguste varajase diagnoosimise küsimus. Leiutist saab kasutada elanikkonna ulatusliku kliinilise läbivaatuse läbiviimisel.
Viimasel ajal on südame-veresoonkonna haiguste varajase avastamise ülesanne muutunud üha olulisemaks. Selleks kasutatakse laia valikut diagnostilisi vahendeid ja meetodeid, mida on kirjeldatud patendi- ja teaduskirjanduses. Seega avalikustab USA patent nr 5 343 867 meetodi ja seadme ateroskleroosi varajaseks diagnoosimiseks, kasutades impedantspletüsmograafiat, et tuvastada pulsilaine tunnused alajäsemete veresoontes. Näidati, et verevoolu parameetrid sõltuvad uuritavale arterile väljastpoolt avaldatavast rõhust. Pletüsmogrammi maksimaalse amplituudi määrab suures osas transmuraalse rõhu suurus, mis on erinevus veresoone sees oleva arteriaalse rõhu ja tonomeetri manseti abil väljastpoolt avaldatava rõhu vahel. Signaali maksimaalne amplituud määratakse transmuraalsel nullrõhul.
Arteriaalsete veresoonte ehituse ja füsioloogia seisukohalt võib seda kujutada järgmiselt: mansetist lähtuv rõhk kandub edasi arteri välisseinale ja tasakaalustab arterisisese rõhku arteri siseseinast. Sel juhul suureneb arteriseina vastavus järsult ja mööduv pulsilaine venitab arterit suurel määral, s.o. arteri läbimõõdu suurenemine sama pulsirõhu juures muutub suureks. Seda nähtust on vererõhu registreerimisel võetud ostsillomeetrilisel kõveral hästi näha. Sellel kõveral tekivad maksimaalsed võnked, kui manseti rõhk on võrdne keskmise arteriaalse rõhuga.
USA patent nr 6 322 515 avalikustab meetodi ja seadme mitmete kardiovaskulaarsüsteemi parameetrite, sealhulgas endoteeli seisundi hindamiseks kasutatavate parameetrite määramiseks. Siin kasutati impulssilaine määramiseks andurina fotodioode ja fotodetektoreid ning analüüsiti enne ja pärast reaktiivse hüpereemiaga testi digitaalsele arterile salvestatud fotopletüsmograafilisi (PPG) kõveraid. Nende kõverate registreerimisel asetati sõrmele optilise anduri kohale mansett, milles tekkis rõhk 70 mm Hg.
US patent nr 6 939 304 avalikustab meetodi ja seadme endoteeli funktsiooni mitteinvasiivseks hindamiseks, kasutades PPG andurit.
USA patendis nr 6908436 on avaldatud meetod endoteeli seisundi hindamiseks pulsilaine levimiskiiruse mõõtmise teel. Selleks kasutatakse kahe kanaliga pletüsmograafi, andurid paigaldatakse sõrme falanksile, oklusioon luuakse õlal asuva manseti abil. Arteri seina seisundi muutust hinnatakse pulsilaine levimise viivituse järgi. 20 ms või rohkem viivitust peetakse testiks, mis kinnitab endoteeli normaalset funktsiooni. Viivituse määramine toimub võrreldes PPG kõveraga, mis on registreeritud sellel käel, millel oklusioonitesti ei tehtud. Tuntud meetodi miinusteks on aga viivituse määramine nihke mõõtmise teel miinimumi piirkonnas vahetult enne süstoolset tõusu, s.o. piirkonnas, mis on väga muutlik.
Vaadeldava meetodi ja seadme lähim analoog on RF patendis nr 2220653 kirjeldatud meetod ja seade patsiendi füsioloogilise seisundi muutuste mitteinvasiivseks määramiseks. Tuntud meetod seisneb perifeersete arterite toonuse jälgimises, asetades pulsianduritele manseti ja tõstes mansetis rõhku 75 mm Hg-ni, seejärel mõõdetakse vererõhku koos rõhu tõusuga mansetis süstoolsest kõrgemal 5 minuti jooksul. pulsilaine edasine salvestamine PPG meetodil kahel käel, misjärel viiakse läbi PPG kõvera amplituudianalüüs saadud mõõtmiste suhtes enne ja pärast klammerdamist, määratakse PPG signaali suurenemine. Tuntud seade sisaldab andurit mansetiga rõhu mõõtmiseks, kütteelementi keha sihtpiirkonna pinna soojendamiseks ja protsessorit mõõdetud signaalide töötlemiseks.
Tuntud meetod ja seade ei taga aga läbiviidud uuringute kõrget usaldusväärsust, kuna mõõtmised on madalad ja sõltuvad patsiendi rõhukõikumistest.
Endoteeli düsfunktsioon ilmneb selliste südame-veresoonkonna haiguste (CVD) riskitegurite juuresolekul nagu hüperkolesteroleemia, arteriaalne hüpertensioon, suitsetamine, hüperhomotsüsteineemia, vanus ja teised. On kindlaks tehtud, et endoteel on sihtorgan, milles on patogeneetiliselt rakendatud SVH arengu riskifaktorid. Endoteeli seisundi hindamine on "baromeeter", mis võimaldab SVH varakult diagnoosida. Selline diagnostika võimaldab lähenemisest kõrvale kalduda, kui riskifaktori olemasolu kindlakstegemiseks on vaja läbi viia mitmeid biokeemilisi teste (kolesterooli taseme, madala ja kõrge tihedusega lipoproteiinide, homotsüsteiini jne määramine). Populatsiooni esmasel sõeluuringul on majanduslikult põhjendatum kasutada terviklikku haigestumise riski indikaatorit, milleks on endoteeli seisundi hindamine. Endoteeli seisundi hindamine on samuti äärmiselt oluline teraapia objektiseerimiseks.
Vaadeldavate leiutistega lahendatav probleem on luua füsioloogiliselt põhjendatud mitteinvasiivne meetod ja seade uuritava patsiendi endoteeli funktsiooni seisundi usaldusväärseks määramiseks, võimaldades diferentseeritud lähenemist patsiendi seisundist sõltuvalt ja süsteemist lähtuvalt. PPG-signaali teisendamiseks, võimendamiseks ja registreerimiseks optimaalse rõhu või lokaalselt arterile rakenduva jõu toimel, mis paikneb enne ja pärast oklusioonikatset.
Tehniline tulemus, mis saavutatakse väidetava seadme ja meetodi kasutamisel, seisneb endoteeli funktsiooni hindamise usaldusväärsuse suurendamises, sõltumata patsiendi vererõhust.
Meetodi tehniline tulemus saavutatakse tänu sellele, et jäseme transmuraalne rõhk väheneb, erinevatel rõhkudel registreeritakse pletüsmograafiliste signaalide amplituud, määratakse rõhk, mille juures PG signaali amplituud on maksimaalne, rõhk alandatakse väärtuseni, mis vastab antud protsendile maksimaalsest amplituudist, oklusioonikatse, mille käigus tekitatakse jäseme asukohale proksimaalselt rakendatavas mansetis rõhk, mis ületab süstoolset rõhku. 50 mm Hg võrra ja oklusioon viiakse läbi vähemalt 5 minutit.
Tehnilist tulemust täiustab asjaolu, et transmuraalset rõhku vähendatakse manseti asetamisega jäseme lõigule, milles rõhk tekib.
Rõhku jäseme kudedele suurendatakse diskreetselt sammuga 5 mm Hg. ja sammu kestus 5-10 sekundit, salvestatakse PG-signaali amplituud.
Transmuraalse rõhu vähendamiseks lokaliseeritud arteris rakendatakse jäseme kudedele lokaalselt mehaanilist jõudu.
Transmuraalse rõhu vähendamiseks lokaliseeritud arteris vähendatakse hüdrostaatilist rõhku, tõstes jäseme südame taseme suhtes etteantud kõrgusele.
Pärast transmuraalse rõhu väärtuse valimist, mille juures PG-signaali amplituud on 50% PG-signaali tõusu maksimaalsest väärtusest, luuakse oklusiivses mansetis suprasüstoolne rõhk, mis on paigaldatud paikneva arteri proksimaalselt. ja salvestatakse pletüsmograafiline signaal.
Pärast vähemalt 5-minutilist oklusaalmanseti eksponeerimist, mis on paigaldatud paiknevast arterist proksimaalselt, vabastatakse selles olev rõhk nullini ja PG-signaali muutuste registreerimine toimub samaaegselt kahe võrdlus- ja testkanali kaudu. vähemalt 3 minutit.
Registreeritud pletüsmograafilist signaali pärast oklusioonitesti analüüsitakse amplituudi- ja ajaanalüüsi samaaegse kasutamisega vastavalt kahest võrdlus- ja testkanalist saadud andmetele.
Amplituudianalüüsi tegemisel määratakse signaali amplituudi suurused võrdlus- ja testitavas kanalis, signaali amplituudi tõusu kiirus testitavas kanalis, saadud maksimumi signaalide amplituudide suhe erinevatel väärtustel. Transmuraalset rõhku võrreldakse pärast oklusioonikatset saadud signaali maksimaalse väärtusega.
Ajaanalüüsi tegemisel võrreldakse referentsist ja testitud kanalitest saadud pletüsmograafilisi kõveraid, viiakse läbi signaali normaliseerimise protseduur ning seejärel määratakse viiteaeg ehk faasinihe.
Seadme tehniline tulemus saavutatakse tänu sellele, et seadmel on kahekanaliline andur, mis on võimeline salvestama perifeersete arterite pulsikõveraid, rõhu genereerimisseade, mis on valmistatud võimalusega tekitada järk-järgult suurenevat rõhku. mansett ja elektrooniline seade, mis on valmistatud võimalusega määrata mansetis rõhku, mis vastab PG-signaali maksimaalsele amplituudile, ja juhtida rõhku genereerivat seadet, et määrata mansetis rõhk, mis vastab PG-signaali amplituudile. antud protsent maksimaalse amplituudi suurenemisest, samal ajal kui anduriplokk on ühendatud elektroonikaplokiga, mille väljundiga on ühendatud rõhu tekitamise seade.
Tehnilist tulemust täiustab asjaolu, et rõhu tekitav seade on konfigureeritud tekitama mansetis järk-järgult suurenevat rõhku sammuga 5 mm Hg. Art. ja sammu kestus 5-10 sekundit.
Iga kanali anduriplokk sisaldab infrapuna dioodi ja fotodetektorit, mis asuvad sihtala läbiva valgussignaali registreerimisvõimalusega.
Iga kanali andur sisaldab infrapuna dioodi ja fotodetektorit, mis asuvad nii, et sihtpiirkonnast peegeldunud hajutatud valgussignaal salvestatakse.
Anduriplokk sisaldab impedantselektroode ehk Halli andureid või elektrit juhtiva materjaliga täidetud elastset toru.
Fotodetektor on ühendatud filtriga, mis suudab eraldada impulsi komponendi üldisest signaalist.
Anduriüksus sisaldab vahendeid etteantud temperatuuri hoidmiseks keha sihtpiirkonnas.
Seade sisaldab vedelkristallkuvarit endoteeli funktsiooni hindamise tulemuste kuvamiseks ja/või elektroonilise seadmega ühendatud liidest endoteeli funktsiooni andmete arvutisse edastamiseks.
Vaadeldava leiutise tehniline olemus ja nende kasutamise tulemusel saavutatud tehnilise tulemuse saavutamise võimalus saab selgemaks, kui kirjeldada teostusnäidet viitega jooniste asukohale, kus joonis 1 illustreerib indikaatorite dünaamikat. mahulise verevoolu ja õlavarrearteri diameetri kohta oklusioonitesti ajal, joonisel fig 2 on kujutatud PPG signaali moodustumise diagrammi, joonisel fig 3 on kujutatud PPG kõverat, joonisel fig 4 on kujutatud erinevatel väärtustel saadud PPG kõverate perekonda. transmuraalse rõhu väärtused kontrollrühma patsientidel, joonisel fig 5 on näidatud hüdrostaatilise rõhu muutuste mõju PPG signaali amplituudile ja joonisel fig 6 on kujutatud väidetava seadme skemaatiline plokkskeem.
Elektrooniline seade määrab rõhu mansetis 1, mis vastab PG-signaali maksimaalsele amplituudile, ja juhib rõhu tekitavat seadet, et määrata mansetis 1 rõhk, mis vastab PG-signaali amplituudile, mis on etteantud protsent. (50%) amplituudi maksimaalsest tõusust. Anduriüksust on võimalik teha mitmes variandis: esimeses versioonis paiknevad infrapuna valgusdiood 2 ja fotodetektor 3 asukohaga läbiva valgussignaali registreerimise võimalusega asukoha vastaskülgedel. jäseme osa, teises asuvad infrapuna-valgusdiood 2 ja fotodetektor 3 koos võimalusega registreerida hajutatud valgussignaali asukohast peegeldunud valgust, paikneva anuma ühel küljel.
Lisaks saab anduriplokki valmistada impedantsi mõõtmise elektroodide ehk Halli andurite baasil või elektrit juhtiva materjaliga täidetud elastse toruga.
Endoteeli funktsiooni hindamine toimub uuritava patsiendi ülajäsemetele paigaldatud anduriseadme abil saadud PG-signaali salvestamise alusel, millele järgneb vastuvõetud signaali elektriline muundamine mansetis 1 rõhu lineaarsel tõusul. (või paiknevale arterile lokaalselt rakendatud jõu suurust) kuni signaali maksimaalse amplituudini, mille järel fikseeritakse mansetis oleva rõhu väärtus või lokaalselt rakendatav jõud ja sooritatakse oklusioonikatse fikseeritud rõhu väärtusel. või sundida. Sel juhul paigaldatakse anduriüksus manseti 1 siseküljele või seadme otsas, mis tekitab pingutuse arteri nahapinnale projektsiooni piirkonnas. Selle rõhu automaatseks seadistamiseks kasutatakse tagasisidet SG-signaali amplituudi kohta, mis tuleb digitaal-analoogmuundurilt 8 kontrolleri 9 kaudu rõhu tekitava üksuse kompressorisse 11.
Oklusiooni test tehakse manseti abil, mis asetatakse paikneva arteri (õlavarre, radiaal või digitaalse) suhtes proksimaalselt (õlg, käsivars, randme). Sellisel juhul on võrdlusaluseks teisest jäsemest saadud signaal, millele oklusioonitesti ei tehta.
Vaadeldav meetod uuritava patsiendi endoteeli funktsiooni seisundi määramiseks sisaldab kahte peamist etappi: esimene võimaldab saada mitmeid pletüsmograafilisi kõveraid, mis on registreeritud erinevatel rõhkudel mansetis 1 (või arterile rakendatavate pingutuste korral). asub) ja teine etapp on oklusioonikatse ise. Esimese etapi tulemuseks on teave arteriaalse kihi viskoelastsete omaduste ja rõhu või jõu valiku kohta oklusioonikatse jaoks. PG-signaali amplituudi muutused surve või jõu mõjul näitavad arteri silelihaste toonust ja selle elastsete komponentide (elastiin ja kollageen) seisundit. Lokaalselt rakendatud rõhu või jõuga kaasneb transmuraalse rõhu muutus, mille väärtuse määrab arteriaalse rõhu ja väljastpoolt rakendatava rõhu või jõu vahe. Transmuraalse rõhu langusega väheneb silelihaste toonus, millega kaasneb vastavalt arteri valendiku suurenemine, transmuraalse rõhu suurenemisega toimub arteri ahenemine. See on verevoolu müogeenne reguleerimine, mille eesmärk on säilitada optimaalne rõhk mikrotsirkulatsioonisüsteemis. Niisiis, kui rõhk põhianumas muutub 150 mm Hg-lt. kuni 50 mm Hg kapillaarides jääb rõhk praktiliselt muutumatuks.
Silelihaste toonuse muutus ei realiseeru mitte ainult arteri ahenemise või laienemise kujul, vaid viib vastavalt ka arteriseina jäikuse või vastavuse suurenemiseni. Transmuraalse rõhu langusega lõdvestub vaskulaarseina silelihaste aparaat ühel või teisel määral, mis väljendub PPG-l signaali amplituudi suurenemisena. Maksimaalne amplituud tekib nulli transmuraalsel rõhul. See on skemaatiliselt näidatud joonisel 4, kus antud S-kujulise deformatsioonikõvera pealt on näha, et maksimaalne mahu juurdekasv määratakse nullilähedase transmuraalse rõhu juures. Deformatsioonikõvera erinevatele osadele rakendatud impulsirõhu võrdsete lainete korral täheldatakse maksimaalset pletüsmograafilist signaali transmuraalse rõhu nullväärtuse lähedases piirkonnas. Kontrollrühma patsientidel, kes on vanuselt ja diastoolse rõhu väärtuselt võrreldavad isheemilise haiguse kliiniliste ilmingutega isikute rühmaga, võib signaali amplituudi suurenemine koos transmuraalse rõhu muutusega olla üle 100% (joonis 4). ). Kui koronaartõvega patsientide rühmas ei ületa see amplituudi tõus 10-20%.
Sellist PG-signaali amplituudi muutuste dünaamikat transmuraalse rõhu erinevatel väärtustel saab seostada ainult arteriaalse voodi viskoelastsete omaduste iseärasustega tervetel inimestel ja erineva lokaliseerimisega stenoseeriva ateroskleroosiga patsientidel. Arterite silelihaste toonust võib pidada eelkõige viskoosseks komponendiks, elastiini- ja kollageenkiud aga puhtalt elastseks komponendiks veresoone seina struktuuris. Vähendades silelihaste toonust nulli transmuraalse rõhu lähenemisel, näib, et vähendame silelihaste viskoosse komponendi panust deformatsioonikõverale. See meetod võimaldab mitte ainult läbi viia üksikasjalikumat analüüsi arteriaalse vaskulaarseina elastsete komponentide deformatsioonikõvera kohta, vaid ka soodsamates tingimustes registreerida pärast oklusioonitesti reaktiivse hüpereemia nähtust.
Adduktorarteri läbimõõdu suurenemise ulatus on seotud endoteelirakkude funktsioneerimisega. Nihkepinge suurenemine pärast oklusioonikatset põhjustab lämmastikoksiidi (NO) sünteesi suurenemist. Tekib niinimetatud "voolust põhjustatud dilatatsioon". Kui endoteelirakkude funktsioon on häiritud, väheneb võime toota lämmastikoksiidi ja teisi vasoaktiivseid ühendeid, mis viib voolust põhjustatud veresoonte laienemise nähtuse puudumiseni. Sellises olukorras ei esine täieõiguslikku reaktiivset hüpereemiat. Praegu kasutatakse seda nähtust endoteeli düsfunktsiooni tuvastamiseks, st. endoteeli düsfunktsioon. Voolu indutseeritud veresoonte laienemine määratakse järgmise sündmuste jadaga: oklusioon, suurenenud verevool, endoteelirakkude nihkepinge, lämmastikoksiidi süntees (kohandumine suurenenud verevooluga), NO mõju silelihastele.
Maksimaalne verevooluhulk saavutatakse 1-2 sekundi jooksul pärast oklusiooni eemaldamist. Tuleb märkida, et verevoolu hulga ja arteri läbimõõdu samaaegsel jälgimisel verevoolu hulk alguses suureneb ja alles pärast seda muutub veresoone läbimõõt (joon. 1). Pärast maksimaalse verevoolu kiiruse kiiret (mitu sekundit) saavutamist suureneb arteri läbimõõt, saavutades maksimumi 1 minutiga. Seejärel naaseb see 2-3 minuti jooksul algsele väärtusele. Arteriaalse hüpertensiooniga patsientide arteri seina elastsusmooduli seisundi iseärasuste näitel on võimalik teha oletus arteri esialgse jäikuse võimaliku osaluse kohta endoteelirakkude vastuse avaldumises. oklusioonitestile. Ei saa välistada, et endoteelirakkude samasuguse lämmastikoksiidi tootmise korral määrab arteri silelihasrakkude vastuse avaldumise arteri seina elastsusmooduli algseisund. Arteri seina silelihasaparaadi reaktsioonide avaldumise normaliseerimiseks on soovitav, et erinevatel patsientidel oleks arterite esialgne jäikus, kui mitte identne, siis võimalikult lähedane. Üks arteriseina algseisundi ühendamise võimalustest on transmuraalse rõhu suuruse valimine, mille puhul täheldatakse selle suurimat vastavust.
Oklusioonitesti tulemuste hindamine reaktiivse hüpereemia parameetrite järgi saab läbi viia mitte ainult õlavarrearteril, vaid ka väiksematel anumatel.
Voolust sõltuva laienemise määramiseks kasutati optilist meetodit. Meetod põhineb optilise tiheduse suurenemisel, mis on seotud lokaliseeritud arteri veremahu impulsi suurenemisega. Sissetulev pulsilaine venitab arteri seinu, suurendades veresoone läbimõõtu. Kuna PPG ajal ei registreeri optiline andur mitte arteri läbimõõdu muutust, vaid veremahu suurenemist, mis võrdub raadiuse ruuduga, saab seda mõõtmist teostada suurema täpsusega. Joonisel 2 on näidatud PPG signaali saamise põhimõte. Fotodiood registreerib valgusvoo, mis on läbinud sõrmekoe paikneva piirkonna. Iga pulsilainega sõrmearter laieneb ja suurendab vere mahtu. Vere hemoglobiin neelab suurel määral IR-kiirgust, mis toob kaasa optilise tiheduse suurenemise. Arterit läbiv pulsilaine muudab selle läbimõõtu, mis on sihtpiirkonna veremahu impulsi suurenemise põhikomponent.
Joonisel 3 on kujutatud PPG kõver. Kõveral näete kahte piiki, millest esimene on seotud südame kokkutõmbumisega, teine - peegeldunud pulsilainega. See kõver saadi optilise anduri kinnitamisel nimetissõrme viimasele falanksile.
Enne mõõtmiste algust tekitab kompressor 11 kontrolleri 9 signaalil rõhu mansetis 1. Rõhu tõstmine toimub astmeliselt sammuga 5 mm Hg, iga sammu kestus on 5-10 sekundit. Rõhu suurenemisega transmuraalne rõhk väheneb ja kui rõhk mansetis ja rõhk paiknevas arteris on võrdsed, muutub see nulliks. Igal etapil salvestatakse PPG signaal fotodetektorilt 3. Anduri 4 väljundist saadavat signaali võimendatakse võimendis 5 ja filtreeritakse filtris 6, et eemaldada tööstusliku sagedusega 50 Hz müra ja selle harmoonilised. Signaali põhivõimenduse teostab skaleeritav (instrumentaal) võimendi 7. Võimendatud pinge suunatakse analoog-digitaalmuundurisse 8 ja seejärel USB-liidese 10 kaudu arvutisse. Kontroller 9 määrab rõhu, mille juures signaali amplituud on maksimaalne. Signaali-müra suhte parandamiseks kasutatakse sünkroontuvastust.
Endoteeli funktsiooni hindamise protseduur jaguneb kaheks osaks:
1) transmuraalse rõhu vähendamine, kasutades survet sõrme osale (mansett õhuga, elastne sulgur, mehaaniline kokkusurumine) või hüdrostaatilise rõhu muutmisega, tõstes jäseme teatud kõrgusele. Viimane protseduur võib täielikult asendada välisjõu mõju veresoone seinale. Endoteeli seisundi hindamise lihtsustatud versioonis on võimalik välistada keerukas automatiseerimisskeem ning ainult käe tõstmise ja langetamise abil, et määrata keskmine rõhk vastavalt pletüsmograafilise signaali maksimaalsele amplituudile, siseneda lineaarsesse sektsiooni. vastavuskõver (50% maksimaalsest tõusust) ja seejärel viige läbi oklusioonikatse. Selle lähenemisviisi ainsaks puuduseks on vajadus asetada käsi ja teostada oklusioon ülestõstetud käega.
Transmuraalse rõhu langusega suureneb PPG pulsikomponent, mis vastab uuritava arteri vastavuse suurenemisele. Kui sõrmele avaldatakse järjest suurenevat survet, saab ühelt poolt näha autoregulatsiooni reaktsiooni tõsidust ja teisest küljest valida optimaalsed tingimused (transmuraalse rõhu osas) teabe võtmiseks ajal. oklusioonikatse (arteri vastavuskõvera järseima lõigu valimine);
2) arteri oklusiooni tekitamine suprasüstoolse rõhu (30 mm Hg) rakendamisega 5 minuti jooksul. Pärast rõhu kiiret vabastamist radiaalarterile paigaldatud mansetis registreeritakse PPG kõvera dünaamika (amplituudi ja aja analüüs). KHG signaali muutuste registreerimine toimub samaaegselt kahe võrdlus- ja testkanali kaudu vähemalt 3 minuti jooksul. Amplituudianalüüsi tegemisel märgitakse signaali amplituudi suurused võrdlus- ja testitavas kanalis, signaali amplituudi tõusu kiirus testkanalis, erinevate väärtuste juures saadud maksimumil saadud signaalide amplituudide suhe. transmuraalset rõhku võrreldakse pärast oklusioonikatset saadud signaali maksimaalse väärtusega. Ajaanalüüsi tegemisel võrreldakse referentsist ja testitavast kanalist saadud pletüsmograafilisi kõveraid, viiakse läbi signaali normaliseerimise protseduur ning seejärel määratakse viiteaeg ehk faasinihe.
PPG-signaalide amplituudi maksimumväärtusi täheldati nulli transmuraalse rõhu juures (väljastpoolt anumale avaldatav rõhk võrdub keskmise arteriaalse rõhuga). Arvutamine viidi läbi järgmiselt - diastoolne rõhk pluss 1/3 pulsi rõhust. See arteri reaktsioon välisrõhule ei sõltu endoteelist. Arterile väljastpoolt rakendatava rõhu valiku vastuvõtmine ei võimalda mitte ainult testida reaktiivse hüpereemiaga vastavalt PPG-signaali dünaamikale arteri vastavuse kõige optimaalsemas piirkonnas, vaid sellel on ka oma diagnostiline väärtus. PPG kõverate perekonna eemaldamine transmuraalse rõhu erinevatel väärtustel annab teavet arteri reoloogiliste omaduste kohta. See teave võimaldab eristada arteri seina silelihasaparaadi autoregulatiivse toimega seotud muutusi läbimõõdu suurenemise näol arteri elastsusomadustest. Arteri läbimõõdu suurenemine toob kaasa konstantse komponendi suurenemise), kuna sihtpiirkonnas on suurem veremaht. Signaali pulsikomponent peegeldab veremahu suurenemist süstoolis. PPG amplituud määratakse arteriseina vastavuse järgi rõhuimpulsi laine läbimise ajal. Arteri luumen kui selline ei mõjuta PPG signaali amplituudi. Anuma läbimõõdu suurenemise ja seina vastavuse vahel transmuraalse rõhu muutusele puudub täielik paralleelsus.
Madala transmuraalse rõhu korral muutub arterisein vähem jäigaks võrreldes selle mehaaniliste omadustega, mis on määratud vererõhu füsioloogiliste väärtustega.
Testi optimeerimine transmuraalse rõhu väärtuse järgi suurendab oluliselt selle tundlikkust, võimaldades tuvastada patoloogiat endoteeli düsfunktsiooni varases staadiumis. Testi kõrge tundlikkus võimaldab tõhusalt hinnata endoteeli düsfunktsiooni korrigeerimisele suunatud farmakoloogilise ravi läbiviimist.
Manseti rõhu tõusuga kuni 100 mm Hg. toimus pidev signaali tõus, signaali maksimaalne amplituud määrati 100 mm Hg juures. Rõhu edasine tõus mansetis tõi kaasa PPG signaali amplituudi vähenemise. Rõhu langus kuni 75 mm Hg. sellega kaasnes PPG signaali amplituudi 50% langus. Manseti rõhk muutis ka PPG signaali kuju (vt joonis 3).
PPG-signaali kuju muutus seisnes süstoolse tõusu tõusu kiiruse järsus suurenemises koos samaaegse hilinemisega tõusu alguse hetkel. Need kujumuutused peegeldavad manseti mõju rõhuimpulsi laine ülekandele. See nähtus ilmneb rõhu lahutamise tõttu pulsilainest, manseti rõhu väärtusest.
Käe tõstmine "rõhkude võrdsuse punkti" (südame taseme) suhtes välistab manseti abil välise surve (pinge) kasutamise. Käe tõstmine "võrdse rõhu punktist" ülespoole sirutatud asendisse suurendab PPG amplituudi. Käe järgnev langetamine algtasemele vähendab amplituudi algtasemele.
Oluline tegur, mis mõjutab transmuraalse rõhu suurust, on gravitatsioonijõud. Transmuraalne rõhk ülestõstetud käe digitaalses arteris on vere tiheduse, raskuskiirenduse ja "rõhuvõrdsuse punktist" kauguse korrutisega väiksem kui rõhk samas arteris südame tasandil:
kus Ptrh on transmuraalne rõhk ülestõstetud käe digitaalses arteris,
Ptrho - transmuraalne rõhk digitaalses arteris, mis asub südame tasemel, p - vere tihedus (1,03 g / cm), g - raskuskiirendus (980 cm / sek), h - kaugus võrdse rõhu punktist ülestõstetud käe digitaalne arter (90 cm). Antud kaugusel "rõhuvõrdsuse punktist" on püstise käega seisva inimese rõhk 66 mm Hg. alla keskmise rõhu digitaalses arteris, mõõdetuna südame tasandil.
Seega on võimalik transmuraalset rõhku vähendada, suurendades väljastpoolt rakendatavat rõhku või vähendades rõhku anumas. Survet digitaalses arteris on üsna lihtne leevendada. Selleks peate tõstma käe südame tasemest kõrgemale. Kätt järk-järgult tõstes vähendame transmuraalset rõhku digitaalses arteris. Sel juhul suureneb PPG signaali amplituud järsult. Ülestõstetud käes võib digitaalse arteri keskmine rõhk langeda 30 mm Hg-ni, kui käsi on südame tasemel, on see aga 90 mm Hg. Transmuraalne rõhk sääre arterites võib olla neli korda suurem kui ülestõstetud käe arterites. Hüdrostaatilise rõhu mõju transmuraalse rõhu väärtusele saab kasutada funktsionaalses testis, et hinnata arteriseina viskoelastseid omadusi.
Vaadeldavatel leiutistel on järgmised eelised:
1) oklusioonitesti rõhk valitakse iga patsiendi jaoks individuaalselt,
2) antakse teavet arteriaalse kihi viskoelastsete omaduste kohta (vastavalt PG-signaali amplituudi sõltuvusele rõhust (pingutus)),
3) on tagatud parem signaali-müra suhe,
4) oklusioonikatse tehakse arteri vastavuse kõige optimaalsemas piirkonnas,
5) leiutised võimaldavad saada teavet arteri reoloogiliste omaduste kohta, eemaldades PPG kõverate perekonna erinevatel transmuraalse rõhu väärtustel,
6) leiutised suurendavad testi tundlikkust ja seega ka endoteeli funktsiooni hindamise usaldusväärsust;
7) võimaldab tuvastada patoloogiat endoteeli düsfunktsiooni varases staadiumis,
8) võimaldab usaldusväärselt hinnata farmakoteraapia efektiivsust.
1. Meetod endoteeli funktsiooni mitteinvasiivseks määramiseks, sealhulgas oklusioonitesti läbiviimine, mille käigus tekitatakse jäseme ja oklusiooni asukohale proksimaalselt rakendatavas mansetis rõhk, mis ületab katsealuse süstoolset rõhku. viiakse läbi 5 minuti jooksul, mida iseloomustab see, et esimeses etapis väheneb jäseme transmuraalne rõhk, erinevatel rõhkudel registreeritakse pletüsmograafiliste signaalide amplituudid, määratakse rõhk, mille juures pletüsmograafilise signaali amplituud on maksimaalne, seejärel vähendatakse rõhku väärtuseni, mis vastab kindlaksmääratud protsendile maksimaalsest amplituudist, teises etapis tehakse oklusiivne test ja luuakse rõhk, mis ületab katsealuse süstoolse rõhu, vähemalt 50 mm Hg , siis pärast oklusioonitesti analüüsitakse salvestatud pletüsmograafilist signaali, kasutades samaaegselt amplituudi- ja ajaanalüüsi vastavalt võrdlusandmest saadud andmetele y ja testitud kanalid.
2. Meetod vastavalt nõudluspunktile 1, mida iseloomustab see, et transmuraalset rõhku vähendatakse survemanseti rakendamisega jäseme osale.
3. Meetod vastavalt nõudluspunktile 1, mida iseloomustab see, et survet jäseme kudedele suurendatakse diskreetselt sammuga 5 mm Hg. ja sammu kestus 5-10 s, samal ajal kui salvestatakse pletüsmograafilise signaali amplituud.
4. Meetod vastavalt nõudluspunktile 1, mida iseloomustab see, et transmuraalse rõhu vähendamiseks paiknevas arteris vähendatakse hüdrostaatilist rõhku, tõstes jäseme ettemääratud kõrgusele südame taseme suhtes.
5. Meetod vastavalt punktile 1, mis erineb selle poolest, et pärast transmuraalse rõhu väärtuse valimist, mille juures pletüsmograafilise signaali amplituud on 50% maksimaalsest võimalikust väärtusest, paikneb oklusiivses mansetis, mis on paigaldatud paikneva arteri lähedale. , tekib suprasüstoolne rõhk, salvestatakse pletüsmograafiline signaal.
6. Meetod vastavalt nõudluspunktile 5, mis erineb selle poolest, et pärast vähemalt 5-minutilist paikneva arteri proksimaalselt paigaldatud oklusaalmanseti eksponeerimist vabastatakse selles olev rõhk nullini ja registreeritakse pletüsmograafilise signaali muutused. viiakse läbi üheaegselt kahe, referent- ja subjektikanali poolt vähemalt 3 minuti jooksul.
7. Meetod vastavalt punktile 1, mis erineb selle poolest, et amplituudianalüüsi tegemisel määratakse signaali amplituudi suurused võrdlus- ja testitavates kanalites, signaali amplituudi tõusu kiirus testitavas kanalis, signaali amplituudi suhe võrreldakse transmuraalse rõhu erinevatel väärtustel maksimaalselt saadud signaalide amplituudid maksimaalse signaalisuurusega, mis saadakse pärast oklusioonikatset.
8. Meetod vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et ajalise analüüsi käigus võrreldakse võrdlus- ja testitud kanalitest saadud pletüsmograafilisi kõveraid, viiakse läbi signaali normaliseerimise protseduur ning seejärel määratakse viiteaeg või faasinihe.
9. Seade endoteeli funktsiooni mitteinvasiivseks määramiseks, sealhulgas sensorüksus, mis on tehtud kahe kanaliga ja mis on võimeline salvestama perifeersete arterite pulsikõveraid, seade rõhu tekitamiseks, mis on valmistatud võimalusega tekitada järk-järgult suurenevat rõhku mansett ja elektrooniline seade, mis on valmistatud võimalusega määrata mansetis olevat rõhku, mis vastab pletüsmograafilise signaali maksimaalsele amplituudile, ja rõhu genereeriva üksuse juhtimine, et määrata mansetis rõhk, mis vastab pletüsmograafilise signaali amplituudile, mis on etteantud protsent maksimaalsest amplituudist, samas kui anduriplokk on ühendatud elektroonikaplokiga, mille väljundisse on ühendatud rõhku tekitav seade.
10. Seade vastavalt nõudluspunktile 9, mida iseloomustab see, et rõhu tekitav seade on konfigureeritud tekitama mansetis järk-järgult suurenevat rõhku sammuga 5 mm Hg ja sammu kestusega 5-10 sekundit.
11. Seade vastavalt nõudluspunktile 9, mis erineb selle poolest, et iga anduriüksuse kanal sisaldab infrapunadioodi ja fotodetektorit, mis on paigutatud sihtpiirkonda läbiva valgussignaali registreerimise võimalusega.
12. Seade vastavalt nõudluspunktile 9, mis erineb selle poolest, et anduriüksuse iga kanal sisaldab infrapunadioodi ja fotodetektorit, mis on paigutatud nii, et need registreerivad sihtpiirkonnast peegeldunud hajutatud valgussignaali.
13. Seade vastavalt nõudluspunktile 9, mida iseloomustab see, et anduriplokk sisaldab impedantselektroode ehk Halli andureid või elektrit juhtiva materjaliga täidetud elastset toru.
14. Seade vastavalt nõudluspunktile 11, mida iseloomustab see, et fotodetektor on ühendatud filtriga, mis on võimeline eraldama impulsi komponendi kogusignaalist.
Leiutis käsitleb meditsiini ja füsioloogiat ning seda saab kasutada praktiliselt tervete üle 6-aastaste ja erineva vormisolekuga inimeste füüsilise jõudluse taseme igakülgseks hindamiseks ilma terviseseisundi piiranguteta.
Leiutis käsitleb meditsiini, nimelt funktsionaalset diagnostikat ja seda saab kasutada endoteeli funktsiooni mitteinvasiivseks määramiseks.
Laadimine ...