1 SBEE HPE "Universitas Kedokteran Negeri Kuban dari Kementerian Kesehatan dan Pembangunan Sosial Federasi Rusia", Krasnodar
Tinjauan tersebut mempertimbangkan masalah fungsi fisiologis endotel vaskular. Sejarah mempelajari fungsi endotelium vaskular dimulai pada tahun 1980, ketika oksida nitrat ditemukan oleh R. Furshgot dan I. Zawadzki. Pada tahun 1998, sebuah landasan teoretis dibentuk untuk arah baru penelitian fundamental dan klinis - pengembangan keterlibatan endotelium dalam patogenesis hipertensi arteri dan penyakit kardiovaskular lainnya, serta cara-cara untuk memperbaiki disfungsinya secara efektif. Artikel ini mengulas karya utama tentang peran fisiologis endotelin, oksida nitrat, angiotensin II dan zat endotel aktif biologis lainnya. Kisaran masalah yang terkait dengan studi endotelium yang rusak sebagai penanda potensial untuk perkembangan berbagai penyakit diuraikan.
zat aktif biologis
dilator
pembatas
Oksida nitrat
endotelium
1. Gomazkov O.A. Endotelium - pohon endokrin // Alam. - 2000. - No. 5.
2. Menshchikova E.V., Zenkov N.K. Stres oksidatif pada peradangan // Uspekhi sovrem. biol. - 1997. - T. 117. - S. 155-171.
3. Odyvanova L.R., Sosunov A.A., Gatchev Ya. Nitric oxide (NO) dalam sistem saraf // Uspekhi sovrem. biol. - 1997. - No. 3. – H. 374‒389.
4. Reutov V.P. Siklus oksida nitrat dalam tubuh mamalia // Uspekhi sovrem. biol. - 1995. - No. 35. - S. 189-228.
5 Masak J.P. Dimethylarginine asimetris: penanda Uber? // Sirkulasi. - 2004. - No. 109. - R. 1813.
6. Davignon J., Ganz P. Peran disfungsi endotel dalam aterosklerosis // Sirkulasi. - 2004. - No. 109. - R. 27.
7. De Caterina R. Disfungsi endotel: denominator umum pada penyakit vaskular // Opini Saat Ini dalam Lipidologi. – 2000. Jil. 11, No. 1. - R. 9-23.
8. Kawashima S. Dua wajah sintase oksida nitrat endotel dalam patofisiologi aterosklerosis // Endothelium. - 2004. Jil. 11, No. 2. - R. 99-107.
9. Libby P. Peradangan pada aterosklerosis // Alam. - 2002. - Jil. 420, No. 6917. - R. 868-874.
10. Tan K.C.B., Chow W.S., Ai V.H.G. Pengaruh antagonis reseptor angiotensin II pada fungsi vasomotor endotel dan ekskresi albumin urin pada pasien diabetes tipe 2 dengan mikroalbuminuria // Penelitian dan Ulasan Metabolisme Diabetes. - 2002. - Jil. 18, No. 1. - R. 71-76.
Endotelium adalah organ endokrin aktif, terbesar dalam tubuh, tersebar difus bersama dengan pembuluh darah di seluruh jaringan. Endotelium, menurut definisi klasik ahli histologi, adalah satu lapis sel khusus yang melapisi seluruh pohon kardiovaskular dari dalam, dengan berat sekitar 1,8 kg. Satu triliun sel dengan fungsi biokimia paling kompleks, termasuk sistem untuk sintesis protein dan zat dengan berat molekul rendah, reseptor, saluran ion.
Endoteliosit mensintesis zat yang penting untuk mengontrol pembekuan darah, pengaturan tonus pembuluh darah, tekanan darah, fungsi filtrasi ginjal, aktivitas kontraktil jantung, dan dukungan metabolik otak. Endotelium mampu merespon dampak mekanis dari aliran darah, besarnya tekanan darah di lumen pembuluh darah dan derajat ketegangan lapisan otot pembuluh darah. Sel endotel sensitif terhadap pengaruh kimia, yang dapat menyebabkan peningkatan agregasi dan adhesi sel darah yang bersirkulasi, perkembangan trombosis, dan sedimentasi konglomerat lipid (Tabel 1).
Semua faktor endotel dibagi menjadi yang menyebabkan kontraksi dan relaksasi lapisan otot dinding pembuluh darah (konstriktor dan dilator). Pembatas utama tercantum di bawah ini.
Endotelin besar, prekursor tidak aktif dari endotelin yang mengandung 38 residu asam amino, memiliki aktivitas vasokonstriktor (dibandingkan dengan endotelin) yang kurang menonjol secara in vitro. Pemrosesan akhir endotelin besar dilakukan dengan partisipasi enzim pengubah endotelin.
Endotelin (ET). Peneliti Jepang M. Yanagasawa dkk. (1988) menjelaskan peptida endotel baru yang secara aktif berkontraksi sel otot polos pembuluh darah. Peptida yang ditemukan, bernama ET, segera menjadi subjek penelitian intensif. ET adalah salah satu regulator bioaktif paling populer dalam daftar hari ini. Zat dengan aktivitas vasokonstriksi paling kuat ini terbentuk di endotelium. Di dalam tubuh ada beberapa bentuk peptida, yang berbeda dalam nuansa kecil struktur kimianya, tetapi sangat berbeda dalam hal lokalisasi dalam tubuh dan aktivitas fisiologis. Sintesis ET dirangsang oleh trombin, adrenalin, angiotensin (AT), interleukin, faktor pertumbuhan sel, dll. Dalam kebanyakan kasus, ET disekresikan dari endotel "dalam", ke sel otot, di mana reseptor ETA yang sensitif terhadapnya berada . Bagian yang lebih kecil dari peptida yang disintesis, berinteraksi dengan reseptor tipe ETB, merangsang sintesis NO. Jadi, faktor yang sama mengatur dua reaksi vaskular yang berlawanan (konstriksi dan dilatasi) yang diwujudkan oleh mekanisme kimia yang berbeda.
Tabel 1
Faktor-faktor yang disintesis dalam endotelium dan mengatur fungsinya
|
Faktor penyebab kontraksi dan relaksasi lapisan otot dinding pembuluh darah |
|
|
Konstriktor |
dilator |
|
Endotelin besar (bET) |
Oksida nitrat (NO) |
|
Angiotensin II (AT II) |
Endotelin besar (bET) |
|
Tromboksan A2 (TxA2) |
Prostasiklin (PGI2) |
|
Prostaglandin H2 (PGH2) |
Faktor depolarisasi endotelin (EDHF) |
|
Angiotensin I (AT I) |
|
|
Adrenomedulin |
|
|
Faktor prokoagulan dan antikoagulan |
|
|
Protrombogenik |
Antitrombogenik |
|
Faktor pertumbuhan trombosit (TGFβ) |
Oksida nitrat (NO) |
|
Penghambat aktivator plasminogen jaringan (ITAP) |
Aktivator plasminogen jaringan (TPA) |
|
Faktor Willebrand (faktor pembekuan VIII) |
Prostasiklin (PGI2) |
|
Angiotensin IV (AT IV) |
Trombomodulin |
|
Endotelin I (ETI) |
|
|
fibronektin |
|
|
Trombospondin |
|
|
Faktor pengaktif trombosit (PAF) |
|
|
Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan pembuluh darah dan sel otot polos |
|
|
Stimulan |
Inhibitor |
|
Endotelin I (ETI) |
Oksida nitrat (NO) |
|
Angiotensin II (AT II) |
Prostasiklin (PGI2) |
|
radikal superoksida |
Peptida natriuretik C |
|
Faktor Pertumbuhan Endotel (ECGF) |
Penghambat pertumbuhan seperti heparin |
|
Faktor pro-inflamasi dan anti-inflamasi |
|
|
Pro-inflamasi |
Antiinflamasi |
|
Faktor nekrosis tumor (TNF-α) |
Oksida nitrat (NO) |
|
radikal superoksida |
|
|
Protein C-reaktif (C-RP) |
|
Untuk ET, subtipe reseptor telah diidentifikasi yang tidak serupa dalam lokalisasi seluler dan memicu reaksi biokimia "sinyal". Keteraturan biologis dilacak dengan jelas, ketika zat yang sama, khususnya, ET, mengatur berbagai proses fisiologis (Tabel 2).
ET adalah sekelompok polipeptida yang terdiri dari tiga isomer (ET-1, ET-2, ET-3), yang berbeda dalam beberapa variasi dan urutan asam amino. Ada kemiripan yang kuat antara struktur ET dan beberapa peptida neurotoksik (racun kalajengking, ular penggali).
Mekanisme kerja utama semua ET adalah meningkatkan kandungan ion kalsium dalam sitoplasma sel otot polos pembuluh darah, yang menyebabkan:
- stimulasi semua fase hemostasis, dimulai dengan agregasi trombosit dan berakhir dengan pembentukan trombus merah;
- kontraksi dan pertumbuhan otot polos pembuluh darah, yang menyebabkan vasokonstriksi dan penebalan dinding pembuluh darah serta penurunan diameternya.
Meja 2
Subtipe reseptor ET: lokalisasi, efek fisiologis
dan keterlibatan perantara sekunder
Efek ET ambigu dan ditentukan oleh sejumlah alasan. Isomer yang paling aktif adalah ET-1. Ini dibentuk tidak hanya di endotelium, tetapi juga di otot polos pembuluh darah, neuron, glia, sel mesengial ginjal, hati, dan organ lainnya. Waktu paruh - 10-20 menit, dalam plasma darah - 4-7 menit. ET-1 terlibat dalam sejumlah proses patologis: infark miokard, aritmia jantung, hipertensi pulmonal dan sistemik, aterosklerosis, dll.
Endotelium yang rusak mensintesis sejumlah besar ET yang menyebabkan vasokonstriksi. Dosis besar ET menyebabkan perubahan signifikan dalam hemodinamik sistemik: penurunan denyut jantung dan volume sekuncup jantung, peningkatan resistensi vaskular sebesar 50% dalam sirkulasi sistemik dan 130% pada sirkulasi sistemik kecil.
Angiotensin II (AT II) adalah peptida yang aktif secara fisiologis dengan efek prohipertensi. Ini adalah hormon yang terbentuk dalam darah manusia setelah aktivasi sistem renin-angiotensin dan terlibat dalam pengaturan tekanan darah dan metabolisme air-garam. Hormon ini menyebabkan penyempitan arteriol eferen glomerulus. Ini meningkatkan reabsorpsi natrium dan air di tubulus ginjal. AT II menyempitkan arteri dan vena, dan juga merangsang produksi hormon seperti vasopresin dan aldosteron, yang menyebabkan peningkatan tekanan. Aktivitas vasokonstriksi AT II ditentukan oleh interaksinya dengan reseptor AT I.
Tromboksan A2 (TxA 2) - mempromosikan agregasi trombosit yang cepat, meningkatkan ketersediaan reseptor mereka untuk fibrinogen, yang mengaktifkan koagulasi, menyebabkan vasospasme dan bronkospasme. Selain itu, TxA2 merupakan mediator dalam pembentukan tumor, trombosis dan asma. TxA2 juga diproduksi oleh otot polos pembuluh darah, trombosit. Salah satu faktor yang merangsang pelepasan TxA2 adalah kalsium, yang dilepaskan dalam jumlah besar dari trombosit pada awal agregasinya. TxA2 sendiri meningkatkan kandungan kalsium dalam sitoplasma trombosit. Selain itu, kalsium mengaktifkan protein kontraktil trombosit, yang meningkatkan agregasi dan degranulasinya. Ini mengaktifkan fosfolipase A2, yang mengubah asam arakidonat menjadi prostaglandin G2, H2 - vasokonstriktor.
Prostaglandin H2 (PGH2) - memiliki aktivitas biologis yang nyata. Ini merangsang agregasi trombosit dan menyebabkan kontraksi otot polos dengan pembentukan vasospasme.
Sekelompok zat yang disebut dilator diwakili oleh zat aktif biologis berikut.
Nitric oxide (NO) adalah molekul dengan berat molekul rendah dan tanpa muatan yang mampu menyebar dengan cepat dan menembus secara bebas melalui lapisan sel padat dan ruang antar sel. Menurut strukturnya, NO mengandung elektron yang tidak berpasangan, memiliki aktivitas kimia yang tinggi dan mudah bereaksi dengan banyak struktur seluler dan komponen kimia, yang menyebabkan variasi efek biologis yang luar biasa. NO dapat menyebabkan efek yang berbeda dan bahkan berlawanan pada sel target, yang tergantung pada adanya faktor tambahan: status redoks dan proliferatif dan sejumlah kondisi lainnya. NO mempengaruhi sistem efektor yang mengontrol proliferasi sel, apoptosis, dan diferensiasi, serta ketahanannya terhadap stres. NO bertindak sebagai perantara dalam transmisi sinyal parakrin. Kerja NO menyebabkan respon cepat dan relatif jangka pendek pada sel target akibat penurunan kadar kalsium, serta efek jangka panjang akibat induksi gen tertentu. Dalam sel target, NO dan turunan aktifnya, seperti peroksinitrit, bekerja pada protein yang mengandung heme, pusat besi-sulfur, dan tiol aktif, dan juga menghambat enzim besi-sulfur. Selain itu, NO dianggap sebagai salah satu pembawa pesan sinyal intra dan antar sel di sistem saraf pusat dan perifer dan dianggap sebagai pengatur proliferasi limfosit. NO endogen merupakan komponen penting dari sistem yang mengatur homeostasis kalsium dalam sel dan, karenanya, aktivitas protein kinase yang bergantung pada Ca2+. Pembentukan NO dalam tubuh terjadi selama oksidasi enzimatik L-arginin. Sintesis NO dilakukan oleh keluarga hemoprotein mirip sitokrom-P-450 - NO-sintase.
Menurut definisi sejumlah peneliti - TIDAK - "Janus bermuka dua":
- NO keduanya meningkatkan proses peroksidasi lipid (LPO) dalam membran sel dan lipoprotein serum dan menghambatnya;
- NO menyebabkan vasodilatasi tetapi juga dapat menyebabkan vasokonstriksi;
- NO menginduksi apoptosis tetapi memiliki efek protektif terhadap apoptosis yang diinduksi oleh agen lain;
- NO mampu memodulasi perkembangan respon inflamasi dan menghambat fosforilasi oksidatif pada mitokondria dan sintesis ATP.
Prostasiklin (PGI2) - diproduksi terutama di endotelium. Sintesis prostasiklin terjadi terus-menerus. Ini menghambat agregasi trombosit, selain itu, ia memiliki efek vasodilatasi dengan merangsang reseptor spesifik pada sel otot polos pembuluh darah, yang mengarah pada peningkatan aktivitas adenilat siklase di dalamnya dan peningkatan pembentukan cAMP di dalamnya.
Faktor hiperpolarisasi tergantung endotel (EDHF) - dalam strukturnya, tidak diidentifikasi sebagai NO atau prostasiklin. EDHF menyebabkan hiperpolarisasi lapisan otot polos dinding arteri dan, karenanya, relaksasi. G.Edwards dkk. (1998) menemukan bahwa EDHF tidak lain adalah K+, yang disekresikan oleh endoteliosit ke dalam ruang mioendotel dinding arteri ketika yang terakhir terkena stimulus yang memadai. EDHF mampu memainkan peran penting dalam pengaturan tekanan darah.
Adrenomedulin terdapat pada dinding pembuluh darah, baik atrium maupun ventrikel jantung, cairan serebrospinal. Ada indikasi bahwa adrenomedulin dapat disintesis oleh paru-paru dan ginjal. Adrenomedulin merangsang produksi NO oleh endotel, yang meningkatkan vasodilatasi, melebarkan pembuluh ginjal dan meningkatkan laju filtrasi glomerulus dan diuresis, meningkatkan natriuresis, mengurangi proliferasi sel otot polos, mencegah perkembangan hipertrofi dan remodeling miokardium dan darah pembuluh darah, menghambat sintesis aldosteron dan ET.
Fungsi endotel vaskular selanjutnya adalah berperan serta dalam reaksi hemostasis akibat pelepasan faktor protrombogenik dan antitrombogenik.
Kelompok faktor prothrombogenic diwakili oleh agen berikut.
Faktor pertumbuhan trombosit (PDGF) adalah anggota kelompok faktor pertumbuhan protein yang paling banyak dipelajari. PDGF dapat mengubah status proliferasi sel, mempengaruhi intensitas sintesis protein, tetapi tanpa mempengaruhi peningkatan transkripsi gen respon awal, seperti c-myc dan c-fos. Trombosit sendiri tidak mensintesis protein. Sintesis dan pemrosesan PDGF dilakukan di megakariosit - sel sumsum tulang, prekursor trombosit - dan disimpan dalam granula trombosit. Sementara PDGF berada di dalam trombosit, tidak dapat diakses oleh sel lain, namun, ketika berinteraksi dengan trombin, aktivasi trombosit terjadi, diikuti dengan pelepasan isinya ke dalam serum. Trombosit adalah sumber utama PDGF dalam tubuh, tetapi pada saat yang sama, telah ditunjukkan bahwa beberapa sel lain juga dapat mensintesis dan mengeluarkan faktor ini: ini terutama sel-sel yang berasal dari mesenkim.
Tissue plasminogen activator inhibitor-1 (ITAP-1) - diproduksi oleh endotheliocytes, sel otot polos, megakariosit dan sel mesothelial; disimpan dalam trombosit dalam bentuk tidak aktif dan merupakan serpin. Tingkat ITAP-1 dalam darah diatur dengan sangat tepat dan meningkat pada banyak kondisi patologis. Produksinya dirangsang oleh trombin, transforming growth factor , platelet growth factor, IL-1, TNF-α, insulin-like growth factor, glukokortikoid. Fungsi utama ITAP-1 adalah membatasi aktivitas fibrinolitik pada lokasi sumbat hemostatik dengan menghambat tPA. Ini dilakukan dengan mudah karena kandungannya yang lebih besar di dinding pembuluh darah dibandingkan dengan aktivator plasminogen jaringan. Jadi, di tempat kerusakan, trombosit yang teraktivasi mensekresikan ITAP-1 dalam jumlah yang berlebihan, mencegah lisis dini dari fibrin.
Tissue plasminogen activator-2 inhibitor (ITAP-2) adalah penghambat utama urokinase.
Faktor Von Willebrand (VIII - vWF) - disintesis di endotelium dan megakariosit; merangsang timbulnya trombosis: mempromosikan perlekatan reseptor trombosit ke kolagen vaskular dan fibronektin, meningkatkan adhesi dan agregasi trombosit. Sintesis dan pelepasan faktor ini meningkat di bawah pengaruh vasopresin, dengan kerusakan pada endotelium. Karena semua kondisi stres meningkatkan pelepasan vasopresin, maka di bawah stres, kondisi ekstrem, trombogenisitas vaskular meningkat.
AT II dimetabolisme dengan cepat (waktu paruh - 12 menit) dengan partisipasi aminopeptidase A dengan pembentukan AT III dan kemudian di bawah pengaruh aminopeptidase N - angiotensin IV, yang memiliki aktivitas biologis. AT IV, mungkin, terlibat dalam regulasi hemostasis, memediasi penghambatan filtrasi glomerulus.
Peran penting dimainkan oleh fibronektin, suatu glikoprotein yang terdiri dari dua rantai yang dihubungkan oleh ikatan disulfida. Ini diproduksi oleh semua sel dinding pembuluh darah, trombosit. Fibronektin adalah reseptor untuk faktor penstabil fibrin. Mempromosikan adhesi trombosit, berpartisipasi dalam pembentukan bekuan darah putih; mengikat heparin. Dengan bergabungnya fibrin, fibronektin mengentalkan trombus. Di bawah aksi fibronektin, sel otot polos, epitelosit, dan fibroblas meningkatkan sensitivitasnya terhadap faktor pertumbuhan, yang dapat menyebabkan penebalan dinding otot pembuluh darah dan peningkatan resistensi pembuluh darah perifer total.
Trombospondin adalah glikoprotein yang tidak hanya diproduksi oleh endotel vaskular, tetapi juga ditemukan di trombosit. Ini membentuk kompleks dengan kolagen, heparin, menjadi faktor agregasi kuat yang memediasi adhesi trombosit ke subendotel.
Faktor pengaktif trombosit (PAF) - terbentuk di berbagai sel (leukosit, sel endotel, sel mast, neutrofil, monosit, makrofag, eosinofil, dan trombosit), mengacu pada zat dengan efek biologis yang kuat.
PAF terlibat dalam patogenesis reaksi alergi langsung. Ini merangsang agregasi trombosit dengan aktivasi berikutnya faktor XII (faktor Hageman). Faktor XII yang diaktifkan, pada gilirannya, mengaktifkan pembentukan kinin, yang paling penting adalah bradikinin.
Kelompok faktor antitrombogenik diwakili oleh zat aktif biologis berikut.
Aktivator plasminogen jaringan (tPA, faktor III, tromboplastin, TPA) - protease serin mengkatalisis konversi proenzim plasminogen tidak aktif menjadi enzim plasmin aktif dan merupakan komponen penting dari sistem fibrinolisis. tPA adalah salah satu enzim yang paling sering terlibat dalam penghancuran membran basal, matriks ekstraseluler, dan invasi sel. Ini diproduksi oleh endotelium dan terlokalisasi di dinding pembuluh darah. tPA adalah fosfolipoprotein, suatu aktivator endotel yang dilepaskan ke dalam aliran darah sebagai respons terhadap berbagai rangsangan.
Fungsi utama direduksi menjadi inisiasi aktivasi mekanisme eksternal pembekuan darah. Ini memiliki afinitas tinggi untuk F.VII yang beredar dalam darah. Dengan adanya ion Ca2+, TAP membentuk kompleks dengan f.VII, menyebabkan perubahan konformasi dan mengubah f.VIIa menjadi serin protease. Kompleks yang dihasilkan (f.VIIa-T.f.) mengubah f.X menjadi protease serin f.Xa. Kompleks TAP-faktor VII mampu mengaktifkan faktor X dan faktor IX, yang pada akhirnya mendorong pembentukan trombin.
Trombomodulin adalah proteoglikan yang ditemukan di pembuluh darah dan merupakan reseptor untuk trombin. Kompleks trombin-trombomodulin equimolar tidak menyebabkan konversi fibrinogen menjadi fibrin, mempercepat inaktivasi trombin oleh antitrombin III dan mengaktifkan protein C, salah satu antikoagulan darah fisiologis (penghambat pembekuan darah). Dalam kombinasi dengan trombin, fungsi trombomodulin sebagai kofaktor. Trombin yang terkait dengan trombomodulin, sebagai akibat dari perubahan konformasi pusat aktif, menjadi lebih sensitif terhadap inaktivasinya oleh antitrombin III dan sepenuhnya kehilangan kemampuan untuk berinteraksi dengan fibrinogen dan mengaktifkan trombosit.
Keadaan cair darah dipertahankan karena pergerakannya, adsorpsi faktor koagulasi oleh endotel dan, akhirnya, karena antikoagulan alami. Yang paling penting adalah antitrombin III, protein C, protein S, dan penghambat mekanisme koagulasi eksternal.
Antitrombin III (AT III) - menetralkan aktivitas trombin dan faktor pembekuan darah aktif lainnya (faktor XIIa, faktor XIa, faktor Xa dan faktor IXa). Dengan tidak adanya heparin, pengkompleksan AT III dengan trombin berlangsung lambat. Ketika residu lisin AT III berikatan dengan heparin, terjadi pergeseran konformasi dalam molekulnya, yang berkontribusi pada interaksi cepat situs reaktif AT III dengan situs aktif trombin. Sifat heparin ini mendasari aksi antikoagulannya. AT III membentuk kompleks dengan faktor pembekuan darah yang diaktifkan, menghalangi aksinya. Reaksi di dinding pembuluh darah dan pada sel endotel ini dipercepat oleh molekul mirip heparin.
Protein C adalah protein yang bergantung pada vitamin K yang disintesis di hati yang mengikat trombomodulin dan diubah oleh trombin menjadi protease aktif. Berinteraksi dengan protein S, protein C yang diaktifkan menghancurkan faktor Va dan faktor VIIIa, menghentikan pembentukan fibrin. Protein C yang diaktifkan juga dapat merangsang fibrinolisis. Tingkat protein C tidak terkait kuat dengan kecenderungan trombosis sebagai tingkat AT III. Selain itu, protein C merangsang pelepasan aktivator plasminogen jaringan oleh sel endotel. Protein S adalah kofaktor untuk protein C.
Protein S adalah faktor kompleks protrombin, kofaktor protein C. Penurunan tingkat AT III, protein C dan protein S atau kelainan strukturalnya menyebabkan peningkatan pembekuan darah. Protein S - vitamin K - tergantung protein plasma rantai tunggal, adalah kofaktor dari protein C yang diaktifkan, bersama-sama dengan yang mengatur laju pembekuan darah. Protein S disintesis di hepatosit, sel endotel, megakariosit, sel Leiding, dan juga di sel otak. Protein S berfungsi sebagai kofaktor non-enzimatik untuk protein C teraktivasi, suatu protease serin yang terlibat dalam degradasi proteolitik faktor Va dan VIIIa.
Semua faktor yang mempengaruhi pertumbuhan pembuluh darah dan sel otot polos dibagi menjadi stimulan dan inhibitor. Stimulan utama tercantum di bawah ini.
Bentuk aktif utama oksigen adalah radikal anion superoksida (Ō2), yang terbentuk ketika satu elektron terikat pada molekul oksigen dalam keadaan dasar. 2 berbahaya karena dapat merusak protein yang mengandung gugus besi-sulfur, seperti aconitase, succinate dehydrogenase, dan NADH-ubiquinone oxidoreductase. Pada nilai pH asam, 2 dapat terprotonasi untuk membentuk radikal peroksida yang lebih reaktif. Penambahan dua elektron ke molekul oksigen atau satu elektron ke 2 mengarah pada pembentukan H2O2, yang merupakan oksidator cukup kuat.
Bahaya dari setiap senyawa reaktif sangat tergantung pada stabilitasnya. 2 yang terbentuk secara eksogen dapat memasuki sel dan (bersama dengan yang endogen) berpartisipasi dalam reaksi yang menyebabkan berbagai kerusakan: peroksidasi asam lemak tak jenuh, oksidasi gugus protein SH, kerusakan DNA, dll.
Faktor pertumbuhan sel endotel (Beta-Endothelial Cell Growth Factor) - memiliki sifat sebagai faktor pertumbuhan sel endotel. 50% dari urutan asam amino molekul ECGF sesuai dengan struktur faktor pertumbuhan fibroblas (FGF). Kedua peptida ini juga menunjukkan afinitas heparin dan aktivitas angiogenik yang serupa secara in vivo. Faktor pertumbuhan fibroblast dasar (bFGF) dianggap sebagai salah satu penginduksi penting angiogenesis tumor.
Penghambat utama pertumbuhan pembuluh darah dan sel otot polos diwakili oleh zat berikut.
Peptida natriuretik endotel C - diproduksi terutama di endotel, tetapi juga ditemukan di miokardium atrium, ventrikel, dan ginjal. CNP memiliki efek vasoaktif, yang disekresikan dari sel endotel dan secara parakrin mempengaruhi reseptor sel otot polos, menyebabkan vasodilatasi. Sintesis CNP ditingkatkan dalam kondisi defisiensi NO, yang merupakan kompensasi penting dalam perkembangan hipertensi arteri dan aterosklerosis.
Makroglobulin 2 adalah glikoprotein yang termasuk dalam 2-globulin dan merupakan rantai polipeptida tunggal dengan berat molekul 725.000 kDa. Menetralkan plasmin yang tersisa non-inaktif setelah interaksi dengan 2-antiplasmin. Menghambat aktivitas trombin.
Kofaktor Heparin II adalah glikoprotein, polipeptida rantai tunggal dengan berat molekul 65.000 kDa. Konsentrasinya dalam darah adalah 90 mcg / ml. Menonaktifkan trombin, membentuk kompleks dengannya. Reaksi sangat dipercepat dengan adanya dermatan sulfat.
Endotelium vaskular juga menghasilkan faktor-faktor yang mempengaruhi perkembangan dan perjalanan peradangan.
Mereka dibagi menjadi pro-inflamasi dan anti-inflamasi. Di bawah ini adalah faktor pro-inflamasi.
Faktor nekrosis tumor-α (TNF-α, cachectin) adalah pirogen yang sebagian besar menduplikasi aksi IL-1, tetapi juga memainkan peran penting dalam patogenesis syok septik yang disebabkan oleh bakteri gram negatif. Di bawah pengaruh TNF-α, pembentukan H2O2 dan radikal bebas lainnya oleh makrofag dan neutrofil meningkat tajam. Pada peradangan kronis, TNF-α mengaktifkan proses katabolik dan dengan demikian berkontribusi pada perkembangan cachexia.
Efek sitotoksik TNF-α pada sel tumor dikaitkan dengan degradasi DNA dan gangguan fungsi mitokondria.
Protein C-reaktif (C-RP) dapat berfungsi sebagai indikator disfungsi endotel. Informasi yang cukup telah dikumpulkan tentang hubungan antara CRP dan perkembangan lesi dinding pembuluh darah dan keterlibatan langsungnya dalam proses ini. Mengingat hal ini, tingkat C-RP saat ini dianggap sebagai prediktor yang dapat diandalkan untuk komplikasi penyakit pembuluh darah otak (stroke), jantung (serangan jantung), dan gangguan pembuluh darah perifer. CRP memediasi tahap awal kerusakan dinding pembuluh darah: aktivasi molekul adhesi endotel (ICAM-l, VCAM-l), sekresi faktor kemotaktik dan pro-inflamasi (MCP-1 - protein kemotaktik untuk makrofag, IL-6), mempromosikan perekrutan dan adhesi sel imun ke endotelium. Partisipasi C-RP dalam kerusakan dinding pembuluh darah juga dibuktikan dengan data deposit C-RP yang ditemukan pada dinding pembuluh darah yang terkena pada infark miokard, aterosklerosis, dan vaskulitis.
Faktor anti-inflamasi utama adalah oksida nitrat (fungsinya disajikan di atas).
Dengan demikian, endotel vaskular, yang berada di perbatasan antara darah dan jaringan tubuh lainnya, sepenuhnya menjalankan fungsi utamanya karena zat aktif biologis: pengaturan parameter hemodinamik, resistensi trombosis dan partisipasi dalam proses hemostasis, partisipasi dalam peradangan dan angiogenesis.
Dalam kasus pelanggaran fungsi atau struktur endotelium, spektrum zat aktif biologis yang disekresikannya berubah secara dramatis. Endotelium mulai mensekresi aggregant, koagulan, vasokonstriktor, dan beberapa di antaranya (sistem renin-angiotensin) mempengaruhi seluruh sistem kardiovaskular. Dalam kondisi yang merugikan (hipoksia, gangguan metabolisme, aterosklerosis, dll.), endotelium menjadi inisiator (atau modulator) dari banyak proses patologis dalam tubuh.
pengulas:
Berdichevskaya E.M., Doktor Ilmu Kedokteran, Profesor, Kepala. Departemen Fisiologi, Pembentukan Pendidikan Negara Federal Pendidikan Profesional Tinggi "Universitas Budaya Jasmani, Olahraga dan Pariwisata Negeri Kuban", Krasnodar;
Bykov I.M., Doktor Ilmu Kedokteran, Profesor, Kepala. Departemen Biokimia Dasar dan Klinis, Lembaga Pendidikan Anggaran Negara Pendidikan Profesi Tinggi, KubGMU dari Kementerian Kesehatan dan Pembangunan Sosial Rusia, Krasnodar.
Karya tersebut telah diterima oleh editor pada 03.10.2011.
Tautan bibliografi
Kade A.Kh., Zanin S.A., Gubareva E.A., Turovaya A.Yu., Bogdanova Yu.A., Apsalyamova S.O., Merzlyakova S.N. FUNGSI FISIOLOGIS ENDOTELIUM VASKULAR // Penelitian Dasar. - 2011. - No. 11-3. – H. 611-617;URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=29285 (tanggal akses: 13/12/2019). Kami menyampaikan kepada Anda jurnal-jurnal yang diterbitkan oleh penerbit "Academy of Natural History"
Apa itu endotelium?
endotel
adalah sel khusus yang melapisi bagian dalam
permukaan pembuluh darah, pembuluh limfatik dan rongga jantung. Ini memisahkan aliran darah dari lapisan yang lebih dalam dari dinding pembuluh darah dan berfungsi sebagai batas di antara mereka.
Penting untuk fungsi normal berbagai sistem tubuh, termasuk sistem saraf, adalah penerimaan "nutrisi" yang memadai oleh semua sel dan neuronnya dengan bantuan aliran darah.
Untuk apa, kondisi pembuluh besar, kecil dan terkecil, dan terutama dinding bagian dalamnya - endotelium, adalah yang terpenting.
Endotelium adalah organ aktif. Ini terus menerus menghasilkan sejumlah besar zat aktif biologis (BAS). Mereka penting untuk proses pembekuan darah, pengaturan tonus pembuluh darah, dan stabilisasi tekanan darah. Zat aktif biologis "endotel" terlibat dalam proses metabolisme otak, penting untuk fungsi filtrasi ginjal dan kontraktilitas miokard.
Peran khusus milik keadaan integritas endotelium. Meskipun tidak rusak, ia secara aktif mensintesis berbagai faktor BAS.
Anti-pembekuan, sekaligus melebarkan pembuluh darah, dan mencegah pertumbuhan otot polos yang dapat mempersempit lumen ini.
Endotelium yang sehat mensintesis jumlah optimal oksida nitrat (NO), yang menjaga pembuluh darah dalam keadaan dilatasi dan memberikan aliran darah yang memadai, terutama ke otak.
NO - pelindung angio aktif, membantu mencegah restrukturisasi patologis dinding pembuluh darah, perkembangan aterosklerosis dan hipertensi arteri, antioksidan, penghambat agregasi dan adhesi trombosit.
Angiotensin II mempengaruhi peningkatan tonus vaskular, mendorong perkembangan hipertensi arteri, konversi NO yang berguna menjadiradikal pengoksidasi aktif yang memiliki efek merusak.
Endotelium mensintesis faktor-faktor yang terlibat dalam pembekuan darah (trombomodulin, faktor von Willebrand, trombospondin).
Dengan demikian, zat aktif biologis, yang secara konstan diproduksi oleh endotelium, merupakan dasar untuk aliran darah yang memadai. Mereka mempengaruhi keadaan dinding pembuluh darah (kejang atau relaksasinya) dan aktivitas faktor koagulasi.
Endotelium yang berfungsi normal mencegah adhesi trombosit (pelekatan ke dinding pembuluh darah), agregasi trombosit (pelekatan satu sama lain), mengurangi pembekuan darah dan spasme pembuluh darah.
Tapi, ketika strukturnya berubah, gangguan fungsional juga terjadi. Endotelium "menghasilkan" zat aktif berbahaya - agregat, koagulan, vasokonstriktor - lebih dari yang diperlukan. Mereka memiliki efek buruk pada kerja seluruh sistem peredaran darah, menyebabkan penyakit, termasuk penyakit arteri koroner, aterosklerosis, hipertensi arteri, dan lainnya.
Ketidakseimbangan dalam produksi zat aktif disebut disfungsi endotel (DE).
DE menyebabkan mikro - dan makro - angiopati. Pada diabetes mellitus, mikroangiopati mengarah pada perkembangan retino - dan nefropati, makroangiopati - hingga perkembangan aterosklerosis dengan kerusakan pada pembuluh jantung, otak, arteri perifer pada ekstremitas, lebih sering pada yang lebih rendah. Setiap angiopati ditandai oleh triad "Virchow" - perubahan endotelium, pelanggaran sistem pembekuan darah dan antikoagulasi, dan perlambatan aliran darah.
DE adalah ketidakseimbangan antara produksi vasodilatasi (vasodilatasi), antitrombotik, faktor angioprotektif, di satu sisi, dan vasokonstriktor (vasokonstriktor), faktor protrombik, proliferatif, di sisi lain.
DE adalah, di satu sisi, salah satu mekanisme patogenetik yang penting
Semakin jelas, semakin banyak pembuluh darah otak (dan semua organ dan jaringan lainnya), terutama yang terkecil dan terkecil. Mikrosirkulasi terganggu dan sel menerima nutrisi yang diperlukan.
Secara tidak langsung, tingkat keparahan DE dapat dinilai dengan parameter darah biokimia tertentu - tingkat faktor yang merusak endotelium. Mereka disebut mediator kerusakan endotel.
Ini termasuk hiperglikemia, hiperhomosisteinemia, peningkatan trigliserida serum, mikroalbuminuria, perubahan kadar sitokin darah, dan penurunan konsentrasi NO dalam darah.
Tingkat perubahan indikator ini berkorelasi dengan tingkat disfungsi endotel, dan, akibatnya, dengan tingkat keparahan gangguan vaskular dan risiko berbagai komplikasi (serangan jantung, , IHD, dll).
Deteksi indikator kerusakan endotel yang tepat waktu akan memungkinkan mengambil tindakan tepat waktu untuk menguranginya dan lebih efektif melakukan pencegahan primer dan sekunder berbagai penyakit pada sistem peredaran darah dan penyakit serebrovaskular.
Verifikasi: 4b3029e9e97268e2
31 Oktober 2017 Tidak ada komentar
Endotelium dan membran basalnya bertindak sebagai sawar histohematik, yang memisahkan darah dari lingkungan interseluler jaringan sekitarnya. Pada saat yang sama, sel-sel endotel dihubungkan satu sama lain oleh kompleks ikat padat dan seperti celah. Seiring dengan fungsi penghalang, endotelium menyediakan pertukaran berbagai zat antara darah dan jaringan sekitarnya. Proses pertukaran pada tingkat kapiler dilakukan dengan bantuan pinositosis, serta difusi zat melalui finestra dan pori-pori. Endotelosit mensuplai komponen membran basal ke lapisan subendotel: kolagen, elastin, laminin, protease, serta inhibitornya: trombospondin, mukopolisakarida, vigronektin, fibronektin, faktor von Willebrand dan protein lain yang sangat penting untuk interaksi antar sel dan pembentukan penghalang difus yang mencegah masuknya darah ke ruang ekstravaskular. Mekanisme yang sama memungkinkan endotelium untuk mengatur penetrasi molekul biologis aktif ke dalam lapisan otot polos yang mendasarinya.
Dengan demikian, lapisan endotel dapat dilalui dalam tiga cara yang sangat diatur. Pertama, beberapa molekul dapat mencapai sel otot polos dengan menembus sambungan antar sel endotel. Kedua, molekul dapat diangkut melintasi sel endotel oleh vesikel (proses pinositosis). Akhirnya, molekul yang larut dalam lemak dapat bergerak di dalam lapisan ganda lipid.
Sel-sel endotel pembuluh darah koroner, selain fungsi penghalang, diberkahi dengan kemampuan untuk mengontrol tonus pembuluh darah (aktivitas motorik otot polos dinding pembuluh darah), sifat perekat permukaan bagian dalam pembuluh darah, serta sebagai proses metabolisme di miokardium Ini dan kemampuan fungsional lainnya dari endoteliosit ditentukan oleh kemampuannya yang cukup tinggi untuk menghasilkan berbagai molekul yang aktif secara biologis, termasuk sitokin, anti dan prokoagulan, antimitogen, dll., dari lumen pembuluh hingga subintimal lapisan dindingnya;
Endotelium mampu memproduksi dan melepaskan sejumlah zat yang memiliki efek vasokonstriksi dan vasodilatasi. Dengan partisipasi zat-zat ini, terjadi pengaturan sendiri dari tonus vaskular, yang secara signifikan melengkapi fungsi neuroregulasi vaskular.
Endotel vaskular yang utuh mensintesis vasodilator dan, di samping itu, memediasi aksi berbagai zat darah yang aktif secara biologis - histamin, serotonin, katekolamin, asetilkolin, dll. pada otot polos dinding pembuluh darah, terutama menyebabkan relaksasi mereka.
Vasodilator paling kuat yang diproduksi oleh endotel vaskular adalah oksida nitrat (NO). Selain vasodilatasi, efek utamanya termasuk penghambatan tidak hanya adhesi trombosit dan penekanan emigrasi leukosit karena penghambatan sintesis molekul perekat endotel, tetapi juga proliferasi sel otot polos pembuluh darah, serta pencegahan oksidasi, yaitu modifikasi dan, akibatnya, akumulasi lipoprotein aterogenik di subendotel (efek antiaterogenik).
Oksida nitrat dalam sel endotel terbentuk dari asam amino L-arginin di bawah aksi NO sintase endotel. Berbagai faktor, seperti asetilkolinesterase, bradikinin, trombin, adenin nukleotida, tromboksan A2, histamin, endotel, serta disebut peningkatan. tegangan geser sebagai akibat dari, misalnya, intensifikasi aliran darah, mampu menginduksi sintesis NO oleh endotel normal. NO yang dihasilkan oleh endotel berdifusi melalui membran elastis internal ke sel otot polos dan menyebabkan mereka berelaksasi. Mekanisme utama aksi NO ini adalah aktivasi guanylate cyclase pada tingkat membran sel, yang meningkatkan konversi guanosin trifosfat (GTP) menjadi guanosin monofosfat siklik (cGMP), yang menentukan relaksasi sel otot polos. Kemudian beberapa mekanisme diaktifkan untuk mereduksi Ca++ sitosol: 1) fosforilasi dan aktivasi Ca++-ATPase; 2) fosforilasi protein spesifik yang menyebabkan penurunan Ca2+ di retikulum sarkoplasma; 3) penghambatan inositol trifosfat yang dimediasi cGMP.
Selain NO, faktor vasodilatasi penting yang diproduksi oleh sel endotel adalah prostasiklin (prostaglandin I2, PSH2). Seiring dengan efek vasodilatasi, PGI2 menghambat adhesi trombosit, mengurangi masuknya kolesterol ke dalam makrofag dan sel otot polos, dan mencegah pelepasan faktor pertumbuhan yang menyebabkan penebalan dinding pembuluh darah. Seperti diketahui, PGI2 terbentuk dari asam arakidonat di bawah aksi siklooksigenase dan sintase PC12. Produksi PGI2 dirangsang oleh berbagai faktor: trombin, bradikinin, histamin, high-density lipoprotein (HDL), nukleotida adenin, leukotrien, tromboksan A2, trombosit -derived growth factor (PDGF), dll. PGI2 mengaktifkan adenilat siklase, yang menyebabkan peningkatan adenosin monofosfat siklik intraseluler (cAMP).
Selain vasodilator, sel endotel arteri koroner menghasilkan sejumlah vasokonstriktor. Yang paling signifikan di antaranya adalah endotelium I.
Endotelium I adalah salah satu vasokonstriktor paling kuat yang mampu menginduksi kontraksi otot polos yang berkepanjangan. Endotel I diproduksi secara enzimatis dalam endotelium dari suatu prepropeptida. Stimulator pelepasannya adalah trombin, adrenalin dan faktor hipoksia, yaitu. defisit energi. Endotel I berikatan dengan reseptor membran spesifik yang mengaktifkan fosfolipase C dan menyebabkan pelepasan fosfat inositol intraseluler dan diasilgliserol.
Inositol trifosfat mengikat reseptor pada retikulum sarkoplasma, yang meningkatkan pelepasan Ca2+ ke dalam sitoplasma. Peningkatan kadar Ca2+ sitosol menentukan peningkatan kontraksi otot polos.
Dalam kasus kerusakan endotelium, reaksi arteri terhadap zat aktif biologis, vhch. asetilkolin, katekolamin, endotelium I, angiotensin II menyimpang, misalnya, alih-alih dilatasi arteri, efek vasokonstriktor berkembang di bawah aksi asetilkolin.
Endotelium adalah komponen dari sistem hemostasis. Lapisan endotel yang utuh memiliki sifat antitrombotik/antikoagulan. Muatan negatif (serupa) pada permukaan endoteliosit dan trombosit menyebabkan saling tolak menolak, yang melawan adhesi trombosit pada dinding pembuluh darah. Selain itu, sel endotel menghasilkan berbagai faktor antitrombotik dan antikoagulan PGI2, NO, molekul mirip heparin, trombomodulin (penggerak protein C), aktivator plasminogen jaringan (t-PA), dan urokinase.
Namun, dengan disfungsi endotel yang berkembang dalam kondisi kerusakan vaskular, endotelium menyadari potensi protrombotik/prokoagulannya. Sitokin pro-inflamasi dan mediator inflamasi lainnya dapat menginduksi produksi zat dalam endoteliosit yang berkontribusi pada pengembangan trombosis/hiperkoagulabilitas. Cedera vaskular meningkatkan ekspresi permukaan faktor jaringan, inhibitor aktivator plasminogen, molekul adhesi leukosit, dan faktor von WUlebrand(a). PAI-1 (tissue plasminogen activator inhibitor) merupakan salah satu komponen utama sistem antikoagulasi darah, menghambat fibrinolisis, dan juga merupakan penanda disfungsi endotel.
Disfungsi endotel dapat menjadi penyebab independen gangguan peredaran darah pada organ, karena sering memicu angiospasme atau trombosis vaskular, yang, khususnya, diamati pada beberapa bentuk penyakit jantung koroner. Selain itu, gangguan sirkulasi regional (iskemia, hiperemia arteri berat) juga dapat menyebabkan disfungsi endotel.
Endotel yang utuh secara konstan menghasilkan NO, prostasiklin, dan zat aktif biologis lainnya yang dapat menghambat adhesi dan agregasi trombosit. Selain itu, ia mengekspresikan enzim ADPase, yang menghancurkan ADP yang disekresikan oleh trombosit yang diaktifkan, dan dengan demikian, keterlibatan mereka dalam proses trombosis terbatas. Endotelium mampu menghasilkan koagulan dan antikoagulan, menyerap banyak antikoagulan dari plasma darah - heparin, protein C dan S.
Ketika endotel rusak, permukaannya berubah dari antitrombotik menjadi protrombotik. Jika permukaan pro-perekat dari matriks subendotel terbuka, komponennya - protein perekat (faktor von Willebrand, kolagen, fibronektin, trombospondin, fibrinogen, dll.) segera terlibat dalam pembentukan primer (trombosit vaskular) trombus, dan kemudian hemokoagulasi.
Zat aktif biologis yang diproduksi oleh endoteliosit, terutama sitokin, dapat memiliki efek signifikan pada proses metabolisme dengan jenis tindakan endokrin, khususnya, mengubah toleransi jaringan terhadap asam lemak dan karbohidrat. Pada gilirannya, pelanggaran lemak, karbohidrat, dan jenis metabolisme lainnya pasti mengarah pada disfungsi endotel dengan segala konsekuensinya.
Dalam praktik klinis, dokter, secara kiasan, "setiap hari" harus berurusan dengan satu atau lain manifestasi disfungsi endotel, apakah itu hipertensi arteri, penyakit jantung koroner, gagal jantung kronis, dll. Harus diingat bahwa, di satu sisi, disfungsi endotel berkontribusi pada pembentukan dan perkembangan penyakit kardiovaskular tertentu, dan, di sisi lain, penyakit ini sendiri sering memperburuk kerusakan endotel.
Contoh lingkaran setan semacam itu ("circulus vitiosus") dapat menjadi situasi yang diciptakan dalam kondisi perkembangan hipertensi arteri. Paparan yang berkepanjangan dari peningkatan tekanan darah ke dinding pembuluh darah pada akhirnya dapat menyebabkan disfungsi endotel, mengakibatkan peningkatan tonus otot polos pembuluh darah dan inisiasi proses remodeling pembuluh darah (lihat di bawah), salah satu manifestasinya adalah penebalan media ( lapisan otot dinding pembuluh darah) dan pengurangan yang sesuai pada diameter pembuluh darah. Partisipasi aktif dari endoteliosit dalam remodeling vaskular adalah karena kemampuannya untuk mensintesis sejumlah besar faktor pertumbuhan yang berbeda.
Penyempitan lumen (akibat remodeling vaskular) akan disertai dengan peningkatan resistensi perifer yang signifikan, yang merupakan salah satu faktor kunci dalam pembentukan dan perkembangan insufisiensi koroner. Ini berarti pembentukan ("penutupan") dari lingkaran setan.
Endotelium dan proses proliferasi. Sel endotel mampu menghasilkan stimulan dan penghambat pertumbuhan otot polos dinding pembuluh darah. Dengan endotel yang utuh, proses proliferasi pada otot polos relatif tenang.
Eksperimen pengangkatan lapisan endotel (deendotelisasi) menghasilkan proliferasi otot polos, yang dapat dihambat dengan perbaikan lapisan endotel. Seperti disebutkan sebelumnya, endotelium berfungsi sebagai penghalang yang efektif untuk mencegah sel-sel otot polos terpapar berbagai faktor pertumbuhan yang beredar dalam darah. Selain itu, sel endotel menghasilkan zat yang memiliki efek penghambatan pada proses proliferasi di dinding pembuluh darah.
Ini termasuk NO, berbagai glikosaminoglikan, termasuk heparin dan heparin sulfat, serta faktor pertumbuhan transformasi (3 (TGF-(3). TGF-J3, menjadi penginduksi terkuat ekspresi gen kolagen interstisial, dalam kondisi tertentu mampu menghambat pembuluh darah proliferasi sepanjang mekanisme umpan balik.
Sel endotel juga menghasilkan sejumlah faktor pertumbuhan yang dapat merangsang proliferasi sel dinding pembuluh darah: Platelet Growth Factor (PDGF; Platelet Derived Growth Factor), dinamakan demikian karena pertama kali diisolasi dari trombosit, adalah mitogen yang sangat kuat yang merangsang sintesis DNA. dan pembelahan sel; faktor pertumbuhan endotel (EDGF; Faktor Pertumbuhan yang Berasal dari Sel Endotel), khususnya, mampu merangsang proliferasi sel otot polos pada lesi vaskular aterosklerotik; faktor pertumbuhan fibroblast (FGF; Faktor Pertumbuhan yang Berasal dari Sel Endotel); endotelium; faktor pertumbuhan seperti insulin (IGF; Faktor Pertumbuhan Seperti Insulin); angiotensin II (percobaan in vitro menemukan bahwa AT II mengaktifkan faktor transkripsi sitokin pertumbuhan, sehingga meningkatkan proliferasi dan diferensiasi sel otot polos dan kardiomiosit).
Selain faktor pertumbuhan, molekul penginduksi hipertrofi dinding pembuluh darah meliputi: protein mediator atau protein G yang mengontrol konjugasi reseptor permukaan sel dengan molekul effektor faktor pertumbuhan; protein reseptor yang memberikan spesifisitas persepsi dan mempengaruhi pembentukan second messenger cAMP dan cGMP; protein yang mengatur transduksi gen yang menentukan hipertrofi sel otot polos.
Endotelium dan emigrasi leukosit. Sel endotel menghasilkan berbagai faktor yang penting untuk pengisian kembali leukosit di area cedera intravaskular. Sel endotel menghasilkan molekul kemotaktik, protein kemotaktik monosit MCP-1, yang menarik monosit.
Sel endotel juga menghasilkan molekul adhesi yang berinteraksi dengan reseptor pada permukaan leukosit: 1 - molekul adhesi antar sel ICAM-1 dan ICAM-2 (molekul adhesi antar sel), yang mengikat reseptor pada limfosit B, dan 2 - adhesi sel vaskular molekul -1 - VCAM-1 (molekul adhesi seluler vaskular-1), saling berhubungan dengan reseptor pada permukaan limfosit-T dan monosit.
Endotelium adalah faktor dalam metabolisme lipid. Kolesterol dan trigliserida diangkut melalui sistem arteri sebagai bagian dari lipoprotein, yaitu endotelium merupakan bagian integral dari metabolisme lipid. Endoteliosit dapat mengubah trigliserida menjadi asam lemak bebas dengan bantuan enzim lipoprotein lipase. Asam lemak yang dilepaskan kemudian memasuki ruang subendotel, menyediakan sumber energi untuk otot polos dan sel lainnya. Sel endotel mengandung reseptor untuk lipoprotein densitas rendah aterogenik, yang menentukan partisipasi mereka dalam perkembangan aterosklerosis.
Pemilik paten RU 2309668:
ZAT: invensi berkaitan dengan kedokteran, yaitu diagnostik fungsional, dan dapat digunakan untuk penentuan non-invasif fungsi endotel. Untuk melakukan ini, tekanan transmural di tungkai berkurang, amplitudo sinyal plethysmographic direkam pada berbagai tekanan. Tekanan di mana amplitudo sinyal plethysmographic maksimum ditentukan, sementara tekanan dikurangi ke nilai yang sesuai dengan persentase tertentu dari amplitudo maksimum, tes oklusif dilakukan, di mana dalam manset diterapkan secara proksimal dari area yang terletak dari tungkai. Selanjutnya, dibuat tekanan yang melebihi tekanan sistolik subjek setidaknya 50 mm Hg, sementara oklusi dilakukan setidaknya selama 5 menit. Perangkat ini mencakup unit sensor yang terbuat dari dua saluran dan mampu merekam kurva denyut nadi dari arteri perifer. Unit pembangkit tekanan yang dikonfigurasi untuk menciptakan peningkatan tekanan bertahap di manset. Unit elektronik yang dikonfigurasi untuk menentukan tekanan manset yang sesuai dengan amplitudo maksimum sinyal plethysmographic, dan mengontrol unit pembangkit tekanan untuk mengatur tekanan dalam manset yang sesuai dengan amplitudo sinyal plethysmographic, yang merupakan persentase yang telah ditentukan dari amplitudo maksimum , sedangkan unit sensor terhubung ke unit elektronik, yang outputnya terhubung ke unit pembangkit tekanan. Invensi yang diklaim meningkatkan keandalan penilaian fungsi endotel terlepas dari tekanan darah pasien. 2 n. dan 15 z.p. f-ly, 6 sakit.
Invensi ini berkaitan dengan kedokteran, yaitu diagnostik fungsional, dan memungkinkan untuk mendeteksi adanya penyakit kardiovaskular pada tahap awal dan untuk memantau efektivitas terapi. Invensi ini akan memungkinkan untuk menilai keadaan endotelium dan, berdasarkan penilaian ini, memecahkan masalah diagnosis dini penyakit kardiovaskular. Invensi ini dapat digunakan saat melakukan pemeriksaan kesehatan skala besar terhadap populasi.
Dewasa ini, masalah deteksi dini penyakit kardiovaskular menjadi semakin penting. Untuk ini, berbagai alat dan metode diagnostik digunakan, dijelaskan dalam literatur paten dan ilmiah. Jadi, paten AS No. 5.343.867 mengungkapkan metode dan alat untuk diagnosis dini aterosklerosis menggunakan plethysmography impedansi untuk mengidentifikasi ciri-ciri gelombang nadi di pembuluh darah ekstremitas bawah. Ditunjukkan bahwa parameter aliran darah bergantung pada tekanan yang diterapkan pada arteri yang diteliti dari luar. Amplitudo maksimum plethysmogram sangat ditentukan oleh nilai tekanan transmural, yang merupakan perbedaan antara tekanan arteri di dalam kapal dan tekanan yang diberikan di luar dengan bantuan manset tonometer. Amplitudo sinyal maksimum ditentukan pada tekanan transmural nol.
Dari sudut pandang struktur dan fisiologi pembuluh arteri, hal ini dapat digambarkan sebagai berikut: tekanan dari manset dipindahkan ke dinding luar arteri dan menyeimbangkan tekanan intra-arteri dari dinding bagian dalam arteri. Pada saat yang sama, kepatuhan dinding arteri meningkat tajam, dan gelombang nadi yang lewat meregangkan arteri dalam jumlah besar, mis. peningkatan diameter arteri pada tekanan nadi yang sama menjadi besar. Fenomena ini mudah dilihat pada kurva oscillometric yang diambil selama pencatatan tekanan darah. Pada kurva ini, osilasi maksimum terjadi ketika tekanan manset sama dengan tekanan arteri rata-rata.
Paten AS No. 6.322.515 mengungkapkan suatu metode dan alat untuk menentukan sejumlah parameter sistem kardiovaskular, termasuk yang digunakan untuk menilai keadaan endotelium. Di sini, fotodioda dan fotodetektor digunakan sebagai sensor untuk menentukan gelombang pulsa; analisis kurva photoplethysmographic (PPG) yang direkam pada arteri digital sebelum dan sesudah pengujian dengan hiperemia reaktif dilakukan. Ketika kurva ini direkam, manset ditempatkan pada jari di atas sensor optik, di mana tekanan 70 mm Hg dibuat.
Paten AS No. 6.939.304 mengungkapkan metode dan peralatan untuk evaluasi non-invasif dari fungsi endotel menggunakan sensor PPG.
Paten AS No. 6.908.436 mengungkapkan metode untuk menilai keadaan endotelium dengan mengukur kecepatan rambat gelombang pulsa. Untuk ini, plethysmograph dua saluran digunakan, sensor dipasang di phalanx jari, oklusi dibuat menggunakan manset yang terletak di bahu. Perubahan keadaan dinding arteri dinilai dengan keterlambatan propagasi gelombang nadi. Nilai penundaan 20 ms atau lebih dianggap sebagai tes yang mengkonfirmasi fungsi normal endotelium. Penentuan tundaan dilakukan dengan membandingkan kurva PPG yang tercatat pada lengan yang tidak dilakukan uji oklusi. Namun, kelemahan dari metode yang diketahui adalah penentuan penundaan dengan mengukur perpindahan di wilayah minimum segera sebelum kenaikan sistolik, yaitu. di wilayah yang sangat bervariasi.
Analog terdekat dengan metode dan perangkat yang diklaim adalah metode dan perangkat untuk penentuan non-invasif perubahan keadaan fisiologis pasien, dijelaskan dalam paten RF No. 2220653. Metode yang dikenal terdiri dari pemantauan tonus arteri perifer dengan menempatkan manset pada sensor nadi dan meningkatkan tekanan dalam manset hingga 75 mm Hg, kemudian mengukur tekanan darah dengan peningkatan tekanan di dalam manset di atas sistolik selama 5 menit, selanjutnya merekam gelombang nadi. dengan metode PPG di dua tangan, setelah itu analisis amplitudo kurva PPG dilakukan sehubungan dengan pengukuran yang diperoleh sebelum dan sesudah penjepitan, peningkatan sinyal PPG ditentukan. Perangkat yang dikenal termasuk sensor untuk mengukur tekanan dengan manset, elemen pemanas untuk memanaskan permukaan area tubuh yang terletak dan prosesor untuk memproses sinyal yang diukur.
Namun, metode dan perangkat yang dikenal tidak memberikan keandalan studi yang tinggi karena akurasi pengukuran yang rendah dan ketergantungannya pada fluktuasi tekanan pasien.
Disfungsi endotel terjadi dengan adanya faktor risiko penyakit kardiovaskular (CVD) seperti hiperkolesterolemia, hipertensi arteri, merokok, hiperhomosisteinemia, usia, dan lain-lain. Telah ditetapkan bahwa endotelium adalah organ target di mana faktor risiko untuk pengembangan CVD secara patogenetik disadari. Penilaian keadaan endotelium adalah "barometer", pandangan sekilas yang memungkinkan diagnosis dini CVD. Diagnosis semacam itu akan memungkinkan Anda untuk menjauh dari pendekatan ketika perlu untuk melakukan serangkaian tes biokimia (menentukan tingkat kolesterol, lipoprotein densitas rendah dan tinggi, homosistein, dll.) untuk mengidentifikasi adanya faktor risiko. Secara ekonomi lebih masuk akal untuk menyaring populasi pada tahap pertama untuk menggunakan indikator integral dari risiko pengembangan penyakit, yang merupakan penilaian keadaan endotelium. Penilaian keadaan endotel juga sangat relevan untuk objektifikasi terapi.
Tugas yang harus diselesaikan oleh penemuan yang diklaim adalah untuk membuat metode dan perangkat non-invasif yang dibuktikan secara fisiologis untuk menentukan secara andal keadaan fungsi endotel pasien yang diperiksa, memberikan pendekatan yang berbeda tergantung pada kondisi pasien dan berdasarkan sistem untuk mengubah, memperkuat, dan merekam sinyal PPG di bawah aksi nilai optimal dari tekanan yang diberikan atau gaya yang diterapkan secara lokal ke arteri yang terletak sebelum dan sesudah tes oklusi.
Hasil teknis, yang dicapai saat menggunakan perangkat dan metode yang diklaim, adalah meningkatkan keandalan penilaian fungsi endotel, terlepas dari tekanan darah pasien.
Hasil teknis sebagian dari metode ini dicapai karena fakta bahwa tekanan transmural pada tungkai berkurang, amplitudo sinyal plethysmographic direkam pada berbagai tekanan, tekanan ditentukan di mana amplitudo sinyal PG maksimum, tekanan dikurangi ke nilai yang sesuai dengan % amplitudo maksimum yang diberikan, tes oklusi, di mana manset yang dipasang proksimal ke area ekstremitas diberi tekanan setidaknya 50 mm Hg lebih tinggi dari tekanan sistolik subjek, dan oklusi dilakukan setidaknya selama 5 menit.
Hasil teknis ditingkatkan oleh fakta bahwa tekanan transmural dikurangi dengan menerapkan manset di mana tekanan dibuat ke area ekstremitas.
Tekanan pada jaringan ekstremitas meningkat secara bertahap dengan peningkatan 5 mm Hg. dan durasi langkah 5-10 detik, catat amplitudo sinyal PG.
Untuk mengurangi tekanan transmural di arteri yang terletak, gaya mekanis digunakan secara lokal pada jaringan ekstremitas.
Untuk mengurangi tekanan transmural di arteri yang terletak, tekanan hidrostatik dikurangi dengan menaikkan ekstremitas ke ketinggian yang telah ditentukan relatif terhadap tingkat jantung.
Setelah memilih nilai tekanan transmural, di mana amplitudo sinyal PG adalah 50% dari peningkatan maksimum sinyal PG, tekanan suprasistolik dibuat di manset oklusal yang dipasang proksimal ke arteri yang terletak, dan sinyal plethysmographic direkam .
Setelah setidaknya 5 menit pemaparan manset oklusif dipasang proksimal ke arteri yang terletak, tekanan di dalamnya turun menjadi nol, dan pencatatan perubahan sinyal PG dilakukan secara bersamaan di dua saluran referensi dan uji selama minimal 3 menit .
Sinyal plethysmographic yang terdaftar setelah uji oklusi dianalisis dengan menggunakan analisis amplitudo dan temporal secara simultan sesuai dengan data yang diperoleh dari dua saluran referensi dan uji.
Saat melakukan analisis amplitudo, nilai amplitudo sinyal di saluran referensi dan uji, laju peningkatan amplitudo sinyal di saluran uji, rasio amplitudo sinyal maksimum yang diperoleh pada berbagai nilai tekanan transmural dibandingkan dengan sinyal maksimum yang diperoleh setelah uji oklusi.
Saat melakukan analisis waktu, kurva plethysmographic yang diperoleh dari referensi dan saluran uji dibandingkan, sinyal dinormalisasi, dan kemudian waktu tunda atau pergeseran fasa ditentukan.
Hasil teknis dalam hal perangkat dicapai karena fakta bahwa perangkat tersebut mencakup unit sensor yang terbuat dari dua saluran dan memiliki kemampuan untuk mendaftarkan kurva denyut nadi dari arteri perifer, unit pembangkit tekanan, dibuat dengan kemampuan untuk membuat langkah demi langkah. tekanan dalam manset, dan unit elektronik, dibuat dengan kemampuan untuk menentukan tekanan dalam manset yang sesuai dengan amplitudo maksimum sinyal PG dan kontrol unit pembangkit tekanan untuk mengatur tekanan dalam manset yang sesuai dengan amplitudo PG sinyal yang merupakan persentase yang telah ditentukan dari peningkatan amplitudo maksimum, sementara unit sensor terhubung ke unit elektronik, ke output di mana unit pembangkit tekanan terhubung.
Hasil teknis ditingkatkan dengan fakta bahwa unit pembangkit tekanan dikonfigurasi untuk menciptakan peningkatan tekanan bertahap dalam manset dengan peningkatan 5 mm Hg. Seni. dan durasi langkah 5-10 detik.
Unit sensor di setiap saluran mencakup dioda inframerah dan fotodetektor, yang terletak dengan kemungkinan mendaftarkan sinyal cahaya yang melewati area yang terletak.
Blok sensor di setiap saluran mencakup dioda inframerah dan fotodetektor yang ditempatkan dengan kemungkinan merekam sinyal cahaya yang tersebar yang dipantulkan dari area yang terletak.
Unit sensor mencakup elektroda pengukur impedansi, atau sensor Hall, atau tabung elastis yang diisi dengan bahan konduktif listrik.
Fotodetektor terhubung ke filter yang dapat mengekstrak komponen pulsa dari sinyal total.
Unit sensor mencakup sarana untuk mempertahankan suhu yang disetel dari area tubuh yang ditempatkan.
Perangkat termasuk layar kristal cair untuk menampilkan hasil penilaian fungsi endotel dan/atau antarmuka yang terhubung ke unit elektronik untuk mentransmisikan data fungsi endotel ke komputer.
Esensi teknis dari penemuan yang diklaim dan kemungkinan mencapai hasil teknis yang dicapai sebagai hasil dari penggunaannya akan lebih dapat dipahami ketika menggambarkan perwujudan teladan dengan mengacu pada posisi gambar, di mana gambar 1 menggambarkan dinamika aliran darah volumetrik. dan diameter arteri brakialis selama tes oklusif, pada gambar 2 menunjukkan diagram pembentukan sinyal PPG, gambar 3 menunjukkan kurva PPG, gambar 4 menunjukkan keluarga kurva PPG yang diperoleh pada nilai tekanan transmural yang berbeda pada pasien dalam kelompok kontrol, gambar 5 menunjukkan efek perubahan tekanan hidrostatik pada amplitudo sinyal PPG, dan gambar 6 menyajikan diagram blok skema perangkat yang diklaim.
Unit elektronik menentukan tekanan dalam manset 1, sesuai dengan amplitudo maksimum sinyal PG, dan mengontrol unit pembangkit tekanan untuk mengatur tekanan dalam manset 1, sesuai dengan amplitudo sinyal PG, yang merupakan persentase yang telah ditentukan (50%) dari peningkatan amplitudo maksimum. Dimungkinkan untuk melakukan blok sensor dalam beberapa versi: pada versi pertama, LED inframerah 2 dan fotodetektor 3 ditempatkan dengan kemungkinan mendaftarkan sinyal cahaya yang melewati area yang terletak, di sisi yang berlawanan dari area yang terletak tungkai, di bagian kedua, LED inframerah 2 dan fotodetektor 3 ditempatkan dengan kemungkinan mendaftarkan pantulan dari area lokasi sinyal cahaya yang tersebar, di satu sisi bejana yang terletak.
Selain itu, unit sensor dapat dibuat berdasarkan elektroda pengukur impedansi, atau sensor Hall, atau tabung elastis yang diisi dengan bahan konduktif listrik.
Fungsi endotel dinilai berdasarkan registrasi sinyal PG yang diperoleh dengan menggunakan unit sensor yang dipasang pada ekstremitas atas pasien yang diperiksa, diikuti dengan konversi listrik dari sinyal yang diterima selama peningkatan linier tekanan di manset 1 (atau nilai gaya yang diterapkan secara lokal pada arteri yang terletak) sampai amplitudo maksimum sinyal, setelah itu tekanan dalam manset atau gaya yang diterapkan secara lokal ditetapkan, dan uji oklusi dilakukan pada tekanan atau gaya yang tetap. Dalam hal ini, unit sensor dipasang di sisi dalam manset 1 atau terletak di ujung perangkat yang menciptakan gaya di area proyeksi arteri pada permukaan kulit. Untuk menyetel tekanan ini secara otomatis, umpan balik digunakan pada amplitudo sinyal PG yang berasal dari konverter digital-ke-analog 8 melalui pengontrol 9 ke kompresor 11 dari unit pembangkit tekanan.
Tes oklusi dilakukan dengan menggunakan manset yang dipasang secara proksimal (bahu, lengan bawah, pergelangan tangan) relatif terhadap lokasi arteri (brakialis, radial atau digital). Dalam hal ini, sinyal yang diterima dari ekstremitas lain, di mana tes oklusi tidak dilakukan, adalah referensi.
Metode yang diklaim untuk menentukan keadaan fungsi endotel pasien yang diperiksa mencakup dua tahap utama: yang pertama memungkinkan memperoleh sejumlah kurva plethysmographic yang direkam pada tekanan yang berbeda di manset 1 (atau kekuatan yang diterapkan pada arteri yang terletak), dan tahap kedua adalah tes oklusi itu sendiri. Hasil dari tahap pertama adalah informasi tentang sifat viskoelastik dasar arteri dan pilihan tekanan atau gaya untuk uji oklusi. Perubahan amplitudo sinyal PG di bawah aksi tekanan atau gaya yang diterapkan menunjukkan nada otot polos arteri dan keadaan komponen elastisnya (elastin dan kolagen). Tekanan atau gaya yang diterapkan secara lokal disertai dengan perubahan tekanan transmural, yang besarnya ditentukan oleh perbedaan antara tekanan arteri dan tekanan atau gaya yang diberikan secara eksternal. Dengan penurunan tekanan transmural, nada otot polos menurun, yang disertai dengan peningkatan lumen arteri, masing-masing, dengan peningkatan tekanan transmural, penyempitan arteri terjadi. Ini adalah regulasi miogenik aliran darah, yang bertujuan untuk mempertahankan tekanan optimal dalam sistem mikrosirkulasi. Jadi, ketika tekanan di bejana utama berubah dari 150 mm Hg. hingga 50 mm Hg di kapiler, tekanan praktis tetap tidak berubah.
Perubahan tonus otot polos diwujudkan tidak hanya dalam bentuk penyempitan atau dilatasi arteri, tetapi juga masing-masing mengarah pada peningkatan kekakuan atau komplians dinding arteri. Dengan penurunan tekanan transmural, aparatus otot polos dinding pembuluh darah berelaksasi hingga satu derajat atau lainnya, yang memanifestasikan dirinya dalam PPG sebagai peningkatan amplitudo sinyal. Amplitudo maksimum terjadi pada tekanan transmural sama dengan nol. Hal ini ditunjukkan secara skematis dalam Gambar 4, di mana kurva deformasi berbentuk S menunjukkan bahwa kenaikan volume maksimum ditentukan pada tekanan transmural yang mendekati nol. Dengan gelombang tekanan nadi yang sama diterapkan pada bagian yang berbeda dari kurva deformasi, sinyal plethysmographic maksimum diamati di wilayah yang mendekati nol tekanan transmural. Pada pasien dari kelompok kontrol, sebanding dalam usia dan tekanan diastolik dengan sekelompok orang dengan manifestasi klinis penyakit koroner, peningkatan amplitudo sinyal dengan perubahan tekanan transmural bisa lebih dari 100% (gambar 4). Sedangkan pada kelompok pasien penyakit arteri koroner peningkatan amplitudo ini tidak melebihi 10-20%.
Dinamika perubahan amplitudo sinyal PG seperti itu pada nilai tekanan transmural yang berbeda hanya dapat dikaitkan dengan kekhasan sifat viskoelastik dari tempat tidur arteri pada orang sehat dan pasien dengan stenosis aterosklerosis dari berbagai lokalisasi. Tonus otot polos arteri dapat dianggap sebagai komponen kental, sedangkan serat elastin dan kolagen adalah komponen elastis murni dari struktur dinding pembuluh darah. Dengan mengurangi tonus otot polos ketika mendekati nilai nol dari tekanan transmural, kami mengurangi kontribusi komponen viskos otot polos pada kurva deformasi. Teknik semacam itu memungkinkan tidak hanya untuk melakukan analisis yang lebih rinci dari kurva deformasi komponen elastis dinding pembuluh darah arteri, tetapi juga untuk mendaftarkan fenomena hiperemia reaktif dalam kondisi yang lebih menguntungkan setelah tes oklusi.
Peningkatan diameter arteri aferen dikaitkan dengan fungsi sel endotel. Peningkatan tegangan geser setelah uji oklusif menyebabkan peningkatan sintesis oksida nitrat (NO). Terjadi apa yang disebut "pelebaran akibat aliran". Ketika fungsi sel endotel terganggu, kemampuan untuk menghasilkan oksida nitrat dan senyawa vasoaktif lainnya berkurang, yang menyebabkan tidak adanya fenomena dilatasi pembuluh darah yang diinduksi aliran. Dalam situasi ini, hiperemia reaktif penuh tidak terjadi. Saat ini, fenomena ini digunakan untuk mendeteksi disfungsi endotel, yaitu. disfungsi endotel. Dilatasi pembuluh darah yang diinduksi aliran ditentukan oleh urutan kejadian berikut: oklusi, peningkatan aliran darah, efek tegangan geser pada sel endotel, sintesis nitrit oksida (sebagai adaptasi terhadap peningkatan aliran darah), efek NO pada otot polos .
Jumlah maksimum aliran darah dicapai 1-2 detik setelah pengangkatan oklusi. Perlu dicatat bahwa saat memantau jumlah aliran darah dan diameter arteri pada awalnya meningkatkan jumlah aliran darah, dan baru kemudian mengubah diameter pembuluh (gambar 1). Setelah pencapaian cepat (beberapa detik) kecepatan aliran darah maksimum, diameter arteri meningkat, mencapai maksimum setelah 1 menit. Kemudian kembali ke nilai awal dalam waktu 2-3 menit. Pada contoh karakteristik keadaan modul elastis dinding arteri pada pasien dengan hipertensi arteri, dapat diasumsikan bahwa kekakuan awal arteri mungkin terlibat dalam manifestasi respons sel endotel terhadap tes oklusif. . Tidak dapat dikesampingkan bahwa dengan produksi oksida nitrat yang sama oleh sel-sel endotel, manifestasi respons oleh sel-sel otot polos arteri akan ditentukan oleh keadaan awal modulus elastisitas dinding arteri. Untuk menormalkan manifestasi respons aparatus otot polos dinding arteri, diinginkan untuk memiliki kekakuan awal arteri pada pasien yang berbeda, jika tidak identik, kemudian sedekat mungkin. Salah satu opsi untuk penyatuan keadaan awal dinding arteri adalah pemilihan nilai tekanan transmural, di mana kepatuhan terbesarnya dicatat.
Evaluasi hasil tes oklusif sesuai dengan parameter hiperemia reaktif dapat dilakukan tidak hanya pada arteri brakialis, tetapi juga pada pembuluh darah yang lebih kecil.
Metode optik digunakan untuk menentukan dilatasi yang bergantung pada aliran. Metode ini didasarkan pada peningkatan kepadatan optik yang terkait dengan peningkatan denyut nadi dalam volume darah dari arteri yang terletak. Gelombang nadi yang masuk meregangkan dinding arteri, meningkatkan diameter pembuluh darah. Karena selama PPG sensor optik tidak mencatat perubahan diameter arteri, tetapi peningkatan volume darah, yang sama dengan kuadrat jari-jari, pengukuran ini dapat dilakukan dengan akurasi yang lebih besar. Gambar 2 menunjukkan prinsip memperoleh sinyal PPG. Fotodioda mencatat fluks cahaya yang telah melewati area jaringan jari yang terletak. Dengan setiap gelombang nadi, arteri jari, yang mengembang, meningkatkan volume darah. Hemoglobin darah sebagian besar menyerap radiasi inframerah, yang mengarah pada peningkatan kepadatan optik. Gelombang nadi yang melewati arteri mengubah diameternya, yang merupakan komponen utama peningkatan volume darah di area yang terletak.
Gambar 3 menunjukkan kurva PPG. Dua puncak dapat dilihat pada kurva, yang pertama terkait dengan kontraksi jantung, yang kedua dengan gelombang pulsa yang dipantulkan. Kurva ini diperoleh dengan memasang sensor optik pada phalanx terakhir jari telunjuk.
Sebelum memulai pengukuran, kompresor 11 menciptakan tekanan di manset 1 pada sinyal pengontrol 9. Peningkatan tekanan dilakukan bertahap dengan langkah 5 mm Hg, durasi setiap langkah adalah 5-10 detik. Dengan meningkatnya tekanan, tekanan transmural menurun, dan ketika tekanan di manset sama dengan tekanan di arteri yang terletak, itu menjadi sama dengan nol. Pada setiap langkah, sinyal PPG yang berasal dari fotodetektor 3 direkam. Sinyal dari output transduser 4 diperkuat di amplifier 5 dan disaring di filter 6 untuk menghilangkan noise dengan frekuensi industri 50 Hz dan harmoniknya . Penguatan utama sinyal dilakukan oleh penguat skalabel (instrumental) 7. Tegangan yang diperkuat disuplai ke konverter analog-ke-digital 8 dan kemudian melalui antarmuka USB 10 ke komputer. Pengontrol (9) menentukan tekanan di mana amplitudo sinyal maksimum. Deteksi sinkron digunakan untuk meningkatkan rasio signal-to-noise.
Prosedur untuk menilai fungsi endotel dibagi menjadi dua bagian:
1) pengurangan tekanan transmural dengan bantuan tekanan yang diterapkan pada bagian jari (manset dengan udara, penutup elastis, kompresi mekanis) atau dengan mengubah tekanan hidrostatik dengan mengangkat anggota badan ke ketinggian tertentu. Prosedur yang terakhir dapat sepenuhnya menggantikan pemaksaan kekuatan dari luar pada dinding kapal. Dalam versi sederhana dari penilaian keadaan endotel, dimungkinkan untuk mengecualikan skema otomatisasi yang kompleks, dan hanya dengan menaikkan dan menurunkan tangan untuk menentukan tekanan rata-rata sesuai dengan amplitudo maksimum sinyal plethysmographic, mencapai bagian linier kepatuhan kurva (50% dari kenaikan maksimum) dan kemudian melakukan tes oklusif. Satu-satunya kelemahan dari pendekatan ini adalah kebutuhan untuk memposisikan tangan dan melakukan oklusi dengan tangan yang ditinggikan.
Dengan penurunan tekanan transmural, komponen pulsa PPG meningkat, yang sesuai dengan peningkatan kepatuhan arteri yang diteliti. Ketika terkena urutan peningkatan tekanan yang diterapkan pada jari, seseorang dapat, di satu sisi, melihat keparahan reaksi autoregulasi, dan di sisi lain, memilih kondisi optimal (sesuai dengan besarnya tekanan transmural) untuk mengambil informasi selama tes oklusif (pemilihan bagian paling curam pada kurva kepatuhan arteri);
2) menciptakan oklusi arteri dengan menerapkan tekanan suprasistolik (sebesar 30 mm Hg) selama 5 menit. Setelah pelepasan tekanan cepat pada manset yang dipasang pada arteri radial, dinamika kurva PPG dicatat (analisis amplitudo dan waktu). Registrasi perubahan sinyal PG dilakukan secara simultan pada dua saluran referensi dan uji selama minimal 3 menit. Saat melakukan analisis amplitudo, nilai amplitudo sinyal di saluran referensi dan uji, laju peningkatan amplitudo sinyal di saluran uji, rasio amplitudo sinyal yang diperoleh maksimum pada nilai yang berbeda dari tekanan transmural dibandingkan dengan sinyal maksimum yang diperoleh setelah uji oklusi. Saat melakukan analisis waktu, kurva plethysmographic yang diperoleh dari referensi dan saluran uji dibandingkan, prosedur normalisasi sinyal dilakukan, dan kemudian waktu tunda atau pergeseran fasa ditentukan.
Amplitudo maksimum sinyal PPG diamati pada tekanan transmural nol (tekanan yang diterapkan ke kapal dari luar sama dengan tekanan arteri rata-rata). Perhitungan dilakukan sebagai berikut - tekanan diastolik ditambah 1/3 tekanan nadi. Respon arteri terhadap tekanan eksternal ini tidak bergantung pada endotel. Pilihan tekanan yang diterapkan dari luar ke arteri tidak hanya memungkinkan tes dengan hiperemia reaktif menurut dinamika sinyal PPG di area kepatuhan arteri yang paling optimal, tetapi juga memiliki nilai diagnostiknya sendiri. Penghapusan keluarga kurva PPG pada berbagai nilai tekanan transmural memungkinkan untuk memperoleh informasi tentang karakteristik reologi arteri. Informasi ini memungkinkan untuk membedakan antara perubahan yang terkait dengan efek autoregulasi dari alat otot polos dinding arteri dalam bentuk peningkatan diameter dari sifat elastis arteri. Peningkatan diameter arteri menyebabkan peningkatan komponen konstan), karena volume darah yang lebih besar di area yang dipindai. Komponen pulsa dari sinyal mencerminkan peningkatan volume darah dalam sistol. Amplitudo PPG ditentukan oleh komplians dinding arteri selama perjalanan gelombang tekanan nadi. Lumen arteri seperti itu tidak mempengaruhi amplitudo sinyal PPG. Tidak ada paralelisme lengkap antara peningkatan diameter pembuluh dan kepatuhan dinding dengan perubahan tekanan transmural.
Pada tekanan transmural rendah, dinding arteri menjadi kurang kaku dibandingkan dengan sifat mekaniknya yang ditentukan pada nilai tekanan darah fisiologis.
Optimalisasi tes dalam hal tekanan transmural secara signifikan meningkatkan sensitivitasnya, sehingga memungkinkan untuk mendeteksi patologi pada tahap awal disfungsi endotel. Sensitivitas tes yang tinggi akan memungkinkan untuk secara efektif mengevaluasi pelaksanaan terapi farmakologis yang ditujukan untuk memperbaiki disfungsi endotel.
Dengan peningkatan tekanan dalam manset hingga 100 mm Hg. ada peningkatan konstan dalam sinyal, amplitudo maksimum sinyal ditentukan pada 100 mm Hg. Peningkatan lebih lanjut dalam tekanan manset menyebabkan penurunan amplitudo sinyal PPG. Pengurangan tekanan hingga 75 mm Hg. disertai dengan penurunan amplitudo sinyal PPG sebesar 50%. Tekanan dalam manset juga mengubah bentuk sinyal PPG (lihat gambar 3).
Perubahan bentuk sinyal PPG terdiri dari peningkatan tajam dalam laju kenaikan sistolik dengan penundaan simultan pada saat awal kenaikan. Perubahan bentuk ini mencerminkan pengaruh manset pada bagian dari gelombang tekanan pulsa. Fenomena ini disebabkan oleh pengurangan tekanan dari gelombang pulsa, jumlah tekanan manset.
Mengangkat lengan relatif ke "titik tekanan yang sama" (tingkat jantung) memungkinkan Anda untuk menolak menggunakan tekanan (tegangan) yang diberikan secara eksternal menggunakan manset. Mengangkat lengan dari "titik tekanan yang sama" ke posisi diperpanjang ke atas meningkatkan amplitudo PPG. Penurunan berikutnya dari tangan ke tingkat awal mengurangi amplitudo ke tingkat awal.
Gravitasi merupakan faktor penting yang mempengaruhi besarnya tekanan transmural. Tekanan transmural di arteri digital dari tangan yang diangkat kurang dari tekanan di arteri yang sama, terletak di tingkat jantung, dengan produk dari nilai-nilai kepadatan darah, percepatan gravitasi dan jarak dari "titik persamaan tekanan":
di mana Ptrh - tekanan transmural di arteri digital tangan yang terangkat,
Ptrho - tekanan transmural di arteri digital setinggi jantung, p - kepadatan darah (1,03 g/cm), g - percepatan gravitasi (980 cm/detik), h - jarak dari titik tekanan yang sama ke arteri digital dari tangan yang terangkat (90 cm). Pada jarak tertentu dari "titik tekanan yang sama", tekanan orang yang berdiri dengan tangan terangkat adalah 66 mm Hg. di bawah tekanan rata-rata di arteri digital, diukur pada tingkat jantung.
Dengan demikian, tekanan transmural dapat dikurangi dengan meningkatkan tekanan yang diberikan secara eksternal atau dengan mengurangi tekanan di dalam bejana. Mengurangi tekanan di arteri digital cukup mudah. Untuk melakukan ini, Anda perlu menaikkan kuas di atas ketinggian jantung. Secara bertahap mengangkat tangan, kami mengurangi tekanan transmural di arteri digital. Dalam hal ini, amplitudo sinyal PPG meningkat tajam. Di tangan yang terangkat, tekanan rata-rata di arteri digital bisa turun hingga 30 mm Hg, sedangkan saat tangan sejajar dengan jantung, itu adalah 90 mm Hg. Tekanan transmural di arteri tungkai bawah bisa empat kali lebih besar daripada di arteri lengan yang terangkat. Pengaruh tekanan hidrostatik pada nilai tekanan transmural dapat digunakan dalam uji fungsional untuk menilai sifat viskoelastik dinding arteri.
Penemuan yang diklaim memiliki keuntungan sebagai berikut:
1) tekanan untuk tes oklusi dipilih secara individual untuk setiap pasien,
2) informasi diberikan tentang sifat viskoelastik dari dasar arteri (sesuai dengan ketergantungan amplitudo sinyal PG pada tekanan (gaya)),
3) rasio signal-to-noise yang ditingkatkan disediakan,
4) tes oklusif dilakukan di area kepatuhan arteri yang paling optimal,
5) penemuan memungkinkan untuk memperoleh informasi tentang karakteristik reologi arteri dengan mengambil keluarga kurva PPG pada berbagai nilai tekanan transmural,
6) penemuan meningkatkan sensitivitas pengujian, dan akibatnya, keandalan penilaian fungsi endotel,
7) memungkinkan untuk mendeteksi patologi pada tahap awal disfungsi endotel,
8) memungkinkan Anda untuk menilai efektivitas farmakoterapi yang sedang berlangsung dengan andal.
1. Metode untuk penentuan non-invasif fungsi endotel, termasuk melakukan tes oklusif, di mana tekanan yang melebihi tekanan sistolik subjek dibuat di manset, yang diterapkan secara proksimal dari area ekstremitas yang terletak, dan oklusi dilakukan selama 5 menit, ditandai bahwa pada tahap pertama, penurunan tekanan transmural di ekstremitas, daftarkan amplitudo sinyal plethysmographic pada tekanan yang berbeda, tentukan tekanan di mana amplitudo sinyal plethysmographic maksimum, kemudian mengurangi tekanan ke nilai yang sesuai dengan persentase tertentu dari amplitudo maksimum, pada tahap kedua, tes oklusif dilakukan, dan tekanan melebihi sistolik dibuat tekanan subjek tes setidaknya 50 mm Hg, kemudian setelah tes oklusi, sinyal plethysmographic yang terdaftar dianalisis dengan menggunakan analisis amplitudo dan waktu secara simultan sesuai dengan data yang diperoleh dari referensi y dan saluran yang diuji.
2. Metode menurut klaim 1, dicirikan bahwa tekanan transmural dikurangi dengan menerapkan manset di mana tekanan dibuat ke area ekstremitas.
3. Metode menurut klaim 1, dicirikan bahwa tekanan pada jaringan ekstremitas meningkat secara terpisah dalam peningkatan 5 mm Hg. dan durasi langkah 5-10 detik, amplitudo sinyal plethysmographic secara bersamaan direkam.
4. Metode menurut klaim 1, dicirikan bahwa untuk mengurangi tekanan transmural di arteri yang terletak, tekanan hidrostatik dikurangi dengan menaikkan anggota badan ke ketinggian yang telah ditentukan relatif terhadap tingkat jantung.
5. Metode menurut klaim 1, dicirikan bahwa setelah memilih nilai tekanan transmural, di mana amplitudo sinyal plethysmographic adalah 50% dari nilai maksimum yang mungkin, tekanan suprasistolik dibuat di oklusal cuff yang dipasang proksimal ke terletak arteri, sinyal plethysmographic direkam.
6. Metode menurut klaim 5, dicirikan bahwa setelah setidaknya 5 menit pemasangan manset oklusif dipasang proksimal ke arteri yang terletak, tekanan di dalamnya diturunkan ke nol, dan pencatatan perubahan sinyal plethysmographic dilakukan keluar secara bersamaan untuk dua, referensi dan uji, saluran setidaknya selama 3 menit.
7. Metode menurut klaim 1, dicirikan bahwa ketika melakukan analisis amplitudo, amplitudo sinyal dalam saluran referensi dan uji dibandingkan, laju peningkatan amplitudo sinyal dalam saluran uji, rasio amplitudo sinyal, maksimum yang diperoleh pada nilai tekanan transmural yang berbeda dengan nilai sinyal maksimum, diperoleh setelah uji oklusi.
8. Metode menurut klaim 1, dicirikan bahwa selama analisis waktu, kurva plethysmographic yang diperoleh dari referensi dan saluran uji dibandingkan, prosedur normalisasi sinyal dilakukan, dan kemudian waktu tunda atau pergeseran fasa ditentukan.
9. Alat untuk penentuan non-invasif fungsi endotel, termasuk unit sensor yang dibuat sebagai dua saluran dan memiliki kemampuan untuk mencatat kurva nadi dari arteri perifer, unit pembangkit tekanan, dibuat dengan kemampuan untuk menciptakan tekanan bertahap di dalam manset , dan unit elektronik, dibuat dengan kemampuan untuk menentukan tekanan dalam manset yang sesuai dengan amplitudo maksimum sinyal plethysmographic, dan kontrol unit pembangkit tekanan untuk menetapkan tekanan dalam manset yang sesuai dengan amplitudo sinyal plethysmographic, yang adalah persentase amplitudo maksimum yang telah ditentukan sebelumnya, sementara unit sensor terhubung ke unit elektronik, ke output yang terhubung dengan unit pembangkit tekanan.
10. Perangkat menurut klaim 9, dicirikan bahwa unit pembangkit tekanan dikonfigurasi untuk membuat peningkatan tekanan bertahap dalam manset dengan langkah 5 mm Hg dan durasi langkah 5-10 detik.
11. Perangkat menurut klaim 9, dicirikan bahwa setiap saluran dari blok sensor mencakup dioda inframerah dan fotodetektor yang ditempatkan dengan kemungkinan mendaftarkan sinyal cahaya yang melewati area yang ditempatkan.
12. Perangkat menurut klaim 9, dicirikan bahwa setiap saluran dari blok sensor mencakup dioda inframerah dan fotodetektor yang ditempatkan dengan kemungkinan merekam sinyal cahaya yang dihamburkan yang dipantulkan dari area yang ditempatkan.
13. Perangkat menurut klaim 9, dicirikan bahwa unit sensor mencakup elektroda impedansi, atau sensor Hall, atau tabung elastis yang diisi dengan bahan konduktif listrik.
14. Perangkat menurut klaim 11, dicirikan bahwa fotodetektor dihubungkan oleh filter yang mampu mengekstrak komponen pulsa dari sinyal total.
Invensi ini berkaitan dengan kedokteran dan fisiologi dan dapat digunakan untuk penilaian komprehensif tingkat kinerja fisik orang-orang yang praktis sehat yang berusia lebih dari 6 tahun dengan tingkat kebugaran yang berbeda, tanpa batasan kesehatan.
Invensi ini berkaitan dengan kedokteran, yaitu diagnostik fungsional, dan dapat digunakan untuk penentuan non-invasif fungsi endotel
Memuat...