1 SBEE HPE "Krievijas Federācijas Veselības un sociālās attīstības ministrijas Kubaņas Valsts medicīnas universitāte", Krasnodara
Pārskatā aplūkota asinsvadu endotēlija fizioloģisko funkciju problēma. Asinsvadu endotēlija funkciju izpētes vēsture aizsākās 1980. gadā, kad slāpekļa oksīdu atklāja R. Furshgot un I. Zawadzki. 1998. gadā tika veidota teorētiskā bāze jaunam fundamentālo un klīnisko pētījumu virzienam - endotēlija iesaistīšanās arteriālās hipertensijas un citu sirds un asinsvadu slimību patoģenēzes attīstībai, kā arī tā disfunkcijas efektīvai korekcijai. Rakstā apskatīti galvenie darbi par endotelīnu, slāpekļa oksīda, angiotenzīna II un citu bioloģiski aktīvo endotēlija vielu fizioloģisko lomu. Ir izklāstīts problēmu loks, kas saistīts ar bojāta endotēlija kā potenciāla marķiera daudzu slimību attīstībai izpēti.
bioloģiski aktīvās vielas
paplašinātāji
konstriktoriem
slāpekļa oksīds
endotēlijs
1. Gomazkovs O.A. Endotēlijs - endokrīnais koks // Daba. - 2000. - Nr.5.
2. Menščikova E.V., Zenkovs N.K. Oksidatīvais stress iekaisuma gadījumā // Uspekhi sovrem. biol. - 1997. - T. 117. - S. 155-171.
3. Odyvanova L.R., Sosunov A.A., Gatchev Ya. Slāpekļa oksīds (NO) nervu sistēmā // Uspekhi sovrem. biol. - 1997. - Nr.3. – 374‒389.lpp.
4. Reutov V.P. Slāpekļa oksīda cikls zīdītāju ķermenī // Uspekhi sovrem. biol. - 1995. - Nr.35. - S. 189-228.
5 Kuka J.P. Asimetrisks dimetilarginīns: Uber marķieris? // Tirāža. - 2004. - Nr. 109. - R. 1813.
6. Davignon J., Ganz P. Endotēlija disfunkcijas loma aterosklerozes gadījumā // Cirkulācija. - 2004. - Nr. 109. - R. 27.
7. De Caterina R. Endotēlija disfunkcijas: asinsvadu slimību kopsaucēji // Pašreizējais viedoklis lipidoloģijā. – 2000. Sēj. 11, Nr.1. - R. 9-23.
8. Kawashima S. Endotēlija slāpekļa oksīda sintāzes divas sejas aterosklerozes patofizioloģijā // Endotēlijs. - 2004. sēj. 11, Nr.2. - R. 99-107.
9. Libby P. Iekaisums aterosklerozes gadījumā // Daba. - 2002. - Sēj. 420, Nr. 6917. - R. 868-874.
10. Tan K.C.B., Chow W.S., Ai V.H.G. Angiotenzīna II receptoru antagonista ietekme uz endotēlija vazomotoru funkciju un albumīna izdalīšanos ar urīnu 2. tipa diabēta pacientiem ar mikroalbuminūriju // Diabēta metabolisma pētījumi un pārskati. - 2002. - Sēj. 18, Nr.1. - R. 71-76.
Endotēlijs ir aktīvs endokrīnais orgāns, lielākais organismā, izkliedēti kopā ar asinsvadiem visos audos. Endotēlijs saskaņā ar klasisko histologu definīciju ir viena slāņa specializētu šūnu slānis, kas no iekšpuses izklāj visu sirds un asinsvadu koku, kas sver aptuveni 1,8 kg. Viens triljons šūnu ar vissarežģītākajām bioķīmiskajām funkcijām, ieskaitot proteīnu un zemas molekulmasas vielu sintēzes sistēmas, receptorus, jonu kanālus.
Endoteliocīti sintezē vielas, kas ir svarīgas asinsreces kontrolei, asinsvadu tonusa regulēšanai, asinsspiediena regulēšanai, nieru filtrācijas funkcijai, sirds saraušanās aktivitātei un smadzeņu vielmaiņas atbalstam. Endotēlijs spēj reaģēt uz plūstošu asiņu mehānisko ietekmi, asinsspiediena lielumu asinsvada lūmenā un asinsvada muskuļu slāņa spriedzes pakāpi. Endotēlija šūnas ir jutīgas pret ķīmiskām ietekmēm, kas var izraisīt palielinātu cirkulējošo asins šūnu agregāciju un adhēziju, trombozes attīstību un lipīdu konglomerātu sedimentāciju (1. tabula).
Visi endotēlija faktori ir sadalīti tajos, kas izraisa asinsvadu sieniņas muskuļu slāņa kontrakciju un atslābināšanos (konstriktori un paplašinātāji). Galvenie konstriktori ir uzskaitīti zemāk.
Lielajam endotelīnam, neaktīvam endotelīna prekursoram, kas satur 38 aminoskābju atlikumus, in vitro ir mazāk izteikta vazokonstriktora aktivitāte (salīdzinājumā ar endotelīnu). Lielā endotelīna galīgā apstrāde tiek veikta, piedaloties endotelīnu konvertējošajam enzīmam.
Endotelīns (ET). Japāņu pētnieks M. Yanagasawa u.c. (1988) aprakstīja jaunu endotēlija peptīdu, kas aktīvi sarauj asinsvadu gludās muskulatūras šūnas. Atklātais peptīds ar nosaukumu ET nekavējoties kļuva par intensīvas izpētes priekšmetu. ET šodien ir viens no populārākajiem bioaktīvajiem regulatoriem sarakstā. Šī viela ar visspēcīgāko vazokonstriktīvo aktivitāti veidojas endotēlijā. Organismā ir vairākas peptīda formas, kas atšķiras ar nelielām ķīmiskās struktūras niansēm, bet ir ļoti atšķirīgas pēc lokalizācijas organismā un fizioloģiskās aktivitātes. ET sintēzi stimulē trombīns, adrenalīns, angiotenzīns (AT), interleikīni, šūnu augšanas faktori uc Vairumā gadījumu ET tiek izdalīts no endotēlija "iekšā", muskuļu šūnās, kur atrodas pret to jutīgie ETA receptori. . Mazāka sintezētā peptīda daļa, mijiedarbojoties ar ETB tipa receptoriem, stimulē NO sintēzi. Tādējādi viens un tas pats faktors regulē divas pretējas asinsvadu reakcijas (sašaurinājumu un paplašināšanos), ko realizē dažādi ķīmiskie mehānismi.
1. tabula
Endotēlijā sintezētie un tā darbību regulējošie faktori
|
Faktori, kas izraisa asinsvadu sieniņas muskuļu slāņa kontrakciju un atslābināšanos |
|
|
Konstriktori |
paplašinātāji |
|
Lielais endotelīns (bET) |
Slāpekļa oksīds (NO) |
|
Angiotenzīns II (AT II) |
Lielais endotelīns (bET) |
|
Tromboksāns A2 (TxA2) |
Prostaciklīns (PGI2) |
|
Prostaglandīns H2 (PGH2) |
Endotelīna depolarizācijas faktors (EDHF) |
|
Angiotenzīns I (AT I) |
|
|
Adrenomedulīns |
|
|
Prokoagulanti un antikoagulanti faktori |
|
|
Protrombogēna |
Antitrombogēns |
|
Trombocītu augšanas faktors (TGFβ) |
Slāpekļa oksīds (NO) |
|
Audu plazminogēna aktivatora inhibitors (ITAP) |
Audu plazminogēna aktivators (TPA) |
|
Vilebranda faktors (VIII asinsreces faktors) |
Prostaciklīns (PGI2) |
|
Angiotenzīns IV (AT IV) |
Trombomodulīns |
|
Endotelīns I (ET I) |
|
|
fibronektīns |
|
|
Trombospondīns |
|
|
Trombocītu aktivējošais faktors (PAF) |
|
|
Faktori, kas ietekmē asinsvadu un gludo muskuļu šūnu augšanu |
|
|
Stimulanti |
Inhibitori |
|
Endotelīns I (ET I) |
Slāpekļa oksīds (NO) |
|
Angiotenzīns II (AT II) |
Prostaciklīns (PGI2) |
|
superoksīda radikāļi |
Natriurētiskais peptīds C |
|
Endotēlija augšanas faktors (ECGF) |
Heparīnam līdzīgi augšanas inhibitori |
|
Pro-iekaisuma un pretiekaisuma faktori |
|
|
Pro-iekaisuma |
Pretiekaisuma |
|
Audzēja nekrozes faktors α (TNF-α) |
Slāpekļa oksīds (NO) |
|
superoksīda radikāļi |
|
|
C-reaktīvais proteīns (C-RP) |
|
Attiecībā uz ET ir identificēti receptoru apakštipi, kas nav līdzīgi šūnu lokalizācijā un izraisa "signālu" bioķīmiskās reakcijas. Skaidri izsekojama bioloģiskā likumsakarība, kad viena un tā pati viela, it īpaši ET, regulē dažādus fizioloģiskos procesus (2. tabula).
ET ir polipeptīdu grupa, kas sastāv no trim izomēriem (ET-1, ET-2, ET-3), kas atšķiras ar dažām variācijām un aminoskābju secību. Pastāv liela līdzība starp ET struktūru un dažiem neirotoksiskajiem peptīdiem (skorpionu indēm, čūskām).
Visu ET galvenais darbības mehānisms ir palielināt kalcija jonu saturu asinsvadu gludo muskuļu šūnu citoplazmā, kas izraisa:
- visu hemostāzes fāžu stimulēšana, sākot ar trombocītu agregāciju un beidzot ar sarkanā tromba veidošanos;
- asinsvadu gludo muskuļu kontrakcija un augšana, izraisot asinsvadu sašaurināšanos un asinsvadu sieniņu sabiezēšanu un to diametra samazināšanos.
2. tabula
ET receptoru apakštipi: lokalizācija, fizioloģiskie efekti
un sekundāro starpnieku iesaistīšana
ET ietekme ir neskaidra, un to nosaka vairāki iemesli. Aktīvākais izomērs ir ET-1. Tas veidojas ne tikai endotēlijā, bet arī asinsvadu gludajos muskuļos, neironos, glia, nieru, aknu un citu orgānu mezengiālajās šūnās. Pusperiods - 10-20 minūtes, asins plazmā - 4-7 minūtes. ET-1 ir iesaistīts vairākos patoloģiskos procesos: miokarda infarkts, sirds aritmija, plaušu un sistēmiska hipertensija, ateroskleroze utt.
Bojātais endotēlijs sintezē lielu ET daudzumu, izraisot vazokonstrikciju. Lielas ET devas izraisa būtiskas sistēmiskās hemodinamikas izmaiņas: sirdsdarbības ātruma un sirdsdarbības tilpuma samazināšanos, asinsvadu pretestības palielināšanos sistēmiskajā cirkulācijā par 50%, mazajā - par 130%.
Angiotenzīns II (AT II) ir fizioloģiski aktīvs peptīds ar antihipertensīvu efektu. Tas ir hormons, kas veidojas cilvēka asinīs, aktivizējoties renīna-angiotenzīna sistēmai un ir iesaistīts asinsspiediena un ūdens-sāļu metabolisma regulēšanā. Šis hormons izraisa glomerulu eferento arteriolu sašaurināšanos. Tas palielina nātrija un ūdens reabsorbciju nieru kanāliņos. AT II sašaurina artērijas un vēnas, kā arī stimulē tādu hormonu veidošanos kā vazopresīns un aldosterons, kas izraisa spiediena palielināšanos. AT II vazokonstriktīvo aktivitāti nosaka tā mijiedarbība ar AT I receptoru.
Tromboksāns A2 (TxA 2) - veicina ātru trombocītu agregāciju, palielinot to receptoru pieejamību fibrinogēnam, kas aktivizē koagulāciju, izraisa asinsvadu spazmas un bronhu spazmas. Turklāt TxA2 ir audzēja veidošanās, trombozes un astmas starpnieks. TxA2 ražo arī asinsvadu gludie muskuļi, trombocīti. Viens no faktoriem, kas stimulē TxA2 izdalīšanos, ir kalcijs, kas lielos daudzumos izdalās no trombocītiem to agregācijas sākumā. Pats TxA2 palielina kalcija saturu trombocītu citoplazmā. Turklāt kalcijs aktivizē trombocītu kontraktilos proteīnus, kas uzlabo to agregāciju un degranulāciju. Tas aktivizē fosfolipāzi A2, kas pārvērš arahidonskābi par prostaglandīniem G2, H2 - vazokonstriktoriem.
Prostaglandīns H2 (PGH2) - ir izteikta bioloģiskā aktivitāte. Tas stimulē trombocītu agregāciju un izraisa gludu muskuļu kontrakciju, veidojot vazospazmu.
Vielu grupu, ko sauc par paplašinātājiem, pārstāv šādas bioloģiski aktīvās vielas.
Slāpekļa oksīds (NO) ir zemas molekulmasas un bez uzlādes molekula, kas spēj ātri izkliedēties un brīvi iekļūt blīvos šūnu slāņos un starpšūnu telpā. Atbilstoši savai struktūrai NO satur nepāra elektronu, tam ir augsta ķīmiskā aktivitāte un tas viegli reaģē ar daudzām šūnu struktūrām un ķīmiskajām sastāvdaļām, kas izraisa tā bioloģisko efektu ārkārtēju dažādību. NO var izraisīt dažādus un pat pretējus efektus mērķa šūnās, kas ir atkarīgs no papildu faktoru klātbūtnes: redoksa un proliferācijas statusa un vairākiem citiem apstākļiem. NO ietekmē efektoru sistēmas, kas kontrolē šūnu proliferāciju, apoptozi un diferenciāciju, kā arī to izturību pret stresu. NO darbojas kā starpnieks parakrīna signāla pārraidē. NO darbība izraisa ātru un relatīvi īslaicīgu reakciju mērķa šūnās kalcija līmeņa pazemināšanās dēļ, kā arī ilgstošu iedarbību noteiktu gēnu indukcijas dēļ. Mērķa šūnās NO un tā aktīvie atvasinājumi, piemēram, peroksinitrīts, iedarbojas uz proteīniem, kas satur hēmu, dzelzs-sēra centrus un aktīvos tiolus, kā arī inhibē dzelzs-sēra enzīmus. Turklāt NO tiek uzskatīts par vienu no intra- un starpšūnu signālu vēstnešiem centrālajā un perifērajā nervu sistēmā un tiek uzskatīts par limfocītu proliferācijas regulatoru. Endogēnais NO ir svarīga sistēmas sastāvdaļa, kas regulē kalcija homeostāzi šūnās un attiecīgi arī Ca 2+ atkarīgo proteīnkināžu aktivitāti. NO veidošanās organismā notiek L-arginīna fermentatīvās oksidācijas laikā. NO sintēzi veic citohromam-P-450 līdzīgu hemoproteīnu grupa - NO-sintāzes.
Saskaņā ar vairāku pētnieku definīciju - NĒ - "divpusējs Januss":
- NO gan pastiprina lipīdu peroksidācijas (LPO) procesus šūnu membrānās un seruma lipoproteīnos, gan inhibē tos;
- NO izraisa vazodilatāciju, bet var izraisīt arī vazokonstrikciju;
- NO inducē apoptozi, bet tam ir aizsargājoša iedarbība pret citu aģentu izraisītu apoptozi;
- NO spēj modulēt iekaisuma reakcijas attīstību un inhibēt oksidatīvo fosforilāciju mitohondrijās un ATP sintēzi.
Prostaciklīns (PGI2) - tiek ražots galvenokārt endotēlijā. Prostaciklīna sintēze notiek pastāvīgi. Tas kavē trombocītu agregāciju, turklāt tam ir vazodilatējoša iedarbība, stimulējot specifiskus receptorus uz asinsvadu gludās muskulatūras šūnām, kas izraisa adenilāta ciklāzes aktivitātes palielināšanos tajās un cAMP veidošanās palielināšanos tajās.
Endotēlija atkarīgais hiperpolarizējošais faktors (EDHF) – savā struktūrā tas nav identificēts kā NO vai prostataciklīns. EDHF izraisa arteriālās sienas gludās muskulatūras slāņa hiperpolarizāciju un attiecīgi tā relaksāciju. G. Edvards u.c. (1998) atklāja, ka EDHF nav nekas cits kā K+, ko endoteliocīti izdala artērijas sienas mioendoteliālajā telpā, kad tā tiek pakļauta atbilstošam stimulam. EDHF spēj spēlēt svarīgu lomu asinsspiediena regulēšanā.
Adrenomedulīns atrodas asinsvadu sieniņās, gan priekškambaros, gan sirds kambaros, cerebrospinālajā šķidrumā. Ir norādes, ka adrenomedulīnu var sintezēt plaušās un nierēs. Adrenomedulīns stimulē NO ražošanu endotēlijā, kas veicina vazodilatāciju, paplašina nieru asinsvadus un palielina glomerulārās filtrācijas ātrumu un diurēzi, palielina natriurēzi, samazina gludo muskuļu šūnu proliferāciju, novērš hipertrofijas attīstību un miokarda un asins pārveidošanu. asinsvadus, inhibē aldosterona un ET sintēzi.
Nākamā asinsvadu endotēlija funkcija ir dalība hemostāzes reakcijās protrombogēnu un antitrombogēnu faktoru izdalīšanās dēļ.
Protrombogēnu faktoru grupu pārstāv šādi līdzekļi.
Trombocītu augšanas faktors (PDGF) ir visvairāk izpētītais olbaltumvielu augšanas faktoru grupas loceklis. PDGF var mainīt šūnas proliferācijas statusu, ietekmējot proteīnu sintēzes intensitāti, bet neietekmējot agrīnās atbildes gēnu, piemēram, c-myc un c-fos, transkripcijas uzlabošanos. Trombocīti paši nesintezē olbaltumvielas. PDGF sintēze un apstrāde tiek veikta megakariocītos - kaulu smadzeņu šūnās, trombocītu prekursoros - un tiek uzglabāta trombocītu α-granulās. Kamēr PDGF atrodas trombocītos, tas nav pieejams citām šūnām, tomēr, mijiedarbojoties ar trombīnu, notiek trombocītu aktivācija, kam seko satura izdalīšanās serumā. Trombocīti ir galvenais PDGF avots organismā, taču tajā pašā laikā ir pierādīts, ka arī dažas citas šūnas var sintezēt un izdalīt šo faktoru: tās galvenokārt ir mezenhimālas izcelsmes šūnas.
Audu plazminogēna aktivatora inhibitors-1 (ITAP-1) - ražo endotēlija šūnas, gludās muskulatūras šūnas, megakariocīti un mezoteliālās šūnas; nogulsnējas trombocītos neaktīvā formā un ir serpīns. ITAP-1 līmenis asinīs tiek regulēts ļoti precīzi un paaugstinās daudzos patoloģiskos apstākļos. Tā ražošanu stimulē trombīns, transformējošais augšanas faktors β, trombocītu augšanas faktors, IL-1, TNF-α, insulīnam līdzīgais augšanas faktors, glikokortikoīdi. ITAP-1 galvenā funkcija ir ierobežot fibrinolītisko aktivitāti līdz hemostatiskā aizbāžņa vietai, inhibējot tPA. Tas ir viegli izdarāms, jo tā saturs asinsvadu sieniņās ir lielāks nekā audu plazminogēna aktivators. Tādējādi bojājuma vietā aktivētie trombocīti izdala pārmērīgu ITAP-1 daudzumu, novēršot priekšlaicīgu fibrīna līzi.
Audu plazminogēna aktivatora-2 inhibitors (ITAP-2) ir galvenais urokināzes inhibitors.
Von Willebrand faktors (VIII - vWF) - sintezēts endotēlijā un megakariocītos; stimulē trombu veidošanās sākšanos: veicina trombocītu receptoru piesaisti asinsvadu kolagēnam un fibronektīnam, uzlabo trombocītu adhēziju un agregāciju. Šī faktora sintēze un izdalīšanās palielinās vazopresīna ietekmē ar endotēlija bojājumiem. Tā kā visi stresa apstākļi palielina vazopresīna izdalīšanos, tad stresa, ekstremālos apstākļos palielinās asinsvadu trombogenitāte.
AT II tiek ātri metabolizēts (pusperiods - 12 minūtes), piedaloties aminopeptidāzei A, veidojot AT III, un pēc tam aminopeptidāzes N ietekmē - angiotenzīns IV, kam ir bioloģiskā aktivitāte. AT IV, domājams, ir iesaistīts hemostāzes regulēšanā, mediē glomerulārās filtrācijas inhibīciju.
Svarīgu lomu spēlē fibronektīns, glikoproteīns, kas sastāv no divām ķēdēm, kas savienotas ar disulfīda saitēm. To ražo visas asinsvadu sieniņas šūnas, trombocīti. Fibronektīns ir fibrīna stabilizējošā faktora receptors. Veicina trombocītu adhēziju, piedaloties balto asins recekļu veidošanā; saistās ar heparīnu. Pievienojoties fibrīnam, fibronektīns sabiezē trombu. Fibronektīna ietekmē gludās muskulatūras šūnas, epitēlija šūnas un fibroblasti palielina jutību pret augšanas faktoriem, kas var izraisīt asinsvadu muskuļu sieniņu sabiezēšanu un kopējās perifēro asinsvadu pretestības palielināšanos.
Trombospondīns ir glikoproteīns, ko ražo ne tikai asinsvadu endotēlijs, bet arī trombocītos. Tas veido kompleksus ar kolagēnu, heparīnu, kas ir spēcīgs agregācijas faktors, kas veicina trombocītu adhēziju ar subendotēliju.
Trombocītu aktivējošais faktors (PAF) - veidojas dažādās šūnās (leikocītos, endotēlija šūnās, tuklo šūnās, neitrofilos, monocītos, makrofāgos, eozinofīlos un trombocītos), attiecas uz vielām ar spēcīgu bioloģisku iedarbību.
PAF ir iesaistīts tūlītēju alerģisku reakciju patoģenēzē. Tas stimulē trombocītu agregāciju ar sekojošu XII faktora (Hagemana faktora) aktivāciju. Aktivizētais XII faktors savukārt aktivizē kinīnu veidošanos, no kuriem svarīgākais ir bradikinīns.
Antitrombogēno faktoru grupu pārstāv šādas bioloģiski aktīvās vielas.
Audu plazminogēna aktivators (tPA, III faktors, tromboplastīns, TPA) - serīna proteāze katalizē neaktīvā plazminogēna proenzīma pārvēršanu par aktīvo plazmīna enzīmu un ir svarīga fibrinolīzes sistēmas sastāvdaļa. tPA ir viens no enzīmiem, kas visbiežāk iesaistīti bazālās membrānas, ekstracelulārās matricas iznīcināšanā un šūnu invāzijā. To ražo endotēlijs, un tas ir lokalizēts asinsvadu sieniņā. tPA ir fosfolipoproteīns, endotēlija aktivators, kas izdalās asinsritē, reaģējot uz dažādiem stimuliem.
Galvenās funkcijas ir samazinātas līdz ārējā asins koagulācijas mehānisma aktivizācijas uzsākšanai. Tam ir augsta afinitāte pret F.VII, kas cirkulē asinīs. Ca2+ jonu klātbūtnē TAP veido kompleksu ar f.VII, izraisot tā konformācijas izmaiņas un pēdējo pārvēršot serīna proteāzē f.VIIa. Iegūtais komplekss (f.VIIa-T.f.) pārvērš f.X par serīna proteāzi f.Xa. TAP-VII faktora komplekss spēj aktivizēt gan X, gan IX faktoru, kas galu galā veicina trombīna veidošanos.
Trombomodulīns ir proteoglikāns, kas atrodams asinsvados un ir trombīna receptors. Ekvimolārais trombīna-trombomodulīna komplekss neizraisa fibrinogēna pārvēršanu fibrīnā, paātrina trombīna inaktivāciju ar antitrombīna III palīdzību un aktivizē proteīnu C, vienu no fizioloģiskajiem asins antikoagulantiem (asins recēšanas inhibitoriem). Kombinācijā ar trombīnu trombomodulīns darbojas kā kofaktors. Ar trombomodulīnu saistītais trombīns aktīvā centra konformācijas izmaiņu rezultātā kļūst jutīgāks pret tā inaktivāciju ar antitrombīna III palīdzību un pilnībā zaudē spēju mijiedarboties ar fibrinogēnu un aktivizēt trombocītus.
Asins šķidrais stāvoklis tiek uzturēts, pateicoties to kustībai, endotēlija koagulācijas faktoru adsorbcijai un, visbeidzot, dabisko antikoagulantu dēļ. Vissvarīgākie no tiem ir antitrombīns III, proteīns C, proteīns S un ārējā koagulācijas mehānisma inhibitors.
Antitrombīns III (AT III) - neitralizē trombīna un citu aktivēto asinsreces faktoru (XIIa faktors, XIa faktors, Xa faktors un IXa faktors) aktivitāti. Ja nav heparīna, AT III kompleksa veidošanās ar trombīnu notiek lēni. Kad AT III lizīna atlikumi saistās ar heparīnu, tā molekulā notiek konformācijas nobīdes, kas veicina ātru AT III reaktīvās vietas mijiedarbību ar trombīna aktīvo vietu. Šī heparīna īpašība ir tā antikoagulanta darbības pamatā. AT III veido kompleksus ar aktivizētiem asinsreces faktoriem, bloķējot to darbību. Šo reakciju asinsvadu sieniņās un endotēlija šūnās paātrina heparīnam līdzīgas molekulas.
C proteīns ir no K vitamīna atkarīgs proteīns, kas sintezēts aknās, kas saistās ar trombomodulīnu un tiek pārveidots ar trombīnu par aktīvo proteāzi. Mijiedarbojoties ar proteīnu S, aktivētais proteīns C iznīcina Va faktoru un VIIIa faktoru, apturot fibrīna veidošanos. Aktivētais proteīns C var arī stimulēt fibrinolīzi. C proteīna līmenis nav tik cieši saistīts ar tendenci uz trombozi kā AT III līmenis. Turklāt proteīns C stimulē audu plazminogēna aktivatora izdalīšanos no endotēlija šūnām. Proteīns S ir proteīna C kofaktors.
Proteīns S ir protrombīna kompleksa faktors, proteīna C kofaktors. AT III, proteīna C un proteīna S līmeņa pazemināšanās vai to strukturālās novirzes izraisa asins recēšanas palielināšanos. Proteīns S - K vitamīna atkarīgs vienas ķēdes plazmas proteīns, ir aktivētā proteīna C kofaktors, kopā ar kuru tas regulē asins recēšanas ātrumu. Proteīns S tiek sintezēts hepatocītos, endotēlija šūnās, megakariocītos, Leidinga šūnās un arī smadzeņu šūnās. Proteīns S darbojas kā neenzimatisks kofaktors aktivētajam proteīnam C, serīna proteāzei, kas iesaistīta Va un VIIIa faktoru proteolītiskā noārdīšanā.
Visi faktori, kas ietekmē asinsvadu un gludo muskuļu šūnu augšanu, ir sadalīti stimulatoros un inhibitoros. Galvenie stimulanti ir uzskaitīti zemāk.
Galvenā skābekļa aktīvā forma ir radikāļu anjonu superoksīds (Ō2), kas veidojas, pievienojot vienu elektronu skābekļa molekulai pamatstāvoklī. Ō2 ir bīstams, jo tas var bojāt proteīnus, kas satur dzelzs sēra kopas, piemēram, akonitāzi, sukcināta dehidrogenāzi un NADH-ubihinona oksidoreduktāzi. Skābās pH vērtībās Ō2 var protonēt, veidojot reaktīvāku peroksīda radikāli. Divu elektronu pievienošana skābekļa molekulai vai viena elektrona pievienošana Ō2 izraisa H2O2 veidošanos, kas ir vidēji spēcīgs oksidētājs.
Jebkuru reaktīvo savienojumu bīstamība lielā mērā ir atkarīga no to stabilitātes. Eksogēni veidotais Ō2 var iekļūt šūnā un (līdz ar endogēnajiem) piedalīties reakcijās, kas izraisa dažādus bojājumus: nepiesātināto taukskābju peroksidācijā, proteīna SH grupu oksidācijā, DNS bojājumos u.c.
Endotēlija šūnu augšanas faktors (beta-endoteliālo šūnu augšanas faktors) – piemīt endotēlija šūnu augšanas faktora īpašības. 50% no ECGF molekulas aminoskābju secības atbilst fibroblastu augšanas faktora (FGF) struktūrai. Abiem šiem peptīdiem ir arī līdzīga heparīna afinitāte un angiogēnā aktivitāte in vivo. Pamata fibroblastu augšanas faktors (bFGF) tiek uzskatīts par vienu no svarīgākajiem audzēja angioģenēzes induktoriem.
Galvenie asinsvadu un gludo muskuļu šūnu augšanas inhibitori ir šādas vielas.
Endotēlija natriurētiskais peptīds C - tiek ražots galvenokārt endotēlijā, bet ir atrodams arī priekškambaru miokardā, sirds kambaros un nierēs. CNP ir vazoaktīvs efekts, kas izdalās no endotēlija šūnām un parakrīni ietekmē gludo muskuļu šūnu receptorus, izraisot vazodilatāciju. NO deficīta apstākļos tiek pastiprināta CNP sintēze, kam ir kompensējoša nozīme arteriālās hipertensijas un aterosklerozes attīstībā.
Makroglobulīns α2 ir glikoproteīns, kas pieder pie α2-globulīniem un ir viena polipeptīda ķēde ar molekulmasu 725 000 kDa. Neitralizē plazmīnu, kas paliek neinaktivēts pēc mijiedarbības ar α2-antiplazmīnu. Inhibē trombīna aktivitāti.
Heparīna kofaktors II ir glikoproteīns, vienas ķēdes polipeptīds ar molekulmasu 65 000 kDa. Tās koncentrācija asinīs ir 90 mcg / ml. Inaktivē trombīnu, veidojot ar to kompleksu. Reakcija ir ievērojami paātrināta dermatāna sulfāta klātbūtnē.
Asinsvadu endotēlijs rada arī faktorus, kas ietekmē iekaisuma attīstību un gaitu.
Tos iedala pro-iekaisuma un pretiekaisuma. Tālāk ir norādīti iekaisuma veicinošie faktori.
Audzēja nekrozes faktors-α (TNF-α, kahektīns) ir pirogēns, kas lielā mērā dublē IL-1 darbību, taču tam ir arī svarīga loma gramnegatīvo baktēriju izraisītā septiskā šoka patoģenēzē. TNF-α ietekmē strauji palielinās H2O2 un citu brīvo radikāļu veidošanās ar makrofāgu un neitrofilu palīdzību. Hroniska iekaisuma gadījumā TNF-α aktivizē kataboliskos procesus un tādējādi veicina kaheksijas attīstību.
TNF-α citotoksiskā iedarbība uz audzēja šūnu ir saistīta ar DNS degradāciju un traucētu mitohondriju darbību.
C-reaktīvais proteīns (C-RP) var kalpot kā endotēlija disfunkcijas indikators. Ir uzkrāta pietiekama informācija par saistību starp CRP un asinsvadu sieniņu bojājumu attīstību un tās tiešu iesaistīšanos šajā procesā. Ņemot to vērā, C-RP līmenis mūsdienās tiek uzskatīts par uzticamu smadzeņu asinsvadu slimību (insults), sirds (sirdslēkmes) un perifēro asinsvadu slimību komplikāciju prognozētāju. CRP mediē asinsvadu sieniņas bojājuma sākuma stadijas: endotēlija adhēzijas molekulu (ICAM-l, VCAM-l) aktivāciju, ķīmijtaktisko un pro-iekaisuma faktoru sekrēciju (MCP-1 – makrofāgu ķīmijtaktiskais proteīns, IL-6), imūno šūnu piesaistes un adhēzijas veicināšana endotēlijam. Par C-RP līdzdalību asinsvadu sieniņu bojājumos liecina arī dati par C-RP nogulsnēm, kas konstatētas skarto asinsvadu sieniņās miokarda infarkta, aterosklerozes un vaskulīta gadījumā.
Galvenais pretiekaisuma faktors ir slāpekļa oksīds (tā funkcijas ir parādītas iepriekš).
Tādējādi asinsvadu endotēlijs, atrodoties uz robežas starp asinīm un citiem organisma audiem, bioloģiski aktīvo vielu dēļ pilnībā pilda savas galvenās funkcijas: hemodinamisko parametru regulēšanu, tromborezistenci un līdzdalību hemostāzes procesos, līdzdalību iekaisumos un angioģenēzē.
Endotēlija funkcijas vai struktūras pārkāpuma gadījumā krasi mainās tā izdalīto bioloģiski aktīvo vielu spektrs. Endotēlijs sāk izdalīt agregātus, koagulantus, vazokonstriktorus, un daži no tiem (renīna-angiotenzīna sistēma) ietekmē visu sirds un asinsvadu sistēmu. Nelabvēlīgos apstākļos (hipoksija, vielmaiņas traucējumi, ateroskleroze utt.) Endotēlijs kļūst par daudzu patoloģisku procesu ierosinātāju (vai modulatoru) organismā.
Recenzenti:
Berdičevska E.M., medicīnas zinātņu doktore, profesore, vadītāja. Fizioloģijas katedra, Federālā valsts augstākās profesionālās izglītības iestāde "Kubaņas Valsts fiziskās kultūras, sporta un tūrisma universitāte", Krasnodara;
Bykovs I.M., medicīnas zinātņu doktors, profesors, vadītājs. Valsts budžeta augstākās profesionālās izglītības iestādes Fundamentālās un klīniskās bioķīmijas katedra, Krievijas Veselības un sociālās attīstības ministrijas KubGMU, Krasnodara.
Darbs redakcijā saņemts 03.10.2011.
Bibliogrāfiskā saite
Kade A.Kh., Zanin S.A., Gubareva E.A., Turovaya A.Yu., Bogdanova Yu.A., Apsalyamova S.O., Merzlyakova S.N. Asinsvadu ENDOTĒLIJA FIZIOLOĢISKĀS FUNKCIJAS // Fundamentālie pētījumi. - 2011. - Nr.11-3. – P. 611-617;URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=29285 (piekļuves datums: 13.12.2019.). Jūsu uzmanībai piedāvājam izdevniecības "Dabas vēstures akadēmija" izdotos žurnālus
Kas ir endotēlijs?
Endotēlijs
ir īpašas šūnas, kas pārklāj iekšējo
asinsvadu, limfas asinsvadu un sirds dobumu virsmas. Tas atdala asins plūsmu no dziļākiem asinsvadu sienas slāņiem un kalpo kā robeža starp tiem.
Dažādu organisma sistēmu, tostarp nervu sistēmas, normālai darbībai svarīga ir visu tā šūnu un neironu adekvāta "barības vielu" saņemšana ar asinsrites palīdzību.
Par ko, vissvarīgākais ir lielo, mazo un mazāko trauku stāvoklis un jo īpaši to iekšējā siena - endotēlija.
Endotēlijs ir aktīvs orgāns. Tas nepārtraukti ražo lielu daudzumu bioloģiski aktīvo vielu (BAS). Tie ir svarīgi asins koagulācijas procesam, asinsvadu tonusa regulēšanai un asinsspiediena stabilizācijai. "Endotēlijas" bioloģiski aktīvās vielas ir iesaistītas smadzeņu vielmaiņas procesā, ir svarīgas nieru filtrācijas funkcijai un miokarda kontraktilitātei.
Īpaša loma ir endotēlija integritātes stāvoklim. Kamēr tas nav bojāts, tas aktīvi sintezē dažādus BAS faktorus.
Pret recēšanu, tajā pašā laikā paplašina asinsvadus un novērš gludo muskuļu augšanu, kas var sašaurināt šo lūmenu.
Veselīgs endotēlijs sintezē optimālo slāpekļa oksīda (NO) daudzumu, kas uztur asinsvadus paplašinātā stāvoklī un nodrošina atbilstošu asins plūsmu, īpaši smadzenēs.
NO – aktīvs angio – aizsargs, palīdz novērst asinsvadu sieniņu patoloģisku pārstrukturēšanos, aterosklerozes un arteriālās hipertensijas progresēšanu, antioksidants, trombocītu agregācijas un adhēzijas inhibitors.
Angiotenzīns II ietekmē asinsvadu tonusa paaugstināšanos, veicina arteriālās hipertensijas attīstību, lietderīgā NO pārvēršanos par.aktīvs oksidējošs radikālis, kam ir kaitīga iedarbība.
Endotēlijs sintezē faktorus, kas saistīti ar asins recēšanu (trombomodulīnu, fon Vilebranda faktoru, trombospondīnu).
Tādējādi bioloģiski aktīvās vielas, ko pastāvīgi ražo endotēlijs, ir pamats atbilstošai asins plūsmai. Tie ietekmē asinsvadu sieniņas stāvokli (tā spazmu vai relaksāciju) un koagulācijas faktoru aktivitāti.
Normāli funkcionējošs endotēlijs novērš trombocītu adhēziju (to saķeri ar asinsvadu sieniņām), trombocītu agregāciju (to saķeri viens ar otru), samazina asins koagulāciju un asinsvadu spazmas.
Bet, mainoties tā struktūrai, rodas arī funkcionāli traucējumi. Endotēlijs "saražo" kaitīgas aktīvās vielas - agregantus, koagulantus, vazokonstriktorus - vairāk nekā nepieciešams. Tie nelabvēlīgi ietekmē visas asinsrites sistēmas darbību, izraisa slimības, tostarp koronāro artēriju slimību, aterosklerozi, arteriālo hipertensiju un citas.
Tiek saukta nelīdzsvarotība aktīvo vielu ražošanā endotēlija disfunkcija (DE).
DE noved pie mikro un makro angiopātijas. Cukura diabēta gadījumā mikroangiopātija izraisa retino - un nefropātijas, makroangiopātijas - aterosklerozes attīstību ar sirds, smadzeņu, ekstremitāšu perifēro artēriju, biežāk apakšējo artēriju bojājumiem. Jebkuru angiopātiju raksturo "Virchow" triāde - endotēlija izmaiņas, asins koagulācijas un antikoagulācijas sistēmas pārkāpums un asins plūsmas palēninājums.
DE ir nelīdzsvarotība starp vazodilatējošo (vazodilatējošo), antitrombotisku, angioprotektīvo faktoru veidošanos, no vienas puses, un vazokonstriktora (vazokonstriktora), protrombisko, proliferatīvo faktoru veidošanos, no otras puses.
DE, no vienas puses, ir viens no svarīgākajiem patoģenētiskajiem mehānismiem
Jo izteiktāks tas ir, jo vairāk cieš smadzeņu (un visu pārējo orgānu un audu) asinsvadi, īpaši mazākie un mazākie. Tiek traucēta mikrocirkulācija un šūnas saņem nepieciešamo uzturu.
Netieši par DE smagumu var spriest pēc noteiktiem bioķīmiskiem asins parametriem – endotēliju bojājošo faktoru līmeņa. Tos sauc par endotēlija bojājumu mediatoriem.
Tie ietver hiperglikēmiju, hiperhomocisteinēmiju, paaugstinātu triglicerīdu līmeni serumā, mikroalbuminūriju, izmainītu citokīnu līmeni asinīs un NO koncentrācijas samazināšanos asinīs.
Šo rādītāju izmaiņu pakāpe korelē ar endotēlija disfunkcijas pakāpi un līdz ar to arī ar asinsvadu traucējumu smagumu un dažādu komplikāciju (sirdslēkmes, sirdslēkmes) risku. , IHD utt.).
Savlaicīga endotēlija bojājumu indikatoru noteikšana ļaus savlaicīgi veikt pasākumus to mazināšanai un efektīvāk veikt dažādu asinsrites sistēmas slimību un cerebrovaskulāro slimību primāro un sekundāro profilaksi.
Verifikācija: 4b3029e9e97268e2
2017. gada 31. oktobris Nav komentāru
Endotēlijs un tā bazālā membrāna darbojas kā histohematiska barjera, kas atdala asinis no apkārtējo audu starpšūnu vides. Tajā pašā laikā endotēlija šūnas ir savienotas viena ar otru ar blīviem un spraugām līdzīgiem savienojošiem kompleksiem. Līdztekus barjerfunkcijai endotēlijs nodrošina dažādu vielu apmaiņu starp asinīm un apkārtējiem audiem. Apmaiņas process kapilāru līmenī tiek veikts ar pinocitozes palīdzību, kā arī vielu difūziju caur smalkajām šķiedrām un porām. Endotelocīti piegādā subendotēlija slānim bazālās membrānas komponentus: kolagēnu, elastīnu, laminīnu, proteāzes, kā arī to inhibitorus: trombospondīnu, mukopolisaharīdus, vigronektīnu, fibronektīnu, fon Vilebranda faktoru un citus proteīnus, kuriem ir liela nozīme starpšūnu mijiedarbībā un šūnu veidošanā. difūza barjera, kas neļauj asinīm iekļūt ekstravaskulārajā telpā. Tas pats mehānisms ļauj endotēlijam regulēt bioloģiski aktīvo molekulu iekļūšanu pamatā esošajā gludo muskuļu slānī.
Tādējādi endotēlija oderi var šķērsot trīs ļoti regulētos veidos. Pirmkārt, dažas molekulas var sasniegt gludās muskulatūras šūnas, iekļūstot krustojumos starp endotēlija šūnām. Otrkārt, molekulas var transportēt pa endotēlija šūnām ar pūslīšu palīdzību (pinocitozes process). Visbeidzot, lipīdos šķīstošās molekulas var pārvietoties lipīdu divslāņa ietvaros.
Koronāro asinsvadu endotēlija šūnas papildus barjerfunkcijai ir apveltītas ar spēju kontrolēt asinsvadu tonusu (asinsvadu sienas gludo muskuļu motorisko aktivitāti), asinsvadu iekšējās virsmas adhezīvās īpašības, kā arī kā vielmaiņas procesi miokardā.Šīs un citas endoteliocītu funkcionālās spējas nosaka to pietiekami augstā spēja ražot dažādas bioloģiski aktīvas molekulas, tai skaitā citokīnus, anti- un prokoagulantus, antimitogēnus u.c., no asinsvada lūmena līdz tās sienas subintimālie slāņi;
Endotēlijs spēj ražot un atbrīvot vairākas vielas, kurām ir gan vazokonstriktīva, gan vazodilatējoša iedarbība. Piedaloties šīm vielām, notiek asinsvadu tonusa pašregulācija, kas būtiski papildina asinsvadu neiroregulācijas funkciju.
Neskartais asinsvadu endotēlijs sintezē vazodilatatorus un turklāt mediē dažādu bioloģiski aktīvo asins vielu – histamīna, serotonīna, kateholamīnu, acetilholīna u.c. darbību uz asinsvadu sieniņas gludajiem muskuļiem, izraisot galvenokārt to atslābināšanu.
Visspēcīgākais asinsvadu endotēlija radītais vazodilatators ir slāpekļa oksīds (NO). Papildus vazodilatācijai tās galvenie efekti ietver ne tikai trombocītu adhēzijas kavēšanu un leikocītu emigrācijas nomākšanu endotēlija adhezīvo molekulu sintēzes kavēšanas dēļ, bet arī asinsvadu gludo muskuļu šūnu proliferāciju, kā arī oksidācijas novēršanu, t.i. aterogēno lipoproteīnu modifikācijas un līdz ar to uzkrāšanās subendotēlijā (antiaterogēns efekts).
Slāpekļa oksīds endotēlija šūnās veidojas no aminoskābes L-arginīna endotēlija NO sintāzes iedarbībā. Dažādi faktori, piemēram, acetilholīnesterāze, bradikinīns, trombīns, adenīna nukleotīdi, tromboksāns A2, histamīns, endotēlijs, kā arī palielinās t.s. bīdes spriegumi, piemēram, asinsrites pastiprināšanās rezultātā, spēj izraisīt NO sintēzi ar normālu endotēliju. Endotēlija ražotais NO izkliedējas caur iekšējo elastīgo membrānu uz gludo muskuļu šūnām un liek tām atpūsties. Galvenais šīs NO darbības mehānisms ir guanilāta ciklāzes aktivizēšana šūnu membrānas līmenī, kas palielina guanozīna trifosfāta (GTP) pārvēršanos par ciklisko guanozīna monofosfātu (cGMP), kas nosaka gludo muskuļu šūnu relaksāciju. Tad tiek aktivizēti vairāki mehānismi, lai samazinātu citozola Ca++: 1) Ca++-ATPāzes fosforilēšanās un aktivācija; 2) specifisku proteīnu fosforilēšanās, kas izraisa Ca2+ samazināšanos sarkoplazmatiskajā retikulumā; 3) cGMP izraisīta inozīta trifosfāta inhibīcija.
Izņemot NO, svarīgs vazodilatējošs faktors, ko ražo endotēlija šūnas, ir prostaciklīns (prostaglandīns I2, PSH2). Līdz ar vazodilatējošo efektu PGI2 kavē trombocītu adhēziju, samazina holesterīna iekļūšanu makrofāgos un gludās muskulatūras šūnās, kā arī novērš augšanas faktoru izdalīšanos, kas izraisa asinsvadu sieniņu sabiezēšanu. Kā zināms, PGI2 veidojas no arahidonskābes ciklooksigenāzes un PC12 sintāzes iedarbībā.PGI2 ražošanu stimulē dažādi faktori: trombīns, bradikinīns, histamīns, augsta blīvuma lipoproteīni (ABL), adenīna nukleotīdi, leikotriēni, tromboksāns A2, trombocīti. -atvasinātais augšanas faktors (PDGF) utt. PGI2 aktivizē adenilāta ciklāzi, kas izraisa intracelulārā cikliskā adenozīna monofosfāta (cAMP) palielināšanos.
Papildus vazodilatatoriem koronāro artēriju endotēlija šūnas ražo vairākus vazokonstriktorus. Nozīmīgākais no tiem ir endotēlijs I.
Endotēlijs I ir viens no spēcīgākajiem vazokonstriktoriem, kas spēj izraisīt ilgstošu gludo muskuļu kontrakciju. Endotēlija I fermenti tiek ražoti endotēlijā no prepropeptīda. Tās izdalīšanās stimulatori ir trombīns, adrenalīns un hipoksiskais faktors, t.i. enerģijas deficīts. Endotēlija I saistās ar specifisku membrānas receptoru, kas aktivizē fosfolipāzi C un izraisa intracelulāro inozitola fosfātu un diacilglicerīna izdalīšanos.
Inozitola trifosfāts saistās ar receptoru uz sarkoplazmatiskā tīkla, kas palielina Ca2+ izdalīšanos citoplazmā. Citozola Ca2+ līmeņa paaugstināšanās nosaka gludās muskulatūras kontrakcijas palielināšanos.
Endotēlija bojājuma gadījumā artēriju reakcija uz bioloģiski aktīvām vielām, vhch. acetilholīns, kateholamīni, endotēlijs I, angiotenzīns II ir perverss, piemēram, artērijas paplašināšanās vietā acetilholīna iedarbībā veidojas vazokonstriktora efekts.
Endotēlijs ir hemostāzes sistēmas sastāvdaļa. Neskartajam endotēlija slānim ir antitrombotiska/antikoagulējoša īpašība. Negatīvs (līdzīgs) lādiņš uz endoteliocītu un trombocītu virsmas izraisa to savstarpēju atgrūšanos, kas neitralizē trombocītu adhēziju uz asinsvadu sieniņas. Turklāt endotēlija šūnas ražo dažādus antitrombotiskus un antikoagulantus faktorus PGI2, NO, heparīnam līdzīgas molekulas, trombomodulīnu (proteīna C aktivatoru), audu plazminogēna aktivatoru (t-PA) un urokināzi.
Tomēr ar endotēlija disfunkciju, kas attīstās asinsvadu bojājumu apstākļos, endotēlijs realizē savu protrombotisko/prokoagulantu potenciālu. Iekaisuma citokīni un citi iekaisuma mediatori var izraisīt tādu vielu veidošanos endotēliocītos, kas veicina trombozes/hiperkoagulācijas attīstību. Ja asinsvadi ir bojāti, palielinās audu faktora, plazminogēna aktivatora inhibitora, leikocītu adhēzijas molekulu un fon WUlebranda (a) faktora virsmas ekspresija. PAI-1 (audu plazminogēna aktivatora inhibitors) ir viena no galvenajām asins antikoagulācijas sistēmas sastāvdaļām, inhibē fibrinolīzi, kā arī ir endotēlija disfunkcijas marķieris.
Endotēlija disfunkcija var būt neatkarīgs asinsrites traucējumu cēlonis orgānā, jo tas bieži izraisa angiospazmu vai asinsvadu trombozi, kas jo īpaši tiek novērota dažās koronāro sirds slimību formās. Turklāt reģionālie asinsrites traucējumi (išēmija, smaga arteriāla hiperēmija) var izraisīt arī endotēlija disfunkciju.
Neskarts endotēlijs pastāvīgi ražo NO, prostaciklīnu un citas bioloģiski aktīvas vielas, kas var kavēt trombocītu adhēziju un agregāciju. Turklāt tas ekspresē enzīmu ADPāzi, kas iznīcina aktivēto trombocītu izdalīto ADP, un līdz ar to to iesaistīšanās trombozes procesā ir ierobežota. Endotēlijs spēj ražot koagulantus un antikoagulantus, adsorbējot no asins plazmas daudzus antikoagulantus – heparīnu, proteīnus C un S.
Kad endotēlijs ir bojāts, tā virsma mainās no antitrombotiskas uz protrombotisku. Ja tiek atklāta subendotēlija matricas proadhezīvā virsma, tās sastāvdaļas - adhezīvie proteīni (von Vilebranda faktors, kolagēns, fibronektīns, trombospondīns, fibrinogēns utt.) nekavējoties tiek iesaistīti primārā (asinsvadu-trombocītu) veidošanā. trombu, un pēc tam hemokoagulāciju.
Bioloģiski aktīvās vielas, ko ražo endotēliocīti, galvenokārt citokīni, var būtiski ietekmēt vielmaiņas procesus ar endokrīnās darbības veidu, jo īpaši mainīt audu toleranci pret taukskābēm un ogļhidrātiem. Savukārt tauku, ogļhidrātu un citu vielmaiņas veidu pārkāpumi neizbēgami noved pie endotēlija disfunkcijas ar visām no tā izrietošajām sekām.
Klīniskajā praksē ārstam, tēlaini izsakoties, "ikdienu" nākas saskarties ar vienu vai otru endotēlija disfunkcijas izpausmi, vai tā būtu arteriālā hipertensija, koronārā sirds slimība, hroniska sirds mazspēja utt. Jāpatur prātā, ka, no vienas puses, endotēlija disfunkcija veicina konkrētas sirds un asinsvadu slimības veidošanos un progresēšanu, un, no otras puses, šī slimība pati par sevi bieži vien pastiprina endotēlija bojājumus.
Šāda apburtā loka ("circulus vitiosus") piemērs var būt situācija, kas tiek radīta arteriālās hipertensijas attīstības apstākļos. Ilgstoša paaugstināta asinsspiediena iedarbība uz asinsvadu sieniņu galu galā var izraisīt endotēlija disfunkciju, kā rezultātā palielinās asinsvadu gludo muskuļu tonuss un sākas asinsvadu remodelācijas procesi (skatīt tālāk), kā viena no izpausmēm ir barotnes sabiezēšana ( asinsvadu sieniņas muskuļu slānis) un attiecīgs asinsvadu diametra samazinājums. Endoteliocītu aktīvā līdzdalība asinsvadu remodelācijā ir saistīta ar to spēju sintezēt lielu skaitu dažādu augšanas faktoru.
Lūmena sašaurināšanās (asinsvadu remodelācijas rezultāts) tiks papildināta ar ievērojamu perifērās pretestības palielināšanos, kas ir viens no galvenajiem koronārās mazspējas veidošanās un progresēšanas faktoriem. Tas nozīmē apburtā loka veidošanos (“slēgšanu”).
Endotēlijs un proliferācijas procesi. Endotēlija šūnas spēj ražot gan stimulantus, gan inhibitorus asinsvadu sieniņu gludo muskuļu augšanai. Ar neskartu endotēliju proliferācijas process gludajos muskuļos ir salīdzinoši mierīgs.
Eksperimentāla endotēlija slāņa noņemšana (deendotelializācija) izraisa gludo muskuļu proliferāciju, ko var kavēt endotēlija oderes remonts. Kā minēts iepriekš, endotēlijs kalpo kā efektīva barjera, lai novērstu gludo muskuļu šūnu pakļaušanu dažādiem augšanas faktoriem, kas cirkulē asinīs. Turklāt endotēlija šūnas ražo vielas, kurām ir inhibējoša iedarbība uz proliferācijas procesiem asinsvadu sieniņās.
Tajos ietilpst NO, dažādi glikozaminoglikāni, tostarp heparīns un heparīna sulfāts, kā arī transformējošais augšanas faktors (3 (TGF-(3). TGF-J3, būdams spēcīgākais intersticiāla kolagēna gēna ekspresijas induktors, noteiktos apstākļos spēj inhibēt asinsvadu) izplatība, izmantojot atgriezeniskās saites mehānismu.
Endotēlija šūnas ražo arī vairākus augšanas faktorus, kas var stimulēt asinsvadu sieniņu šūnu proliferāciju: Trombocītu augšanas faktors (PDGF; trombocītu augšanas faktors), kas nosaukts tāpēc, ka pirmo reizi tika izolēts no trombocītiem, ir ārkārtīgi spēcīgs mitogēns, kas stimulē DNS sintēzi. un šūnu dalīšanās; endotēlija augšanas faktors (EDGF; Endothelial-Cell-Derived Growth Factors), jo īpaši spēj stimulēt gludo muskuļu šūnu proliferāciju aterosklerozes asinsvadu bojājumos; fibroblastu augšanas faktors (FGF; endotēlija šūnu augšanas faktori); endotēlijs; insulīnam līdzīgais augšanas faktors (IGF; Insulin-Like Growth Factor); angiotenzīns II (in vitro eksperimentos atklājās, ka AT II aktivizē augšanas citokīnu transkripcijas faktoru, tādējādi uzlabojot gludo muskuļu šūnu un kardiomiocītu proliferāciju un diferenciāciju).
Papildus augšanas faktoriem asinsvadu sieniņu hipertrofijas molekulārie induktori ietver: mediatoru proteīnus vai G-proteīnus, kas kontrolē šūnu virsmas receptoru konjugāciju ar augšanas faktoru efektormolekulām; receptoru proteīni, kas nodrošina uztveres specifiku un ietekmē otro kurjeru cAMP un cGMP veidošanos; proteīni, kas regulē gēnu transdukciju, kas nosaka gludo muskuļu šūnu hipertrofiju.
Endotēlijs un leikocītu emigrācija. Endotēlija šūnas rada dažādus faktorus, kas ir svarīgi leikocītu papildināšanai intravaskulāru bojājumu zonās. Endotēlija šūnas ražo ķīmijtaktisko molekulu, monocītu ķīmijtaktisko proteīnu MCP-1, kas piesaista monocītus.
Endotēlija šūnas ražo arī adhēzijas molekulas, kas mijiedarbojas ar receptoriem uz leikocītu virsmas: 1 - starpšūnu adhēzijas molekulas ICAM-1 un ICAM-2 (starpšūnu adhēzijas molekulas), kas saistās ar receptoru uz B-limfocītiem, un 2 - asinsvadu šūnu adhēzija. molekulas -1 - VCAM-1 (asinsvadu šūnu adhēzijas molekula-1), kas savstarpēji saistītas ar receptoriem uz T-limfocītu un monocītu virsmas.
Endotēlijs ir lipīdu metabolisma faktors. Holesterīns un triglicerīdi tiek transportēti caur arteriālo sistēmu kā daļa no lipoproteīniem, t.i., endotēlijs ir lipīdu metabolisma neatņemama sastāvdaļa. Endoteliocīti ar lipoproteīna lipāzes enzīma palīdzību var pārvērst triglicerīdus brīvās taukskābēs. Pēc tam atbrīvotās taukskābes nonāk subendoteliālajā telpā, nodrošinot enerģijas avotu gludajiem muskuļiem un citām šūnām. Endotēlija šūnas satur receptorus aterogēniem zema blīvuma lipoproteīniem, kas nosaka to līdzdalību aterosklerozes attīstībā.
Patenta RU 2309668 īpašnieki:
VIELA: izgudrojums attiecas uz medicīnu, proti, funkcionālo diagnostiku, un to var izmantot neinvazīvai endotēlija funkcijas noteikšanai. Lai to izdarītu, tiek samazināts transmurālais spiediens ekstremitātē, tiek reģistrētas pletismogrāfisko signālu amplitūdas dažādos spiedienos. Tiek noteikts spiediens, pie kura pletismogrāfiskā signāla amplitūda ir maksimāla, savukārt spiediens tiek samazināts līdz vērtībai, kas atbilst noteiktam procentam no maksimālās amplitūdas, tiek veikts oklūzijas tests, kura laikā manšetē uzliek proksimāli no lokalizētās zonas. no ekstremitātes. Pēc tam tiek izveidots spiediens, kas pārsniedz subjekta sistolisko spiedienu vismaz par 50 mmHg, bet oklūzija tiek veikta vismaz 5 minūtes. Ierīce ietver sensoru bloku, kas izgatavots no diviem kanāliem un spēj reģistrēt pulsa līknes no perifēro artērijām. Spiediena ģenerēšanas vienība, kas konfigurēta, lai radītu pakāpeniski pieaugošu spiedienu manšetē. Elektroniska vienība, kas konfigurēta, lai noteiktu manšetes spiedienu, kas atbilst pletismogrāfiskā signāla maksimālajai amplitūdai, un kontrolētu spiediena ģenerēšanas ierīci, lai iestatītu spiedienu aprocē, kas atbilst pletismogrāfiskā signāla amplitūdai, kas ir iepriekš noteikta maksimālās amplitūdas procentuālā daļa. , kamēr sensora bloks ir savienots ar elektronisko bloku, kura izejai ir pievienots spiediena ģenerēšanas bloks. Pieprasītais izgudrojums uzlabo endotēlija funkcijas novērtējuma ticamību neatkarīgi no pacienta asinsspiediena. 2 n. un 15 z.p. f-ly, 6 slim.
Izgudrojums attiecas uz medicīnu, proti, funkcionālo diagnostiku, un ļauj agrīnā stadijā noteikt sirds un asinsvadu slimību klātbūtni un uzraudzīt terapijas efektivitāti. Izgudrojums dos iespēju novērtēt endotēlija stāvokli un, pamatojoties uz šo novērtējumu, atrisināt jautājumu par sirds un asinsvadu slimību agrīnu diagnostiku. Izgudrojumu var izmantot, veicot plaša mēroga iedzīvotāju medicīnisko pārbaudi.
Pēdējā laikā arvien aktuālāka kļūst sirds un asinsvadu slimību agrīnas atklāšanas problēma. Šim nolūkam tiek izmantots plašs diagnostikas rīku un metožu klāsts, kas aprakstīts patentā un zinātniskajā literatūrā. Tādējādi ASV patentā Nr. 5 343 867 ir atklāta metode un ierīce aterosklerozes agrīnai diagnostikai, izmantojot pretestības pletizmogrāfiju, lai noteiktu pulsa viļņa pazīmes apakšējo ekstremitāšu asinsvados. Tika parādīts, ka asins plūsmas parametri ir atkarīgi no spiediena, kas uz pētāmo artēriju tiek pielikts no ārpuses. Maksimālo pletismogrammas amplitūdu lielā mērā nosaka transmurālā spiediena vērtība, kas ir starpība starp arteriālo spiedienu trauka iekšpusē un spiedienu, kas tiek pielietots ārpusē ar tonometra aproces palīdzību. Maksimālā signāla amplitūda tiek noteikta pie nulles transmurālā spiediena.
No arteriālo asinsvadu struktūras un fizioloģijas viedokļa to var attēlot šādi: spiediens no manšetes tiek pārnests uz artērijas ārējo sienu un līdzsvaro intraarteriālo spiedienu no artērijas iekšējās sienas. Tajā pašā laikā strauji palielinās arteriālās sienas atbilstība, un pārejošais pulsa vilnis izstiepj artēriju par lielu daudzumu, t.i. artērijas diametra pieaugums pie tāda paša pulsa spiediena kļūst liels. Šo parādību ir viegli redzēt oscilometriskajā līknē, kas ņemta asinsspiediena reģistrācijas laikā. Šajā līknē maksimālās svārstības rodas, ja manšetes spiediens ir vienāds ar vidējo arteriālo spiedienu.
US patents Nr. 6 322 515 atklāj metodi un ierīci vairāku sirds un asinsvadu sistēmas parametru noteikšanai, ieskaitot tos, ko izmanto endotēlija stāvokļa novērtēšanai. Šeit kā sensors pulsa viļņa noteikšanai tika izmantotas fotodiodes un fotodetektori; tika veikta fotopletismogrāfisko (PPG) līkņu analīze, kas reģistrētas uz digitālās artērijas pirms un pēc testa ar reaktīvo hiperēmiju. Kad šīs līknes tika reģistrētas, uz pirksta virs optiskā sensora tika uzlikta aproce, kurā tika izveidots 70 mm Hg spiediens.
US patents Nr. 6 939 304 atklāj metodi un aparātu endotēlija funkcijas neinvazīvai novērtēšanai, izmantojot PPG sensoru.
US patents Nr. 6 908 436 atklāj metodi endotēlija stāvokļa novērtēšanai, mērot impulsa viļņa izplatīšanās ātrumu. Šim nolūkam tiek izmantots divu kanālu pletizmogrāfs, sensori ir uzstādīti uz pirksta falangas, oklūzija tiek izveidota, izmantojot aproci, kas atrodas uz pleca. Arteriālās sienas stāvokļa izmaiņas novērtē pēc pulsa viļņa izplatīšanās aizkavēšanās. Aizkaves vērtību 20 ms vai vairāk uzskata par testu, kas apstiprina normālu endotēlija darbību. Aizkaves noteikšana tiek veikta, salīdzinot ar PPG līkni, kas reģistrēta uz rokas, kurai oklūzijas tests netika veikts. Tomēr zināmās metodes trūkumi ir kavējuma noteikšana, mērot pārvietojumu minimuma reģionā tieši pirms sistoliskā pieauguma, t.i. reģionā, kas ir ļoti mainīgs.
Tuvākais analogs pieprasītajai metodei un iekārtai ir RF patentā Nr. 2220653 aprakstītā metode un ierīce pacienta fizioloģiskā stāvokļa izmaiņu neinvazīvai noteikšanai. Zināma metode ietver perifēro artēriju tonusa uzraudzību, uzliekot aproci uz pulsa sensoriem un palielinot spiedienu manšetē līdz 75 mm Hg, pēc tam mērot asinsspiedienu, palielinot spiedienu manšetē virs sistoliskā 5 minūtes, tālāk reģistrējot pulsa vilni. ar PPG metodi uz divām rokām, pēc kuras tiek veikta PPG līknes amplitūdas analīze attiecībā pret mērījumiem, kas iegūti pirms un pēc iespīlēšanas, tiek noteikts PPG signāla pieaugums. Zināmā ierīce ietver sensoru spiediena mērīšanai ar aproci, sildelementu ķermeņa atrašanās vietas virsmas sildīšanai un procesoru izmērīto signālu apstrādei.
Taču zināmā metode un iekārta nenodrošina augstu pētījumu ticamību zemās mērījumu precizitātes un to atkarības no pacienta spiediena svārstībām dēļ.
Endotēlija disfunkcija rodas tādu sirds un asinsvadu slimību (CVD) riska faktoru klātbūtnē kā hiperholesterinēmija, arteriālā hipertensija, smēķēšana, hiperhomocisteinēmija, vecums un citi. Konstatēts, ka endotēlijs ir mērķorgāns, kurā patoģenētiski realizējas KVS attīstības riska faktori. Endotēlija stāvokļa novērtējums ir "barometrs", kas ļauj agrīni diagnosticēt CVD. Šāda diagnostika ļaus atteikties no pieejas, kad nepieciešams veikt virkni bioķīmisko testu (holesterīna līmeņa, zema un augsta blīvuma lipoproteīnu, homocisteīna uc līmeņa noteikšana), lai noteiktu riska faktora klātbūtni. . Ekonomiski pamatotāk ir veikt populācijas skrīningu pirmajā posmā, lai izmantotu integrālu slimības attīstības riska rādītāju, kas ir endotēlija stāvokļa novērtējums. Endotēlija stāvokļa novērtēšana ir arī ārkārtīgi svarīga terapijas objektivizācijai.
Ar pieteiktajiem izgudrojumiem risināmais uzdevums ir izveidot fizioloģiski pamatotu, neinvazīvu metodi un ierīci izmeklējamā pacienta endotēlija funkcijas stāvokļa ticamai noteikšanai, nodrošinot diferencētu pieeju atkarībā no pacienta stāvokļa un balstītu uz sistēmu. PPG signāla pārveidošanai, pastiprināšanai un ierakstīšanai, iedarbojoties ar optimālu dotā spiediena vērtību vai spēku, kas lokāli pielikts lokalizētajai artērijai pirms un pēc oklūzijas testa.
Tehniskais rezultāts, kas tiek sasniegts, izmantojot pretenzijā norādīto ierīci un metodi, ir palielināt endotēlija funkciju novērtējuma ticamību neatkarīgi no pacienta asinsspiediena.
Tehniskais rezultāts daļā metodes tiek sasniegts, pateicoties tam, ka tiek samazināts transmurālais spiediens ekstremitātē, tiek reģistrēta pletismogrāfisko signālu amplitūda pie dažādiem spiedieniem, tiek noteikts spiediens, pie kura PG signāla amplitūda ir maksimālā, spiediens tiek samazināts līdz vērtībai, kas atbilst noteiktajam % no maksimālās amplitūdas, oklūzijas tests, kura laikā aproksim, kas uzlikts proksimāli no lokalizētās ekstremitātes zonas, spiediens ir vismaz par 50 mm Hg lielāks nekā sistoliskais spiediens subjekts, un oklūzija tiek veikta vismaz 5 minūtes.
Tehnisko rezultātu uzlabo fakts, ka transmurālais spiediens tiek samazināts, uzliekot aproci, kurā tiek radīts spiediens uz ekstremitātes zonu.
Spiediens uz ekstremitāšu audiem tiek palielināts diskrēti ar soli 5 mm Hg. un soļa ilgums 5-10 sekundes, reģistrē PG signāla amplitūdu.
Lai samazinātu transmurālo spiedienu lokalizētajā artērijā, lokāli uz ekstremitātes audiem tiek pielietots mehānisks spēks.
Lai samazinātu transmurālo spiedienu lokalizētajā artērijā, hidrostatisko spiedienu samazina, paceļot ekstremitāti līdz iepriekš noteiktam augstumam attiecībā pret sirds līmeni.
Pēc transmurālā spiediena vērtības izvēles, pie kuras PG signāla amplitūda ir 50% no maksimālā PG signāla pieauguma, okluzālajā manšetē, kas uzstādīta proksimāli no lokalizētās artērijas, tiek izveidots suprasistoliskais spiediens un tiek reģistrēts pletismogrāfiskais signāls. .
Pēc vismaz 5 minūšu ilgas okluzīvās manšetes ekspozīcijas, kas uzstādīta proksimāli no lokalizētās artērijas, spiediens tajā tiek pazemināts līdz nullei, un PG signāla izmaiņu reģistrācija tiek veikta vienlaicīgi divos atskaites un testa kanālos vismaz 3 minūtes. .
Reģistrētais pletismogrāfiskais signāls pēc oklūzijas testa tiek analizēts, vienlaikus izmantojot amplitūdas un laika analīzi saskaņā ar datiem, kas iegūti no diviem atsauces un testa kanāliem.
Veicot amplitūdas analīzi, tiek ņemtas vērā signāla amplitūdas vērtības atskaites un testa kanālos, signāla amplitūdas pieauguma temps testa kanālā, signāla amplitūdu attiecība pret maksimumu, kas iegūta pie dažādām transmurālā spiediena vērtībām. tiek salīdzināti ar maksimālo signālu, kas iegūts pēc oklūzijas testa.
Veicot laika analīzi, tiek salīdzinātas no atskaites un testa kanāliem iegūtās pletismogrāfiskās līknes, normalizēts signāls un pēc tam noteikts aizkaves laiks jeb fāzes nobīde.
Tehniskais rezultāts ierīces izteiksmē tiek sasniegts, pateicoties tam, ka ierīce ietver sensoru bloku, kas izgatavots divkanālu un ar iespēju reģistrēt pulsa līknes no perifēro artērijām, spiediena ģenerēšanas bloku, kas izgatavots ar iespēju izveidot pakāpenisks spiediens manšetē un elektronisks bloks, kas izgatavots ar spēju noteikt spiedienu aprocē, kas atbilst PG signāla maksimālajai amplitūdai, un spiediena ģenerēšanas bloka vadību, lai iestatītu spiedienu aprocē, kas atbilst aproču amplitūdai. PG signāls, kas veido iepriekš noteiktu maksimālās amplitūdas pieauguma procentu, kamēr sensora bloks ir savienots ar elektronisko bloku, kura izejai ir pievienots spiediena ģenerēšanas bloks.
Tehnisko rezultātu uzlabo fakts, ka spiediena ģenerēšanas iekārta ir konfigurēta, lai radītu pakāpeniski pieaugošu spiedienu manšetē ar soli 5 mm Hg. Art. un soļa ilgums 5-10 sekundes.
Sensoru bloks katrā kanālā ietver infrasarkano diode un fotodetektoru, kas atrodas ar iespēju reģistrēt gaismas signālu, kas iet cauri atrašanās vietai.
Sensoru bloks katrā kanālā ietver infrasarkano staru diode un fotodetektoru, kas atrodas ar iespēju ierakstīt izkliedētās gaismas signālu, kas atstaro no atrašanās vietas.
Sensora blokā ietilpst pretestības mērīšanas elektrodi vai Hall sensori vai elastīga caurule, kas piepildīta ar elektriski vadošu materiālu.
Fotodetektors ir savienots ar filtru, kas var iegūt impulsa komponentu no kopējā signāla.
Sensora blokā ir iekļauti līdzekļi iestatītās temperatūras uzturēšanai attiecīgajā ķermeņa zonā.
Ierīce ietver šķidro kristālu displeju endotēlija funkcijas novērtējuma rezultātu attēlošanai un/vai interfeisu, kas savienots ar elektronisku bloku endotēlija funkcijas datu pārsūtīšanai uz datoru.
Pieteikto izgudrojumu tehniskā būtība un iespēja sasniegt tehnisko rezultātu, kas sasniegts to izmantošanas rezultātā, būs saprotamāk, aprakstot paraugiemiesojumu ar atsauci uz zīmējumu pozīcijām, kur 1. attēlā ir attēlota tilpuma asins plūsmas dinamika. un brahiālās artērijas diametrs oklūzijas testa laikā, 2. attēlā parādīta PPG signāla veidošanās diagramma, 3. attēlā parādīta PPG līkne, 4. attēlā parādīta PPG līkņu saime, kas iegūta pie dažādām transmurālā spiediena vērtībām pacientiem kontroles grupā 5. attēlā ir parādīta hidrostatiskā spiediena izmaiņu ietekme uz PPG signāla amplitūdu, un 6. attēlā ir parādīta pieprasītās ierīces shematiska blokshēma.
Elektroniskā ierīce nosaka spiedienu manšetē 1, kas atbilst PG signāla maksimālajai amplitūdai, un kontrolē spiediena ģenerēšanas bloku, lai iestatītu spiedienu manšetē 1, kas atbilst PG signāla amplitūdai, kas ir iepriekš noteikta procentuālā daļa. (50%) no maksimālā amplitūdas pieauguma. Sensoru bloku iespējams veikt vairākās versijās: pirmajā variantā infrasarkanais gaismas diode 2 un fotodetektors 3 atrodas ar iespēju reģistrēt gaismas signālu, kas iet cauri atrašanās vietai, pretējās pusēs atrašanās vietai. ekstremitāte, otrajā, infrasarkanais gaismas diode 2 un fotodetektors 3 atrodas ar iespēju reģistrēt izkliedētās gaismas signāla atrašanās vietas atstarojumu, vienā novietotā trauka pusē.
Turklāt sensoru bloku var izgatavot, pamatojoties uz pretestības elektrodiem vai Hola sensoriem, vai elastīgu cauruli, kas piepildīta ar elektriski vadošu materiālu.
Endotēlija funkciju novērtē, pamatojoties uz PG signāla reģistrēšanu, kas iegūts, izmantojot sensoru bloku, kas uzstādīts uz izmeklējamā pacienta augšējām ekstremitātēm, kam seko saņemtā signāla elektriskā pārveidošana lineāra spiediena paaugstināšanās laikā 1. manšetē (vai lokalizētajai artērijai lokāli pieliktais spēks) līdz signāla maksimālajai amplitūdai, pēc kura tiek fiksēts spiediens manšetē vai lokāli pieliktais spēks, un oklūzijas testu veic pie fiksēta spiediena vai spēka. Šajā gadījumā sensora bloks ir uzstādīts manšetes 1 iekšējā pusē vai atrodas ierīces galā, kas rada spēku artērijas projekcijas zonā uz ādas virsmas. Lai automātiski iestatītu šo spiedienu, tiek izmantota atgriezeniskā saite par PG signāla amplitūdu, kas nāk no ciparu-analogā pārveidotāja 8 caur kontrolieri 9 uz spiediena ģenerēšanas iekārtas kompresoru 11.
Oklūzijas testu veic, izmantojot aproci, kas uzstādīta proksimāli (plecā, apakšdelmā, plaukstas locītavā) attiecībā pret lokalizēto artēriju (brhiālo, radiālo vai digitālo). Šajā gadījumā atsauce ir signāls, kas saņemts no otras ekstremitātes, kurai oklūzijas tests netiek veikts.
Pretendentā metode izmeklējamā pacienta endotēlija funkcijas stāvokļa noteikšanai ietver divus galvenos posmus: pirmais ļauj iegūt vairākas pletismogrāfiskās līknes, kas reģistrētas pie dažādiem spiedieniem manšetē 1 (vai spēkiem, kas pieliek uz lokalizēto artēriju), un otrais posms ir pats oklūzijas tests. Pirmā posma rezultāts ir informācija par arteriālās gultnes viskoelastīgajām īpašībām un spiediena vai spēka izvēli oklūzijas pārbaudei. PG signāla amplitūdas izmaiņas pielietota spiediena vai spēka ietekmē norāda uz artērijas gludo muskuļu tonusu un tās elastīgo komponentu (elastīna un kolagēna) stāvokli. Lokāli pielikto spiedienu vai spēku pavada transmurālā spiediena izmaiņas, kuru lielumu nosaka arteriālā spiediena un ārēji pieliktā spiediena vai spēka starpība. Samazinoties transmurālajam spiedienam, samazinās gludo muskuļu tonuss, ko papildina attiecīgi artērijas lūmena palielināšanās, palielinoties transmurālajam spiedienam, artērijas sašaurināšanās notiek. Tas ir miogēns asinsrites regulējums, kura mērķis ir uzturēt optimālu spiedienu mikrocirkulācijas sistēmā. Tātad, kad spiediens galvenajā traukā mainās no 150 mm Hg. līdz 50 mm Hg kapilāros spiediens praktiski nemainās.
Gludo muskuļu tonusa izmaiņas tiek realizētas ne tikai artērijas sašaurināšanās vai paplašināšanās veidā, bet arī attiecīgi palielina artērijas sienas stīvumu vai atbilstību. Samazinoties transmurālajam spiedienam, asinsvadu sienas gludās muskulatūras aparāts vienā vai otrā pakāpē atslābina, kas PPG izpaužas kā signāla amplitūdas palielināšanās. Maksimālā amplitūda rodas pie transmurālā spiediena, kas vienāds ar nulli. Tas shematiski parādīts 4. attēlā, kur S-veida deformācijas līkne parāda, ka maksimālais tilpuma pieaugums tiek noteikts pie transmurālā spiediena, kas ir tuvu nullei. Ar vienādiem impulsa spiediena viļņiem, kas tiek pielietoti dažādām deformācijas līknes daļām, maksimālais pletismogrāfiskais signāls tiek novērots reģionā, kas ir tuvu nulles transmurālajam spiedienam. Kontroles grupas pacientiem, kas pēc vecuma un diastoliskā spiediena ir salīdzināmi ar cilvēku grupu ar koronārās slimības klīniskām izpausmēm, signāla amplitūdas pieaugums, mainoties transmurālajam spiedienam, var būt vairāk nekā 100% (4. attēls). Savukārt koronāro artēriju slimību pacientu grupā šis amplitūdas pieaugums nepārsniedz 10-20%.
Šādu PG signāla amplitūdas izmaiņu dinamiku pie dažādām transmurālā spiediena vērtībām var saistīt tikai ar arteriālās gultas viskoelastīgo īpašību īpatnībām veseliem cilvēkiem un pacientiem ar dažādas lokalizācijas stenozējošu aterosklerozi. Arteriālo gludo muskuļu tonusu pārsvarā var uzskatīt par viskozu komponentu, savukārt elastīna un kolagēna šķiedras ir tīri elastīga asinsvadu sieniņas struktūras sastāvdaļa. Samazinot gludo muskuļu tonusu, tuvojoties transmurālā spiediena nulles vērtībām, mēs zināmā mērā samazinām gludo muskuļu viskozās sastāvdaļas devumu deformācijas līknē. Šāds paņēmiens ļauj ne tikai veikt detalizētāku arteriālās asinsvadu sienas elastīgo komponentu deformācijas līknes analīzi, bet arī reģistrēt reaktīvās hiperēmijas fenomenu labvēlīgākos apstākļos pēc oklūzijas testa.
Aferentās artērijas diametra palielināšanās ir saistīta ar endotēlija šūnu darbību. Bīdes sprieguma palielināšanās pēc oklūzijas testa izraisa slāpekļa oksīda (NO) sintēzes palielināšanos. Notiek tā sauktā "plūsmas izraisīta paplašināšanās". Ja endotēlija šūnu funkcija ir traucēta, tiek samazināta spēja ražot slāpekļa oksīdu un citus vazoaktīvus savienojumus, kā rezultātā nav plūsmas izraisītas asinsvadu paplašināšanās. Šajā situācijā pilnvērtīga reaktīvā hiperēmija nenotiek. Šobrīd šī parādība tiek izmantota, lai noteiktu endotēlija disfunkciju, t.i. endotēlija disfunkcija. Plūsmas izraisītu asinsvadu paplašināšanos nosaka sekojoša notikumu secība: oklūzija, asins plūsmas palielināšanās, bīdes sprieguma ietekme uz endotēlija šūnām, slāpekļa oksīda sintēze (kā adaptācija palielinātai asins plūsmai), NO ietekme uz gludajiem muskuļiem. .
Maksimālais asins plūsmas apjoms tiek sasniegts 1-2 sekundes pēc oklūzijas noņemšanas. Jāņem vērā, ka, kontrolējot asins plūsmas apjomu un artērijas diametru, sākotnēji palielinās asins plūsmas apjoms un tikai pēc tam mainās asinsvada diametrs (1. attēls). Pēc ātras (vairākas sekundes) maksimālā asins plūsmas ātruma sasniegšanas artērijas diametrs palielinās, maksimumu sasniedzot pēc 1 minūtes. Pēc tam tas atgriežas sākotnējā vērtībā 2-3 minūšu laikā. Piemērā par arteriālās sienas elastīgā moduļa stāvokļa raksturlielumiem pacientiem ar arteriālo hipertensiju, var pieņemt, ka artērijas sākotnējais stīvums var būt saistīts ar endotēlija šūnu reakcijas uz oklūzijas testu izpausmēm. . Nevar izslēgt, ka ar tādu pašu slāpekļa oksīda ražošanu endotēlija šūnās, artērijas gludo muskuļu šūnu reakcijas izpausmi noteiks artērijas sienas elastības moduļa sākotnējais stāvoklis. Lai normalizētu arteriālās sienas gludās muskulatūras aparāta reakcijas izpausmi, ir vēlams, lai artēriju sākotnējais stīvums dažādiem pacientiem būtu ja ne identisks, tad pēc iespējas tuvāks. Viena no iespējām šādai arteriālās sienas sākotnējā stāvokļa apvienošanai ir transmurālā spiediena vērtības izvēle, pie kuras tiek atzīmēta tā lielākā atbilstība.
Okluzīvā testa rezultātu novērtēšanu pēc reaktīvās hiperēmijas parametriem var veikt ne tikai uz pleca artēriju, bet arī uz mazākiem traukiem.
No plūsmas atkarīgās dilatācijas noteikšanai tika izmantota optiskā metode. Metodes pamatā ir optiskā blīvuma palielināšanās, kas saistīta ar pulsējošu asins tilpuma palielināšanos lokalizētajā artērijā. Ienākošais pulsa vilnis izstiepj artērijas sienas, palielinot trauka diametru. Tā kā PPG laikā optiskais sensors reģistrē nevis izmaiņas artērijas diametrā, bet gan asins tilpuma pieaugumu, kas ir vienāds ar rādiusa kvadrātu, šo mērījumu var veikt ar lielāku precizitāti. 2. attēlā parādīts PPG signāla iegūšanas princips. Fotodiode reģistrē gaismas plūsmu, kas izgājusi caur pirksta audu atrašanās vietu. Ar katru pulsa vilni pirksta artērija, paplašinoties, palielina asins tilpumu. Asins hemoglobīns lielā mērā absorbē infrasarkano starojumu, kas izraisa optiskā blīvuma palielināšanos. Pulsa vilnis, kas iet caur artēriju, maina tā diametru, kas ir galvenā pulsa asins tilpuma palielināšanās sastāvdaļa lokalizētajā zonā.
3. attēlā parādīta PPG līkne. Uz līknes var redzēt divas virsotnes, no kurām pirmā ir saistīta ar sirds kontrakciju, otrā ar atstaroto pulsa vilni. Šī līkne tika iegūta, uzstādot optisko sensoru uz rādītājpirksta pēdējās falangas.
Pirms mērījumu sākšanas kompresors 11 rada spiedienu manšetē 1 pēc kontrollera 9 signāla. Spiediena palielināšana tiek veikta pakāpeniski ar soli 5 mm Hg, katra soļa ilgums ir 5-10 sekundes. Palielinoties spiedienam, transmurālais spiediens samazinās, un, kad spiediens manšetē ir vienāds ar spiedienu izvietotajā artērijā, tas kļūst vienāds ar nulli. Katrā solī tiek ierakstīts PPG signāls, kas nāk no fotodetektora 3. Signāls no devēja 4 izejas tiek pastiprināts pastiprinātājā 5 un filtrēts filtrā 6, lai izslēgtu troksni ar rūpniecisko frekvenci 50 Hz un tā harmonikas. . Signāla galveno pastiprināšanu veic mērogojams (instrumentālais) pastiprinātājs 7. Pastiprinātais spriegums tiek piegādāts analogo-digitālo pārveidotājam 8 un pēc tam caur USB interfeisu 10 uz datoru. Kontrolieris 9 nosaka spiedienu, pie kura signāla amplitūda ir maksimālā. Sinhronā noteikšana tiek izmantota, lai uzlabotu signāla un trokšņa attiecību.
Endotēlija funkcijas novērtēšanas procedūra ir sadalīta divās daļās:
1) transmurālā spiediena samazināšana ar spiedienu, kas tiek pielikts kādai pirksta daļai (aproce ar gaisu, elastīgs oklūders, mehāniska kompresija) vai mainot hidrostatisko spiedienu, paceļot ekstremitāti noteiktā augstumā. Pēdējā procedūra var pilnībā aizstāt spēka uzlikšanu no ārpuses uz kuģa sienu. Endotēlija stāvokļa novērtēšanas vienkāršotā versijā ir iespējams izslēgt sarežģītu automatizācijas shēmu un tikai paceļot un nolaižot roku, lai noteiktu vidējo spiedienu atbilstoši pletismogrāfiskā signāla maksimālajai amplitūdai, sasniegtu atbilstības lineāro posmu. līkni (50% no maksimālā pieauguma) un pēc tam veiciet okluzīvu testu. Vienīgais šīs pieejas trūkums ir nepieciešamība novietot roku un veikt oklūziju ar paceltu roku.
Samazinoties transmurālajam spiedienam, palielinās PPG impulsa komponents, kas atbilst pētāmās artērijas atbilstības pieaugumam. Ja tiek pakļauta pieaugoša spiediena secībai, kas tiek pielietota pirkstam, var, no vienas puses, redzēt autoregulācijas reakcijas smagumu un, no otras puses, izvēlēties optimālos apstākļus (atbilstoši transmurālā spiediena lielumam) izgūšanai. informācija okluzīvā testa laikā (stāvīgākā posma atlase uz arteriālās atbilstības līknes);
2) arteriālās oklūzijas izveidošana, pieliekot suprasistolisko spiedienu (par 30 mm Hg) 5 minūtes. Pēc ātras spiediena atlaišanas uz radiālās artērijas uzstādītajā manšetē tiek reģistrēta PPG līknes dinamika (amplitūdas un laika analīze). PG signāla izmaiņu reģistrācija tiek veikta vienlaikus divos atskaites un testa kanālos vismaz 3 minūtes. Veicot amplitūdas analīzi, tiek ņemtas vērā signāla amplitūdas vērtības atskaites un testa kanālos, signāla amplitūdas pieauguma ātrums testa kanālā, signālu amplitūdu attiecība, kas iegūta maksimāli pie dažādām vērtībām. transmurālais spiediens tiek salīdzināts ar maksimālo signālu, kas iegūts pēc oklūzijas testa. Veicot laika analīzi, tiek salīdzinātas no atskaites un testa kanāliem iegūtās pletismogrāfiskās līknes, normalizēts signāls un pēc tam noteikts aizkaves laiks jeb fāzes nobīde.
PPG signālu maksimālās amplitūdas tika novērotas pie nulles transmurālā spiediena (spiediens, kas tiek pielikts traukam no ārpuses, ir vienāds ar vidējo arteriālo spiedienu). Aprēķins tika veikts šādi - diastoliskais spiediens plus 1/3 pulsa spiediena. Šī arteriālā reakcija uz ārējo spiedienu nav atkarīga no endotēlija. Spiediena izvēle, kas tiek pielietota no ārpuses uz artēriju, ļauj ne tikai pārbaudīt ar reaktīvo hiperēmiju atbilstoši PPG signāla dinamikai optimālākajā arteriālās atbilstības zonā, bet arī tai ir sava diagnostiskā vērtība. PPG līkņu saimes noņemšana pie dažādām transmurālā spiediena vērtībām ļauj iegūt informāciju par artērijas reoloģiskajām īpašībām. Šī informācija ļauj atšķirt izmaiņas, kas saistītas ar artērijas sienas gludās muskulatūras aparāta autoregulācijas efektu diametra palielināšanās veidā no artērijas elastīgajām īpašībām. Artērijas diametra palielināšanās noved pie konstantās sastāvdaļas palielināšanās), jo skenētajā zonā ir lielāks asins daudzums. Signāla impulsa komponents atspoguļo asins tilpuma palielināšanos sistolē. PPG amplitūdu nosaka artēriju sienas atbilstība impulsa spiediena viļņa pārejas laikā. Artērijas lūmenis kā tāds neietekmē PPG signāla amplitūdu. Nav pilnīgas paralēlisma starp trauka diametra palielināšanos un sienas atbilstību transmurālā spiediena izmaiņām.
Pie zema transmurālā spiediena artēriju siena kļūst mazāk stingra, salīdzinot ar tās mehāniskajām īpašībām, kas noteiktas fizioloģiskās asinsspiediena vērtībās.
Testa optimizācija transmurālā spiediena izteiksmē ievērojami palielina tā jutīgumu, ļaujot atklāt patoloģiju agrīnās endotēlija disfunkcijas stadijās. Testa augstā jutība ļaus efektīvi novērtēt farmakoloģiskās terapijas veikšanu, kuras mērķis ir koriģēt endotēlija disfunkciju.
Palielinoties spiedienam manšetē līdz 100 mm Hg. bija pastāvīgs signāla pieaugums, signāla maksimālā amplitūda tika noteikta pie 100 mm Hg. Turpmāka manšetes spiediena palielināšanās izraisīja PPG signāla amplitūdas samazināšanos. Spiediena samazināšana līdz 75 mm Hg. tika pavadīts ar PPG signāla amplitūdas samazināšanos par 50%. Spiediens manšetē mainīja arī PPG signāla formu (sk. 3. attēlu).
PPG signāla formas izmaiņas izpaudās kā straujš sistoliskā pieauguma pieauguma ātruma pieaugums ar vienlaicīgu aizkavēšanos pieauguma sākuma brīdī. Šīs formas izmaiņas atspoguļo manšetes ietekmi uz spiediena impulsa viļņa pāreju. Šī parādība ir saistīta ar spiediena atņemšanu no pulsa viļņa, aproces spiediena lieluma.
Rokas pacelšana attiecībā pret "spiediena vienlīdzības punktu" (sirds līmenis) ļauj atteikties no ārēji pieliktā spiediena (sprieguma) izmantošanas, izmantojot aproci. Rokas pacelšana no "vienāda spiediena punkta" uz augšu izstieptu pozīciju palielina PPG amplitūdu. Sekojoša rokas nolaišana līdz sākuma līmenim samazina amplitūdu līdz sākotnējam līmenim.
Gravitācija ir svarīgs faktors, kas ietekmē transmurālā spiediena lielumu. Transmurālais spiediens paceltās rokas digitālajā artērijā ir mazāks par spiedienu tajā pašā artērijā, kas atrodas sirds līmenī, reizinot asins blīvuma vērtības, gravitācijas paātrinājumu un attālumu no "spiediena vienlīdzības punkts":
kur Ptrh - transmurālais spiediens paceltās rokas digitālajā artērijā,
Ptrho - transmurālais spiediens digitālajā artērijā sirds līmenī, p - asins blīvums (1,03 g/cm), g - gravitācijas paātrinājums (980 cm/sek), h - attālums no vienāda spiediena punkta līdz paceltas rokas digitālā artērija (90 cm). Noteiktā attālumā no "vienāda spiediena punkta" stāvoša cilvēka spiediens ar paceltu roku ir 66 mm Hg. zem vidējā spiediena digitālajā artērijā, mērot sirds līmenī.
Tādējādi transmurālo spiedienu var samazināt, palielinot ārēji pielietoto spiedienu vai samazinot spiedienu traukā. Spiediena samazināšana digitālajā artērijā ir pietiekami vienkārša. Lai to izdarītu, jums jāpaceļ birste virs sirds līmeņa. Pakāpeniski paceļot roku, mēs samazinām transmurālo spiedienu digitālajā artērijā. Šajā gadījumā PPG signāla amplitūda strauji palielinās. Paceltā rokā vidējais spiediens digitālajā artērijā var pazemināties līdz 30 mm Hg, savukārt, rokai atrodoties sirds līmenī, tas ir 90 mm Hg. Transmurālais spiediens apakšstilba artērijās var būt četras reizes lielāks nekā paceltās rokas artērijās. Hidrostatiskā spiediena ietekmi uz transmurālā spiediena vērtību var izmantot funkcionālajā pārbaudē, lai novērtētu arteriālās sienas viskoelastīgās īpašības.
Pretendentiem izgudrojumiem ir šādas priekšrocības:
1) spiediens oklūzijas pārbaudei tiek izvēlēts individuāli katram pacientam,
2) sniegta informācija par arteriālās gultnes viskoelastīgajām īpašībām (atbilstoši PG signāla amplitūdas atkarībai no spiediena (spēka)),
3) tiek nodrošināta uzlabota signāla un trokšņa attiecība,
4) tiek veikts okluzīvs tests optimālākajā artēriju atbilstības zonā,
5) izgudrojumi ļauj iegūt informāciju par artērijas reoloģiskajām īpašībām, ņemot PPG līkņu saimi pie dažādām transmurālā spiediena vērtībām,
6) izgudrojumi palielina testa jutīgumu un līdz ar to arī endotēlija funkcijas novērtējuma ticamību;
7) ļauj atklāt patoloģiju agrīnās endotēlija disfunkcijas stadijās,
8) ļauj ticami novērtēt notiekošās farmakoterapijas efektivitāti.
1. Metode endotēlija funkcijas neinvazīvai noteikšanai, tai skaitā okluzīva testa veikšana, kuras laikā manšetē tiek radīts spiediens, kas pārsniedz pētāmās personas sistolisko spiedienu, ko pieliek proksimāli no lokalizētās ekstremitātes zonas; un oklūziju veic 5 minūtes, kas raksturīgs ar to, ka pirmajā posmā ekstremitātē samazinās transmurālais spiediens, reģistrē pletismogrāfisko signālu amplitūdas pie dažādiem spiedieniem, nosaka spiedienu, pie kura pletismogrāfiskā signāla amplitūda ir maksimālā, tad samazina spiedienu līdz vērtībai, kas atbilst noteiktam procentam no maksimālās amplitūdas, otrajā posmā tiek veikts oklūzijas tests un spiediens, kas pārsniedz sistolisko, tiek izveidots testa subjekta spiediens vismaz par 50 mm Hg, tad pēc oklūzijas testa reģistrētais pletismogrāfiskais signāls tiek analizēts, vienlaikus izmantojot amplitūdas un laika analīzi saskaņā ar datiem, kas iegūti no atsauces y un pārbaudītie kanāli.
2. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, kas raksturīgs ar to, ka transmurālo spiedienu samazina, uzliekot aproci, kurā tiek radīts spiediens uz ekstremitātes zonu.
3. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, kas raksturīgs ar to, ka spiediens uz ekstremitāšu audiem tiek diskrēti palielināts ar soli 5 mm Hg. un soļa ilgums 5-10 s, vienlaikus tiek reģistrēta pletismogrāfiskā signāla amplitūda.
4. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, kas raksturīgs ar to, ka, lai samazinātu transmurālo spiedienu lokalizētajā artērijā, hidrostatisko spiedienu samazina, paceļot ekstremitāti iepriekš noteiktā augstumā attiecībā pret sirds līmeni.
5. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, kas raksturīgs ar to, ka pēc transmurālā spiediena lieluma izvēles, pie kuras pletismogrāfiskā signāla amplitūda ir 50% no maksimālās iespējamās vērtības, tiek izveidots suprasistoliskais spiediens okluzālajā manšetē, kas uzstādīta proksimāli. atrodas artērija, tiek reģistrēts pletismogrāfiskais signāls.
6. Paņēmiens saskaņā ar 5. punktu, kas raksturīgs ar to, ka pēc vismaz 5 minūšu ilgas okluzīvās aproces, kas uzstādīta proksimāli no lokalizētās artērijas, ekspozīcijas spiediens tajā tiek pazemināts līdz nullei un tiek veikta pletismogrāfiskā signāla izmaiņu reģistrēšana. vienlaikus divos, atsauces un testa kanālos vismaz 3 minūtes.
7. Metode saskaņā ar 1. punktu, kas raksturīga ar to, ka, veicot amplitūdas analīzi, tiek salīdzinātas signāla amplitūdas atsauces un testa kanālos, signāla amplitūdas pieauguma ātrums testa kanālā, signāla amplitūdu attiecība, maksimums, kas iegūts pie dažādām transmurālā spiediena vērtībām ar maksimālo signāla vērtību, kas iegūts pēc oklūzijas testa.
8. Metode saskaņā ar 1. punktu, kas raksturīga ar to, ka laika analīzes laikā tiek salīdzinātas no atskaites un testa kanāliem iegūtās pletismogrāfiskās līknes, veikta signāla normalizācijas procedūra un pēc tam noteikts aiztures laiks vai fāzes nobīde.
9. Ierīce endotēlija funkcijas neinvazīvai noteikšanai, ieskaitot sensoru bloku, kas izgatavots kā divkanālu un kam ir iespēja reģistrēt pulsa līknes no perifēro artērijām, spiediena ģenerēšanas vienība, kas izgatavota ar spēju radīt pakāpenisku spiedienu manšetē. , un elektronisku bloku, kas izgatavots ar spēju noteikt spiedienu manšetē, kas atbilst pletismogrāfiskā signāla maksimālajai amplitūdai, un spiediena ģenerēšanas bloka vadību, lai izveidotu spiedienu aprocē, kas atbilst pletismogrāfiskā signāla amplitūdai, kas ir iepriekš noteikts procents no maksimālās amplitūdas, kamēr sensora bloks ir savienots ar elektronisko bloku, kura izejai ir pievienots spiediena ģenerēšanas bloks.
10. Ierīce saskaņā ar 9. punktu, kas raksturīga ar to, ka spiediena ģenerēšanas bloks ir konfigurēts, lai radītu pakāpeniski pieaugošu spiedienu manšetē ar soli 5 mm Hg un soļa ilgumu 5-10 s.
11. Ierīce saskaņā ar 9. punktu, kas raksturīga ar to, ka katrs sensora bloka kanāls ietver infrasarkano diode un fotodetektoru, kas atrodas ar iespēju reģistrēt gaismas signālu, kas iet cauri atrašanās vietai.
12. Ierīce saskaņā ar 9. punktu, kas raksturīga ar to, ka katrs sensoru bloka kanāls ietver infrasarkano diode un fotodetektoru, kas atrodas ar iespēju reģistrēt izkliedētās gaismas signālu, kas atstaro no atrašanās vietas.
13. Ierīce saskaņā ar 9. punktu, kas raksturīga ar to, ka sensora blokā ir impedances elektrodi vai Hola sensori, vai elastīga caurule, kas pildīta ar elektriski vadošu materiālu.
14. Ierīce saskaņā ar 11. punktu, kas raksturīga ar to, ka fotodetektors ir savienots ar filtru, kas spēj atdalīt impulsa komponentu no kopējā signāla.
Izgudrojums attiecas uz medicīnu un fizioloģiju, un to var izmantot praktiski veselu cilvēku, kas vecāki par 6 gadiem, dažāda līmeņa fiziskās sagatavotības līmeņa visaptverošai novērtēšanai bez veselības ierobežojumiem.
Izgudrojums attiecas uz medicīnu, proti, funkcionālo diagnostiku, un to var izmantot neinvazīvai endotēlija funkcijas noteikšanai.
Notiek ielāde...