6 курс / Кардиология / СЕРДЕЧНАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ

Глава 1. Хроническая сердечная недостаточность: перспективные...

татионпероксидаз (GPХ1–GPХ5); при изучении меха низмов развития эндотелиальной дисфункции наиболь ший интерес представляет GPХ3, являющаяся основным представителем глутатионпероксидаз в плазме крови. Показано, что активность GPX оказывает значимое вли яние на биодоступность NO и агрегационные свойства тромбоцитов [461]. Известно, что GPX принимает учас тие в метаболизме таких цитотоксичных для макрофа гов, эндотелиальных клеток и ГМК сосудов веществ, как пероксинитрит, органические и неорганические пере киси в организме, в том числе липогидропероксиды, которые приводят к гибели указанных клеток [149, 224]. Показано, что у пациентов с ИБС на фоне сниженной активности GPX повышается риск развития сердечно сосудистых осложнений [413].

Имеется большое количество работ, подтверждаю щих, что прогрессирование атеросклероза, ИБС и ХСН

происходит на фоне интенсификации свободноради кального окисления и снижения активности антиокси дантных систем [60, 74, 317]. В литературе активно об суждается вопрос о механизмах, посредством которых АФК при ХСН активируют провоспалительные цитоки ны, металлопротеазы, каспазы и другие сигнальные молекулы, что в конечном итоге может приводить к апоптозу кардиомиоцитов и дальнейшему прогрессиро ванию заболевания [191, 272, 289]. Определенное зна чение при этом, вероятно, имеет воздействие АФК на ренин ангиотензин альдостероновую систему [408, 431].

Активные формы кислорода принимают участие в

31

Тепляков А.Т., Березикова Е.Н., Шилов С.Н. Сердечная недостаточность

процессах роста, апоптоза и миграции ГМК сосудов, в модификации внеклеточного матрикса, а также моду лируют функции эндотелия, включая эндотелийзависи мую вазодилатацию [224]. Кроме того, при участи АФК происходит усиление пролиферации гладкомышечных клеток, приводящее к гипертрофии и ремоделированию сосудистой стенки, утолщению их медиального слоя, изменению состава внеклеточного матрикса и структу ры сосудистой стенки в целом. Увеличение массы сосу дистых ГМК способствует усилению их сокращения в ответ на различные стимулы и сужению просвета сосу дов [34, 73].

Цитокины как сигнальные молекулы апоптоза.

Имеются немногочисленные данные о динамике уров ней сигнальных молекул апоптоза в сыворотке крови, отображающих степень системности “клеточной про граммированной смерти”, по мере прогрессирования

ХСН. В связи с этим вопрос изучения данных маркеров, как предикторов развития и прогрессирования ХСН представляется крайне важным.

Механизмы непосредственной активации программи рованной клеточной гибели активными формами кис лорода не вполне ясны, но достаточно определенно известно, что в качестве посредника может выступать ФНО α , который рассматривается как соучастник дис функции миокарда и смерти кардиомиоцитов при сер дечной недостаточности, гипоксических состояниях, миокардите [177, 156]. С другой стороны, ФНО α явля ется классическим индуктором апоптоза. Поэтому мож но предположить, что существует связь между

32

Глава 1. Хроническая сердечная недостаточность: перспективные...

ФНО α индуцированным апоптозом и миокардиальной дисфункцией, запускаемой данным провоспалительным цитокином. Так, показано, что повышение концентра ции ФНО α у больных с дисфункцией ЛЖ приводит к увеличению содержания его клеточного рецептора и го товности к апоптотическому стимулу [21, 245].

Известно, что и другие провоспалительные цитоки ны (например, ИЛ 6) также влияют на процессы реали зации апоптоза, в том числе и на состояние системы sFas R/sFas L. Повышение экспрессии sFas R и sFas L у пациентов с ХСН IIБ–III стадией, указывающее на Fas индуцированный путь апоптоза, может быть обуслов лено именно усилением выработки некоторых провос палительных цитокинов [21, 282, 361].

Fas лиганд – ключевой индуктор апоптоза. Ли ганд к Fas/APO 1 является трансмембранным белком, также относящимся к семейству ФНО. Большинство

рецепторов суперсемейства Fas/APO 1 имеют соответ ствующие растворимые формы лигандов. Например, к рецептору для ФНО обоих типов имеется соответству ющие цитокины – ФНО α и ФНО β . После связывания рецепторов данного семейства с соответствующим ли гандом происходит запуск каскада последовательных реакций, приводящих в итоге к активации апоптоза и гибели клетки. Fas L преимущественно вырабатывает ся активированными Т лимфоцитами [140].

Согласно существующим представлениям, при ХСН апоптоз ассоциируется с повышенной экспрессией Fas/APO 1 и индуцируется гипоксией, реперфузией, провоспалительными цитокинами, нейрогормонами

33

Тепляков А.Т., Березикова Е.Н., Шилов С.Н. Сердечная недостаточность

[427]. Показано, что активация молекулярных механиз мов программируемой гибели клеток у больных миокар дитом и симптомами СН ассоциировалась с увеличени ем уровня Fas L в сыворотке крови [319]. Существуют данные о том что, рост экспрессии рецепторов (Fas/APO 1) в Т лимфоцитах больных с ХСН сопровож дается повышением их индекса апоптоза [245]. Показа но, что концентрация растворимой формы Fas/APO 1 (sFas/APO 1) повышается в сыворотке крови больных ХСН в результате депонирования внеклеточного доме на специфического рецептора [171].

Считается, что уровень sFas/APO 1 у больных с ХСН зависит от степени активности нейрогуморальных сис тем и соответствует клиническому состоянию пациентов. Высказаны предположения о том, что sFas/APO 1 мо гут блокировать процессы апоптоза посредством бло кирования связывания Fas/APO 1 с его специфическим

лигандом, который, вероятно, и является сигнальной молекулой апоптоза [277]. По мере прогрессирования ХСН исчерпывается адаптивный механизм ограничения влияния индукторов на рецепторы Fas/APO 1, что при водит к усилению цитотоксического влияния ФНО α и sFas/APO 1, а также к активации альтернативных пу тей реализации программы клеточной гибели [415].

Каспазы – центральные эффекторы апоптоза.

Связывание Fas с Fas L приводит к активации каспазы 8 и способствует инициации начальной стадии Fas ин дуцированного апоптоза, называющейся индукторной. Каспазы – ферменты, играющие центральную роль в апоптозе [104, 465, 478]. Фаза развития апоптоза (эф

34

Глава 1. Хроническая сердечная недостаточность: перспективные...

фекторная) обусловлена активацией каспазы 1 и явля ется общей при различных вариантах индукции апопто за. Каспаза 1 способствует повышению проницаемос ти мембраны митохондрий, что сопровождается выде лением в цитоплазму целого ряда апоптогенных фак торов, в том числе цитохрома С. Эти факторы, в свою очередь, в комплексе или самостоятельно приводят к активации каспазы 3, что вызывает активацию дальней шей цепочки каспаз и эндонуклеаз, приводя к деграда ции ДНК. Цитоплазматические белки FADD и RIP инду цируют аутокаталитическую активацию прокаспазы 8 и инициацию протеолитического “каскада смерти”, состо ящего из цистеиновых протеаз (каспаз) [185]. Актива ция каспаз обеспечивает ключевые механизмы програм мируемой клеточной смерти: фрагментацию ДНК, кон денсацию хроматина и образование апоптотических телец [279, 303].

У пациентов с острой декомпенсированной сердеч ной недостаточностью обнаружено значительное повы шение активности каспазы 3 [162]. Также показано су щественное повышение уровня каспаз и ФНО α в кар диомиоцитах больных с хронической сердечной недо статочностью, в том числе и при кардиомиопатиях [166, 188, 374].

Значение белка р53 в реализации апоптотичес кого сигнала. Белок р53 является фактором транс крипции и индуцирует экспрессию генов проапоптоти ческих факторов, рецепторов семейства ФНО и инги биторов циклинзависимых протеинкиназ, что одновре менно активирует программируемую клеточную гибель

35

Тепляков А.Т., Березикова Е.Н., Шилов С.Н. Сердечная недостаточность

иблокирует вхождение клетки в следующую фазу кле точного цикла. Кроме того, р53, поступая из ядра к ми тохондриям, запускает развитие апоптоза по митохон дриальному пути [138, 350].

Описан целый ряд состояний и факторов, способных активировать р53. К ним относятся снижение запасов нуклеотидов, разрушение хромосомного веретена, на рушения цитоскелета (нарушения полимеризации акти новых волокон, деполимеризация микротрубочек), об разование микроядер, нарушения в работе рибосом, появление полиплоидных клеток, нарушение прикреп ления клеток к субстрату, состояние гипоксии и ише мии, а также гипероксии, отсутствие или, напротив, из быток некоторых факторов роста или цитокинов, гипер

игипотермия, действие оксида азота (NO) и, вероятно, многое другое [138, 235, 348, 430, 483]. Все эти состоя ния вызывают изменения как самого белка р53, так и

систем, контролирующих его уровень и активность.

Ролевое значение ММП в механизмах инициации апоптоза. Помимо р53 к сигнальным молекулам апоп тоза относят и матриксные металлопротеиназы (ММП) [272]. Серия исследований показала, что деградация экстрацеллюлярного матрикса данными ферментами играет значимую роль в патогенезе сердечно сосудис тых расстройств (атеросклероз, рестеноз, кардиомио патия, ИМ, хроническая сердечная недостаточность, аневризма аорты) [150, 208, 265].

Семейство ММП включает не менее 20 протеолити ческих ферментов, которые характеризуются наличи ем общих свойств: разрушают внеклеточный матрикс,

36

Глава 1. Хроническая сердечная недостаточность: перспективные...

секретируются в виде профермента и активируются в результате протеолитического расщепления, проявля ют активность в нейтральной среде. Обнаружены так же тканевые ингибиторы ММП, которые блокируют ак тивность протеиназ и, таким образом, регулируют вы раженность производимого ими эффекта. Из всех ММП в интактном участке сосудистой стенки обнаруживает ся только ММП 2, тогда как в атеросклеротической бляшке определяются не менее пяти ферментов, выра батываемых макрофагами: ММП 1, ММП 2, ММП 7, ММП 9 и ММП 12 [56].

Установлено существенное повышение концентрации ММП у пациентов с острым коронарным синдромом по сравнению со здоровыми людьми. Повышенная выра ботка матриксных металлопротеиназ в сосудистой стен ке и сердце играет значимую роль в патогенезе ряда состояний, таких как атеросклеротическое поражение

сосудов, аневризма, рестеноз коронарных артерий пос ле ангиопластики и/или стентирования, а так же при развитии и прогрессировании сердечной недостаточно сти [480]. Показано что ММП, которые экспрессируют ся в миокарде и принимают участие в деградации экст рацеллюлярного матрикса сердца, являются определя ющим фактором ремоделирования миокарда [49, 318]. Исследователями установлено, что сердечные ММП син тезируются фибробластоподобными клетками, клетка ми эффекторами воспаления, кардиомиоцитами пре имущественно в латентной форме, их экспрессия и активация повышаются при патологических процессах, протекающих в миокарде [144, 192, 259].

37

Тепляков А.Т., Березикова Е.Н., Шилов С.Н. Сердечная недостаточность

После активации ММП способны расщеплять все ком поненты экстрацеллюлярного матрикса [443]. Выработ ка большинства видов ММП повышается при ХСН, тог да как экспрессия ММП 1 значительно снижена. Разли чия в уровне выработки ММП 2 и ее активности обнару жены в миокарде при ХСН ишемического и неишеми ческого генеза [424].

Сравнительная оценка уровней ММП в сыворотке крови больных ХСН ранее рассматривались в ряде ра бот. В то же время клинических исследований, связан ных с определением активности ММП в системном кро вотоке у пациентов с ИБС и ХСН, не много. Вопрос о регуляции активности ММП, определяющей их роль в механизмах апоптоза при развитии ХСН, требует даль нейшего изучения.

Влияние ростовых факторов на апоптоз сосуди стой стенки. Можно с определенной уверенностью ут

верждать, что основным механизмом клеточной гибе ли при атеросклерозе является апоптоз. Все клеточные элементы, выявляемые в атеросклеротических бляшках, подвергаются программированной смерти [135]. По данным различных исследователей, стартовым меха низмом развития рестенозов коронарных артерий у больных ИБС, подвергнутых ангиопластике и/или стен тированию, могут являться повреждение интимы и об нажение тромбогенного субэндотелия с последующим формированием пристеночного тромба и его организа цией, развитие воспалительного ответа на повреждение или имплантацию стента и повышение выработки рецеп торов адгезии, оксидативный стресс и гиперплазия глад

38

Глава 1. Хроническая сердечная недостаточность: перспективные...

комышечных волокон, а также влияние ангиотензина II, который индуцирует клеточную пролиферацию, а так же снижает активность брадикинина, подавляющего клеточный рост [142, 264, 275].

Исследования механизмов развития рестеноза при моделировании сосудистого повреждения у животных, а также гистологические исследования коронарных артерий человека показали, что в патогенезе рестено за значимую роль играет активация миграции и проли ферации сосудистых клеток под действием ростовых факторов, индуцированная повреждением сосудистой стенки [401].

Ключевыми стимуляторами ангиогенеза являются ростовые факторы, такие как фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), тромбоцитарный фактор роста АВ (PDGF АВ), фактор роста фибробластов (FGF), транс формирующий ростовой фактор β (TGF β ) и др., акти

вирующиеся под действием некоторых механических и метаболических воздействий, таких как растяжение или деформация, гипоксия и др. [172, 182]. Ростовые фак торы способны стимулировать клеточную пролифера цию и ангиогенез [226].

Фактор роста эндотелия сосудов. Среди ростовых факторов значимую роль играет VEGF, принимающий участие в индукции и регуляции как нормального, так и патологически измененного ангиогенеза, и стимулиру ющий пролиферацию эндотелиальных клеток [172].

VEGF – важный регулятор как физиологической, так и патологической неоваскуляризации. Считается, что основным физиологическим действием этого белка яв

39

Тепляков А.Т., Березикова Е.Н., Шилов С.Н. Сердечная недостаточность

ляется митогенный эффект на сосудистые эндотелиаль ные клетки артерий, вен и лимфатических сосудов, а также другие клетки. Действие VEGF заключается в ак тивации деградации экстрацеллюлярного матрикса, миграции клеток, образовании сосудистых структур, регуляции проницаемости сосудов, повышении выра ботки сериновых протеаз – активаторов плазминогена урокиназного и тканевого типа и ингибитора активато ра плазминогена 1 (PAI 1) и индукции экспрессии ме таллопротеиназы. VEGF повышает проницаемость со судов и способствует проникновению белков плазмы крови в межклеточное пространство, что вызывает миг рацию эндотелиоцитов и активный протеолиз экстрак леточного матрикса [179, 221].

Наиболее активный изомер VEGF А оказывает свое влияние на эндотелиоциты, воздействуя на рецепторы VEGFR 1 и VEGFR 2, роль которых в ангиогенезе раз

лична. Гиперэкспрессия VEGFR 2 на эндотелиальных клетках способствует запуску пролиферации, миграции и дифференцировки, а также блокировке их апоптоза. Этот рецептор также ответственен за увеличение про ницаемости сосудистой стенки. Функциональная роль VEGFR 1 менее изучена. Обнаружены также циркули рующие (не связанные с клетками) рецепторы VEGF, которые предположительно играют роль своеобразных ловушек для VEGF, попавшего в системный кровоток. Основная роль VEGFR 3 заключается в его участии в образовании лимфатических сосудов [267, 450]. В фи зиологических концентрациях фактор роста эндотелия сосудов обеспечивает выживание эндотелиальных кле

40