Концепции патогенеза атеросклероза

Условно все теории можно объединить в две концепции:

Плазменная (обменно-регулирующих нарушений), включающая в себя теории, в которых основную роль отводят изменениям, происходящим непосредственно в крови. Сосудистая (ангиогенная), включающая в себя теории, в которых основное внимание уделяют первичным дегенеративным изменениям в сосудистой стенке.

Плазменная концепция патогенеза атеросклероза

Среди многих входящих в эту концепцию теорий остановимся на следующих:

Инфильтративная теория, впервые предложенная Н.Н.Аничковым и его учениками. В основе ее лежит представление о том, что липиды постепенно инфильтрируют сосудистую стенку. Теория базируется на положении, согласно которому большая часть энергетических потребностей сосудистой стенки, особенно интимы и внутренней ее трети, восполняется за счет липидов крови, проникающих в стенку сосудов. В норме их избыток удаляется по лимфатическим сосудам. Но если липидов поступает очень много, то они накапливаются, возникает липидоз. После того, как было выяснено, что все липиды крови находятся в составе высокомолекулярных липопротеидных комплексов (ЛП), возникли новые представления. Теория, базирующаяся на проникновении через стенку сосудов и отложении в ней большого количества интактных ЛП. Было доказано, что ЛП в норме выходят в субэндотелиальное пространство через межэндотелиальные щели. Важно, что этот процесс может резко усиливаться при повышении величины артериального кровяного давления, при гиперхолестеринемии, при повышенном выделении катехоламинов в случае многочисленных стрессорных воздействий. Более того, оказалось, что гладкомышечные клетки артерий, лимфоциты, эндотелиоциты имеют на своей поверхности рецепторы, способные связывать молекулы ЛПНП. Причем, важную роль в этом процессе играют белковые части комплекса – апопротеины - b (апо-b) молекул ЛПНП. После связывания ЛПНП происходит их эндоцитозный захват, они поступают внутрь клетки, где подвергаются дальнейшим превращениям под влиянием лизосомальных ферментов. Глицерин, жирные кислоты используются для энергетических нужд, а высвободившийся холестерин практически не подвергается здесь превращениям и, в основном, идет на построение или восстановление клеточных мембран. Показано также, что он способен угнетать образование рецепторов и, тем самым, снижать уровень захвата клеткой новых молекул ЛПНП. Так осуществляется так называемый «регулируемый, рецептор – опосредованный» захват ЛПНП клетками. Однако в настоящее время большинство авторов считают, что этот путь в силу его регулируемости вряд ли способен приводить к избыточному накоплению ЛП и холестерина в клетках.

Макрофагальная теория

Эта теория базируется на том факте, что возможен и не регулируемый захват клетками ЛП и, в первую очередь, речь идет о ЛП с измененной химической структурой. Такой захват получил название «нерецепторный транспорт», «неспецифический эндоцитозный захват ЛПНП», «скевенджер-захват» (scavenger pathway). Он осуществляется клетками макрофагального типа, а так как он не регулируем, то может приводить к накоплению ЛП и холестерина в клетке. Показано, что эндотелиальные клетки сосудов обладают активностью, напоминающей таковую у макрофагов. Они способны по типу пиноцитоза - захватывать модифицированные по структуре ЛП. Причем часть ЛП подвергается различным биохимическим превращениям, а часть – выходит в субэндотелиальное пространство, давая начало образованию атероматозной бляшки. Важно, что каким бы образом молекулы ЛП не попадали в субэндотелиальное пространство (интиму артерий), они вступают в контакт с гладкомышечными клетками, захватываются макрофагами. Характерно, что наиболее активно захватываются именно ЛП с изменённой структурой (за счет, например, ацетилирования, гликозилирования, что встречается при диабете и пр.). Аналогично, как оказалось, захватываются макрофагами из крови и ЛПОНП. В макрофагах резко (в 20-200 раз) нарастает концентрация эфиров холестерина и они по своей морфологии становятся подобными так наз. «пенистым клеткам», образование которых в интиме сосудов является обязательным условием развития атеросклеротического процесса. Кстати, способность макрофагов захватывать модифицированные ЛП, можно рассматривать как проявление их защитной функции, направленной на поддержание гомеостаза во внеклеточной среде, на удаление всего чужеродного. Поскольку макрофаги могут практически «ненасытно» поглощать модифицированные ЛП, расщеплять их, аккумулировать значительные количества холестерина и его эфиров, то, превратившись в пенистые клетки и в конце концов погибая, они тем самым способствуют накоплению в интиме холестерина, что ведет к началу атеросклеротического процесса.

Аутоиммунная теория.

Она возникла после того, как в крови больных атеросклерозом были обнаружены аутоиммунные комплексы ЛП – антитело. Кстати, такие комплексы обнаруживаются у 70% больных ИБС. В качестве антигена эти комплексы обычно содержат ЛПНП или ЛПОНП. Предполагают примерно такую цепь событий. Против перегруженных жиром ЛПНП в организме могут образовываться аутоантитела, что приводит к формированию и циркуляции в крови комплексов ЛП – антитело при избытке антигена. Эти комплексы могут оседать на мембранах тромбоцитов, в результате возрастает адгезивная способность тромбоцитов к эндотелию сосудов; из тромбоцитов выделяются медиаторы, в частности серотонин, который повышает проницаемость стенки сосудов как для таких комплексов, так и вообще для ЛПНП, что и ведет к инициации атеросклероза. Говоря о причинах образования антител к ЛП, обычно имеют в виду два случая. а) Появление измененных (модифицированных) ЛП, имеющих аутоантигенные свойства. б) Первичный синтез клетками иммунной системы в силу каких-то причин аутоантител к нативным ЛП. Это может быть, например, при недостаточности Т-супрессорной активности в условиях гиперлипопротеинемии.

Тромболипидная теория.

Впервые свыше 100 лет тому назад К.Ракитянский высказал мысль, что в основе развития атеросклероза лежит образование фибрина и его накопление в стенке сосуда. В дальнейшем были получены данные, свидетельствующие, что фибрин действительно входит в состав атеросклеротической бляшки как обязательный компонент, и больше того, как правило, атеросклероз характеризуется активацией процессов свертывания крови. Выяснение роли тромбоцитов показало, что они не только принимают непосредственное участие в процессах свертывания крови в первую очередь за счет адгезии и агрегации при повреждении эндотелиельной выстилки сосудов, но и выделяют, например, митогенный фактор, запускающий процессы пролиферации клеток сосудистой стенки, а также тромбоксан, ускоряющий агрегацию новых порций тромбоцитов. Поскольку повреждение эндотелия способствует также усилению проникновения в артериальную стенку ЛП, то и возникла тромболипидная теория, объединяющая два одновременно протекающих процесса – образование тромба и липопротеидную инфильтрацию сосудистой стенки в единый, с помощью которого и объясняют патогенез начала развития атеросклероза. Однако, в настоящее время трудно сказать, является ли действительно тромбообразование обязательным условием развития атеросклероза, или оно просто ему сопутствует.

Таким образом, названные теории, входящие в плазменную концепцию, не столько противоречат, сколько дополняют друг друга.

Сосудистая концепция патогенеза атеросклероза

Плазменные теории, несмотря на их серьёзную научную обоснованность, всё же много не объясняют. Например, почему атеросклероз поражает преимущественно артерии? Почему атеросклеротические бляшки локализуются в «излюбленных» местах, а не тотально по ходу сосудов? Вот почему большой интерес вызывают теории, в которых основное внимание уделяется изменениям стенки сосудов. Прежде всего, было выяснено, что интима и внутренняя 1/3 медии стенки крупных и средних артерии не содержат капилляров и тем самым нет прямого обмена между кровью и этими тканями. Их питание осуществляется за счет просачивания, диффузии различных веществ, в том числе ЛП, через стенку. При этом, естественно, часть поступивших веществ утилизируется, а часть – удаляется через систему ваза – вазорум. Характерно, что сами по себе ЛП не повреждают стенку сосудов, не приводят к развитию атеросклеротического процесса пока они не распадутся на составные компоненты и не выделится холестерин, который, как оказалось, не подвергается дальнейшим превращениям в сосудистой стенке. В норме обычный путь избавления от холестерина – это включение его вновь в состав ЛП и удаление по дренажной системе, которая, однако, в этих сосудах развита хуже, чем в венах. Вместе с тем, более высокое артериальное давление в артериях способствует большему проникновению ЛП в стенку. Накоплению ЛП способствует и то, что интима артерий содержит большое количество гликозаминогликанов, обладающих высоким сродством к апопротеину-b ЛПНП. В результате она может их удерживать в количестве равном или даже превышающем таковое в плазме крови. Приведенные факты во многом отвечают на вопрос, почему именно артерии поражаются при атеросклерозе.

Теория первичного повреждения клеток артерий.

Она исходит из того, что проникновение ЛП в артериальную стенку в значительных количествах возможно только через участки поврежденного эндотелия. Что вызывает такое повреждение? В первую очередь, полагают, имеют значение гемодинамические факторы – турбулентное движение крови в области дуги аорты, в местах ответвлений, перегибов артерий. Свой вклад могут вносить и вещества, непосредственно повреждающие эндотелий: никотин, большие дозы витамина Д, даже некоторые лекарственные препараты. Бесспорно, повреждение эндотелиоцитов облегчает поступление ЛП в интиму артерий, способствует адгезии тромбоцитов и т.д., но вряд ли это является обязательным и единственным условием развития атеросклероза. Один из крупных патологов нашей страны И.В. Давыдовский много внимания уделял возрастному фактору, имея в виду и «старение» стенок артерий. Его взгляды перекликаются с теорией капиллярных геморрагий. Она исходит из того, что, как правило, среди компонентов атеросклеротической бляшки обнаруживаются эритроциты, что позволяет говорить об имеющих место небольших, точечных кровоизлияниях. Почему? Полагают, что вследствие постоянных пульсаций снижается эластичность стенки артерий (значение возраста!), а это приводит к разрыву мелких капилляров в стенке сосудов, появлению точечных геморрагий, что в свою очередь сопровождается отложением липидов. Однако возникает закономерный вопрос: не являются ли геморрагии следствием уже начавшегося атеросклероза, характеризующегося уплотнением, повышенной ломкостью стенки сосуда?

Перекисная теория.

Эта теория исходит из того факта, что перекиси липидов легко образуются при окислении ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав триглицеридов и фосфолипидов, при окислении холестерина. Полагают, что именно они могут вызвать первичное повреждение интимы артерий с последующим развитием атеросклеротического процесса.

Моноклональная теория

Эта теория базируется на том факте, что для атеросклеротического процесса характерна пролиферация гладкомышечных клеток и постоянный рост самой бляшки в целом. E. Benditt и J. Benditt (1973) на основании своих работ пришли к выводу, что все пролиферирующие мышечные клетки стенки сосуда произошли из одной мутированной клетки, как это происходит при доброкачественных опухолях. Таким образом, атеросклероз по этой теории рассматривается как своеобразная доброкачественная опухоль, растущая из одной трансформированной мышечной клетки. Авторы допускают, что под влиянием мутагенов (углеводороды табачного дыма, вирусы и пр.) часть ГМК сосудов подвергается мутационному изменению, которое характеризуется ими как «подпороговое неопластическое состояние», в котором клетки могут находиться многие годы. Затем под влиянием промоторных факторов, к которым авторы относят гипертензию и гиперхолестеринемию, такие клетки начинают пролиферировать с большой скоростью, что является начальным этапом формирования атеросклеротической бляшки. Однако многие исследователи сомневаются в правомочности аналогии атеросклероза с доброкачественной опухолью. Тем более, что пролиферации, как оказалось, могут подвергаться, наряду с мышечными клетками и макрофагами, фибробласты, эндотелиальные клетки. Представители этой теории считают важным признание возможности быстрой пролиферации чувствительных клеток при накоплении в них холестерина. Две следующие теории по иному объясняют причину и механизм названной клеточной пролиферации. А). R.Ross и J.A.Glomest (1976) выдвинули предположение, что причиной пролиферации ГМК при атеросклерозе является митогенный фактор тромбоцитов, который освобождается при их адгезии к поврежденному эндотелию, и митогенный фактор, выделяемый самими эндотелиоцитами. В связи с этим отметим, что хотя сам факт возможного выделения митогенного фактора тромбоцитами не вызывает сомнения, но вот выделяется ли он при отсутствии повреждения эндотелия, это ещё требует доказательств. Б). Мембранная теория. Иначе объясняют пролиферацию мышечных клеток R.L.Jacкson и A.M.Gotto (1976). В основе их теории лежит тот факт, что неэстерифицированный холестерин играет важную роль в поддержании жидкостности мембраны клеток, в том числе и ГМК артерий. Если в клетку поступил избыток холестерина, то понижается жидкостность мембран, изменяется метаболическая активность клетки. Для поддержания нормального жидкостного состояния мембраны клетка увеличивает синтез жирных кислот, которые эстерифицируют избыток холестерина, а эфиры холестерина не входят в состав клеточных мембран. Однако если способность к эстерификации холестерина клеткой исчерпана или относительно недостаточна, то происходит пролиферация ГМК, в результате чего холестерин утилизируется на построение новых клеточных мембран. Эта теория достаточно хорошо согласует многие биохимические и морфологические факты, наблюдаемые в процессах клеточной пролиферации при атеросклерозе. Важно, что она вновь обращает внимание на роль холестерина. Правда, с совершенно иных позиций.

Современные представления о патогенезе атеросклероза

Для понимания процессов, происходящих при развитии атеросклероза, вспомним строение стенки артерии по направлению снаружи внутрь: наружная оболочка, наружная эластическая мембрана, средний слой – мышечный. Это ГМК внутренняя эластическая мембрана, внутренняя оболочка, покрыта эндотелием. Просвет сосуда и происходящие в нем обменные процессы обеспечивают питание эндотелия, остальные слои сосудистой стенки питаются за счет vasa vasorum.

· Процесс атеросклероза запускается с момента повреждения эндотелия или нарушения его проницаемости под воздействием выше перечисленных этиологических факторов. В настоящее время появились новые данные о том, что в этиологии атеросклероза играет роль – бактериальное повреждение эндотелия (инфекционное повреждение) эндотелиотропными вирусами или риккетсиями. Так, вирус герпеса эндотелиотропен. В норме имеет место однородность эндотелия. При атеросклерозе возникает полиморфизм эндотелия. Полиморфизм наблюдается как морфологический (клетки разнородны по размерам, форме, появляются гигантские клетки), так и функциональный. Чаще атеросклероз локализуется в участках, которые повреждаются в силу гидродинамического стресса (удара) – грубые факторы кровотока.

· Зоны поврежденного эндотелия атакуются моноцитами крови. Моноциты адгезированные к артериальному эндотелию трансформируются в активированные мононуклеары и макрофаги. Они выделяют макрофагальные факторы и содержат рецепторы к ЛПоНП и ЛПНП. ЛПоНП и ЛПНП активно поглощаются мононуклеарами. Образуются пенистые клетки – это активированные мононуклеары, видоизмененные в результате интенсивного эндоцитоза липопротеинов. До сих пор общественное сознание связывает атеросклероз с пропитыванием холестерином сосудистой стенки, что верно лишь отчасти. Холестерин и триглицериды переносятся во внеклеточном пространстве липопротеинами. Не гиперхолестеринемия ведет к атеросклерозу, а аккумуляция в сосудистой стенке атерогенных липопротеинов. Таким образом, гиперхолестеринемия вызывает атеросклероз не через пропитывание стенки сосудов холестерином, а через повышение интенсивности образования печенью и высвобождения ею в кровь атерогенных липопротеинов. Холестерин, входящий в состав ЛПНП подвергается в Мф ускоренной эстерификации под действием фермента ацил-КоА-холестерин-О- ацилтрансферазы. В то же время, в Мф имеется высокоактивный фермент – холестерол-эстераза, вызывающий гидролиз внутриклеточных эфиров холестерина, и, тем самым, препятствующий накоплению Х в Мф. Таким образом, трансформации Мф в пенистую клетку будут способствовать: а) снижение активности холестерол-эстеразы в Мф; б) избыточный захват ЛПНП, благодаря которому в клетке оказывается много сырья для образования эстерифицированного холестерина; в) затруднение выхода Х из Мф во внеклеточную среду в составе ЛПВП. Поскольку моноцит инвазирует интиму, поэтому в своем начале атеросклероз не что иное, как особый вариант воспаления. Атеросклероз во многом представляет собой хроническое воспаление сосудистой стенки, протекающее с преобладанием пролиферативного компонента, основными клеточными эффекторами которого являются моноциты циркулирующей крови, мононуклеарные фагоциты субинтимального слоя, гладкомышечные сосудистые клетки, активированные атерогенными липопротеинами или в результате межклеточных взамодействий. Воспаление в очаге атеросклеротического поражения усиливает взаимосвязанное с ним локальное свертывание крови.

· При воздействии макрофагальных факторов возбуждаются ГМК стенки сосудов. Наступает дисбаланс функции ГМК: прекращается их сократительная активность, но синтезируется большое количество коллагена, что ведет к гипертрофии ГМК.

· При повреждении и последующей гибели эндотелиальной клетки в образовавшуюся брешь устремляются тромбоциты, которые выделяют фактор роста. Соседние неповрежденные эндотелиальные клетки начинают пролиферировать с краев. Если процесс пролиферации не может закрыть место поврежденного эндотелия, то сюда устремляются ГМК. Этот участок активно поглощает атерогенные липопротеины из плазмы. Таким образом, в начале процесса поглощение ЛПНП – это способ восстановления дефекта поврежденного эндотелия, т.е. защитная реакция. В участках сосудов, где имеются постоянные гемодинамические воздействия, эндотелий чаще повреждается и слущивается, участки повреждения замещаются не путем деления, а путем распластывания клеток. Таким образом, чем выше плотность эндотелия, тем меньше в него включается липопротеинов.

· Пенистые клетки высвобождают ряд цитокинов, чьё действие вызывает пролиферацию клеточных элементов, в особенности миоцитов ГМК. Кроме того, цитокины макрофагов активируют эндотелиоциты, что ведет к росту экспрессии их тромбогенного потенциала. Цитокины пенистых клеток активируют нейтрофилы крови. Они адгезируются к сосудистой стенке.

· К очагу повреждения устремляются фибробласты, разрастается соединительная ткань. Формируется атеросклеротическая бляшка. Её формируют липиды, лейкоциты, ГМК, межклеточное вещество интимы артерий, агрегаты активированных тромбоцитов, нити фибрина. Всё это характеризует атеросклеротическую бляшку как очаг воспаления и локус тромбоза.

· Бляшка продавливает ГМК ® дегенерация ГМК ® нарушение тонуса сосуда ® условия для формирования аневризмы сосуда. Причем, у пожилых людей чаще формируются гладкие бляшки, которые располагаются во всей длине сосуда, а у молодых чаще бывают бляшки на ножке, которые могут при токе крови неожиданно перекрывать просвет сосуда. Отрыв бляшки ведет к эмболии или тромбоэмболии.