Содержание к диссертации
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
Глава 1. РОЛЬ ФАКТОРОВ МЕЖКЛЕТОЧНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В РЕМОДЕЛИРОВАНИИ МИОКАРДА И СОСУДОВ ПРИ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ 15
1.1. Взгляд клинициста на клеточные и молекулярные механизмы гипертрофии миокарда при артериальной гипертензии 15
1.2. Структурно-функциональные изменения сосудов при артериальной гипертензии: факторы, определяющие процесс ремоделирования 31
1.3. Функциональное состояние эндотелия и клеток крови при артериальной гипертензии 44
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 70
2.1. Материалы и методы клинического исследования 70
2.1.1. Клиническая характеристика групп 70
2.1.2. Оценка клинического артериального давления 75
2.1.3. Суточное мониторирование артериального давления 75
2.1.4. Эхокардиографическое исследование 77
2.1.5. Оценка эндотелийзависимой и эндотелийнезависимой вазодилатации плечевой и лучевой артерий 78
2.1.6. Ультразвуковое исследование сонных артерий 81
2.1.7. Исследование вариабельности сердечного ритма 81
2.1.8. Проба с изометрической нагрузкой 82
2.1.9. Офтальмоскопия и процедура фотографирования глазного дна...82
2.1.10. Методы радиоиммунного анализа 83
2.1.11. Методы иммунноферментного анализа 84
2.1.12. Определение агрегации эритроцитов 86
2.1.13. Определение деформируемости эритроцитов 86
2.1.14. Определение спонтанной агрегации тромбоцитов 87
2.1.15. Изучение структуры мембран эритроцитов методом спиновых зондов 88
2.1.16. Методы исследования функциональных свойств лейкоцитов 88
2.1.17. Исследование метаболитов активных форм кислорода 90
2.1.18. Определение СОД-подобной активности 92
2.1.19. Исследование метаболитов оксида азота 92
2.1.20. Дополнительные лабораторные исследования 93
2.2. Морфологическое исследование биопсийного материала 93
2.2.1. Морфометрическое исследование кардиомиоцитов правого предсердия 93
2.2.2. Морфометрическое исследование лучевой и внутренней грудной артерий 94
2.2.3. Иммуногистохимическое исследование лучевой и внутренней грудной артерий 95
2.3. Материал и методы экспериментальных исследований 95
2.3.1. Метод получения первичной культуры кардиомиоцитов 95
2.3.2. Моделирования гипертрофии кардиомиоцитов в культуре 98
2.3.3. Метод получения первичной культуры сердечных фибробластов...99
2.4. Методы статистической обработки результатов 100
Глава 3. КЛИНИКО-ЦИТОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГИПЕРТРО ФИИ МИОКАРДА ПРИ ГИПЕРТОНИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ 102
Глава 4. ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ ГИПЕРТРОФИИ МИОКАРДА НА МОДЕЛИ ПЕРВИЧНОЙ КУЛЬТУРЫ КАРДИОМИОЦИТОВ И СЕРДЕЧНЫХ ФИБРОБЛАСТОВ 109
Глава 5. ФАКТОРЫ РЕМОДЕЛИРОВАНИЯ МИОКАРДА ПРИ ГИПЕРТОНИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ 135
5.1. Эхокардиографические доказательства ремоделирования миокарда при гипертонической болезни 135
5.2. Связь ремоделирования миокарда с суточным профилем артериального давления 139
5.3. Эндокринные факторы, определяющие развитие гипертрофии миокарда 144
5.4. Роль трансформирующего ростового фактора-Pj в развитии гипертрофии миокарда 147
5.5. Патогенетическое значение исследования проколлагена III типа в сыворотке крови у больных гипертонической болезнью 151
5.6. Белки теплового шока 70кДа - новый маркер повреждения миокарда при гипертонической болезни 156
Глава 6. РЕМОДЕЛИРОВАНИЕ КРУПНЫХ И МЕЛКИХ АРТЕРИЙ ПРИ ГИПЕРТОНИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ 162
6.1. Структурные изменения ретинальных артерий при гипертонической болезни 162
6.2. Эндотелиальная дисфункция и ремоделирование крупных артерий при гипертонической болезни 166
6.3. Роль оксида азота и его метаболитов в регуляции сосудистого тонуса при гипертонической болезни 179
Глава 7. КЛИНИКО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ЛУЧЕВОЙ АРТЕРИИ 188
7.1. Морфометрическое и иммуногистохимическое сопоставление лучевой и внутренней грудной артерий 188
7.2. Морфологические изменения лучевой артерии и величина эндотелийзависимой вазодилатации в пробе с реактивной гиперемией 203
Глава 8. УЧАСТИЕ КЛЕТОК КРОВИ В РЕМОДЕЛИРОВАНИИ МИОКАРДА И СОСУДОВ ПРИ ГИПЕРТОНИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ 213
8.1. Реологические свойства крови и функциональное состояние эндотелия у больных гипертонической болезнью 213
8.2. Маркеры воспаления при гипертонической болезни 224
8.3. Структурные изменения сосудов микроциркуляторного русла и процессы ангиогенеза при гипертонической болезни 242
Глава 9. ВЛИЯНИЕ АНТИГИПЕРТЕНЗИВНОИ ТЕРАПИИ НА РЕМОДЕЛИРОВАНИЕ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ГИПЕРТОНИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ: РОЛЬ НЕГЕМОДИНАМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ 247
ОБСУЖДЕНИЕ 265
ВЫВОДЫ 290
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 293
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 294
Введение к работе
Данные эпидемиологических исследований показали, что частота инсультов и большинства клинических проявлений ишемической болезни сердца (ИБС), в том числе инфаркта миокарда, внезапной смерти и сердечной недостаточности, выше у пациентов с артериальной гипертензией (АГ) (Шальнова С.А. и соавт., 2002; Flack J.M. et al., 1995; JNC-VII, 2003). Гипертоническая болезнь (ГБ) принадлежит к наиболее распространенным и, учитывая связь с высоким риском смертности от сердечно-сосудистых осложнений, социально значимым заболеваниям (Оганов Р.Г., 2002; Бритов А.Н., 2003).
Гипертрофия левого желудочка (ГЛЖ), выявляемая при эхокардиографическом исследовании почти у трети больных ГБ, является самостоятельным независимым фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний (Levy D. et al., 1990; Devereux R.B., Roman M.J., 1995; Lip G.Y.H. et al., 2000; Verdecchia P. et al., 2001). Важное прогностическое значение ГЛЖ определяет интерес к изучению патогенеза гипертрофического процесса, оценки перспектив его обратного развития и поиску медикаментозных средств для его коррекции. Гипертрофия миокарда при ГБ сопровождается увеличением сердечной стромы. Поэтому термин «ремоделирование» наиболее полно характеризует процесс структурных изменений в миокарде в условиях нагрузки давлением. Основное внимание при изучении ремоделирования миокарда у больных ГБ уделено роли гемодинамических факторов (Liu J.E. et al. et al., 1999; Mancia G., Parati G., 2000). В последние годы активно обсуждается участие симпатоадреналовой и ренин-ангиотензин-альдостероновой систем в развитии гипертрофии миокарда (Cooper G., 1997; Swynghedauw В., 1999).
Миокард представляет собой сложную интеграцию клеток различного происхождения, связанных между собой системой межклеточного взаимодействия и ауто/паракринной регуляции. На клеточном уровне морфологические изменения в миокарде реализуются с помощью трех основных процессов: клеточного роста, апоптоза, а также ассоциированного с ними интерстициального фиброза (Hefti М.А. et al, 1997; Weber КТ., 2001; Nadal-Ginard В. et al., 2003). Нарушение баланса между индукторами и ингибиторами клеточного роста, апоптоза и обмена экстрацеллюлярного матрикса приводит к структурным изменениям в миокарде. Однако роль факторов межклеточного взаимодействия в ремоделировании миокарда у больных ГБ, а также их связь с гемодинамическими влияниями мало изучена.
В патогенезе гипертрофии миокарда важное значение имеют структурные изменения сосудов микроциркуляторного русла (Intengan H.D., Schiffrin E.L., 2001; Struijker Boudier H.A.J., 2002). Они определяют разнообразие типов поражения органов-мишеней и влияют на развитие заболевания. Но спорным остается вопрос: опережают ли структурные изменения сосудистой стенки формирование ГЛЖ, или они развиваются параллельно в рамках единого патофизиологического процесса, подчиняясь общим законам рем одел ирования сердечно-сосудистой системы при ГБ? Гиперплазия средней оболочки сосудов с повышением ее жесткости за счет развития интерстициального фиброза -характерные морфологические изменения сосудистой стенки, свойственные ГБ. Однако роль факторов межклеточного взаимодействия в патогенезе структурных изменений крупных и мелких артерий нуждается в дальнейшем изучении для подбора адекватных методов их медикаментозной коррекции. Исследования крупных артерий у больных ГБ проводились или на основе аутопсийного материала, или с помощью неинвазивных ультразвуковых методов. При этом отсутствуют данные сравнительного анализа морфологических изменений крупных артерий с результатами ультразвукового исследования сосудов. Изучение особенностей ремоделирования крупных артерий различных сосудистых регионов при ГБ актуально еще и с точки зрения патогенеза воспалительных изменений в сосудистой стенке.
Нарушение функционального состояния эндотелия играет важную роль в структурных изменениях миокарда и сосудов при ГБ (Vanhoutte P.M., 1989;
Vanhoutte P.M., Boulanger СМ., 1995; Bonetti P.O. et al., 2003). Эндотелиальные клетки, благодаря пограничному положению и продукции многочисленных паракринных факторов, принимают активное участие в регуляции сосудистого тонуса, сосудистой проницаемости, процессов воспаления и в изменении реологических свойств крови (Cines D.B. et al., 1998; Becker B.F. et al., 2000). Большинство сердечно-сосудистых осложнений, возникающих у больных ГБ, связаны с развитием артериальных тромбозов. Формирование протромботических условий при ГБ обусловлено нарушением реологических параметров крови и антиадгезионных свойств эндотелия (Ajmani R.S., 1997; Lip G.Y.H., 2000). Однако, характер причинно-следственных отношений функционального состояния эндотелия, реологических свойств крови и гемодинамических факторов при ГБ не определен. Открытым остается вопрос о роли нарушений реологических свойств крови в развитии структурных изменений сердца и сосудов.
АГ значительно увеличивает риск атеросклеретического поражения сосудистой стенки (Alexander R.W., Dzau V.J., 2000). Вместе с тем, патогенетические механизмы, объединяющие эти два патологических процесса, нуждаются в уточнении. Рассматривая атеросклероз с позиции иммуновоспалительного процесса, можно предположить, что причиной ускорения атерогенеза при ГБ является активация воспалительных реакций (Ross R., 1999). Следует отметить, что клинические исследования, подтверждающие присутствие воспалительных изменений при ГБ,
немногочисленны и противоречивы. Отсутствуют данные о функциональном состоянии лейкоцитов у больных ГБ, их роли в развитии эндотелиальной дисфункции, а также участии в ремоделировании миокарда и сосудов.
Результаты последнего мета-анализа подтвердили отсутствие принципиальных различий между гипотензивными препаратами в снижении риска развития ИБС и инсульта, если достигается целевой уровень артериального давления (АД) (Staessen J.A. et al., 2003). Однако частота развития сердечной недостаточности не зависела от уровня снижения АД, и в этом случае выбор лекарственного препарата имеет принципиальное значение. Аналогичные результаты получены при сравнительном исследовании влияния антигипертензивной терапии на регресс ГЛЖ и структурных изменений сосудистой стенки у больных ГБ (Liebson P.R. et al., 1995; Schmieder R.E. et al., 1996; Teo K.K. et al., 2000; Lonn E.M. et al., 2001; Devereux R.B. et al., 2001). Эти данные свидетельствуют о неоднозначном влиянии лекарственных препаратов на факторы, участвующие в ремоделировании миокарда и сосудов, а также о значимости негемодинамических факторов в повреждении органов-мишеней при ГБ. Спорным остаётся вопрос регресса фиброзных изменений в миокарде на фоне обратного развития ГЛЖ. Поэтому влияние на процессы обмена соединительной ткани может стать важным условием при выборе антигипертензивной терапии у больных ГБ.
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
Изучить молекулярные и клеточные механизмы, лежащие в основе структурных изменений миокарда и сосудов при гипертонической болезни, разработать подходы к медикаментозной коррекции выявленных нарушений.
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1. Оценить вклад гемодинамических, нейрогуморальных и ауто/паракринных факторов в ремоделирование миокарда при гипертонической болезни.
2. Охарактеризовать ремоделирование крупных и мелких артерий, роль гемодинамических и нейрогуморальных факторов в структурных изменениях сосудов при гипертонической болезни. Провести сравнительный клинико-морфологический анализ структурных изменений артерий мышечно-эластического и мышечного типов, оценить возможности медикаментозной коррекции выявленных изменений.
3. Изучить связь эндотелиальной дисфункции со структурными изменениями сосудов при гипертонической болезни; уточнить роль азота и его метаболитов в регуляции сосудистого тонуса при гипертонической болезни.
4. Оценить вклад изменений реологических свойств крови и функциональной активности лейкоцитов в ремоделирование миокарда и сосудов у больных гипертонической болезнью.
5. Провести сравнительную оценку действия основных групп антигипертензивных препаратов (ингибиторов ангиотензин-превращающего фермента, бета-адреноблокаторов, блокаторов кальциевых каналов) на функциональную активность клеток крови и гуморальные факторы, участвующие в ремоделировании миокарда и сосудов при гипертонической болезни.
Основные положения, выносимые на защиту
1. В развитии гипертрофии миокарда при гипертонической болезни, наряду с гемодинамическими и нейроэндокринными факторами, большое значение имеют факторы ауто/паракринной регуляции, контролирующие процесс гипертрофии кардиомиоцитов и увеличение стромального компонента миокарда.
2. Процесс ремоделирования сосудов при гипертонической болезни носит системный характер и тесно связан с развитием эндотелиальной дисфункции.
3. Изменение функциональной активности клеток крови у больных гипертонической болезнью является дополнительным фактором ремоделирования миокарда и сосудов, действие которого опосредуется через повреждение эндотелия, развитие протромботических условий и воспалительных процессов в сосудистой стенке.
4. Обратное развитие структурных изменений миокарда и сосудов зависит не только от степени снижения артериального давления, но и от влияния антигипертензивной терапии на негемодинамические факторы ремоделирования.
Научная новизна
В работе получены новые данные, доказывающие патогенетическую связь процессов гипертрофии кардиомиоцитов, клеточной гибели и сердечного фиброза при гипертонической болезни. Впервые предложен новый неинвазивный тест определения белка теплового шока 70кДа в сыворотке крови для диагностики повреждения органов-мишеней при гипертонической болезни. Показана роль трансформирующего ростового фактора-Р] в развитии гипертрофии кардиомиоцитов, увеличении стромального компонента миокарда, а также в структурных изменениях сосудистой стенки при гипертонической болезни.
Впервые в исследованиях in vitro показано, что ингибиторы гидрокси-метил-глютарил коэнзим А редуктазы в терапевтических концентрациях подавляют процессы пролиферации сердечных фибробластов, их фенотипическую трансформацию и предупреждают развитие гипертрофии кардиомиоцитов.
Установлено, что в основе нарушения эндотелийзависимой вазодилатации в пробе с реактивной гиперемией лежат морфологические изменения в интиме лучевой артерии. Основным фактором, определяющим развитие интимальной гиперплазии, является степень артериальной гипертензии. Выявлены морфофукциональные особенности крупных артерий различных сосудистых регионов. Показано, что парадоксальные вазоконстрикторные реакции могут быть связаны с нарушением метаболизма оксида азота в условиях оксидативного стресса.
Выявлено повышение функциональной активности лейкоцитов и концентрации адгезионных молекул ICAM-1 в плазме крови у больных гипертонической болезнью, что отражает развитие провоспалительных условий и способствует дополнительному повреждению эндотелия.
Получены новые данные о повышении содержания сосудистого ростового фактора в плазме крови у больных гипертонической болезнью, а также его связи с развитием гипертрофии миокарда.
Практическая значимость работы
Установлено, что при выборе антигипертензивной терапии у больных гипертонической болезнью необходимо учитывать эффект лекарственных препаратов на реологические свойства крови, функциональную активность лейкоцитов и эндотелия, являющихся важным фактором ремоделирования миокарда и сосудов.
Показано, что увеличение концентрации белка теплового шока 70кДа в плазме крови может служить неинвазивным маркером повреждения кардиомиоцитов при гипертрофии миокарда, а повышение содержания трансформирующего ростового фактора-Pi и N-терминального пептида проколлагена III в сыворотке крови отражением развития сердечного фиброза.
Выявлено, что лучевая артерия имеет более выраженные признаки интимальной гиперплазии, чем внутренняя грудная артерия, что может быть основой развития вазоспазма и в дальнейшем стать причиной формирования стенозов при использовании её в качестве шунта для реваскуляризации миокарда.
Апробация работы
Материалы диссертации были представлены в виде докладов на Всероссийской научной конференции «Биология клетки в культуре» (Санкт-Петербург 1995, 1999, 2003), Всероссийской научной конференции «Цитоскелет и клеточная регуляция» (Пущино, 2000), научной сессии НИИ кардиологии МЗ РФ и института сердечно-сосудистых заболеваний имени академика И.П. Павлова «Современные аспекты патогенеза и лечения артериальных гипертензий» (Санкт-Петербург, 2001), Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва 1999, 2003),
Российском национальном конгрессе кардиологов (Санкт-Петербург, 2002; Москва, 2003), конгрессе кардиологов СНГ (Санкт-Петербург, 2003), 12-м и 13-м Конгрессе Европейского общества по гипертензии (Прага, 2002; Милан, 2003), Европейском конгрессе по сердечной недостаточности (Страсбург, 2003), Европейском конгрессе кардиологов (Вена, 2003), 5-м Международном конгрессе по заболеваниям коронарных артерий (Флоренция, 2003), 14-м Конгрессе кардиологов Сербии и Черногории (Белград, 2003), научно-практических конференциях в рамках медико-социальной акции «Неделя здорового сердца и мозга» (Санкт-Петербург, 2002, 2003), заседаниях Санкт-Петербургского терапевтического общества (2002, 2003). По результатам диссертации опубликовано 36 печатных работ.
