Mestnye i obshchie predposylki aterotromboza

Abstract

Закрытие просвета артерии тромбом стало одной из главных причин смертности и инвалидности. Будь то бассейн коронарных сосудов, внутренней сонной или периферической артерии, результат один – некроз части органа. В борьбе с этой проблемой предприняты впечатляющие усилия, однако до сих пор она далека от радикального решения. Очевидно, что тромб формируется свертывающей системой крови, которая активируется в определенном месте в ответ на экспозицию в просвет сосуда определенных веществ. Физиологическая роль системы гемостаза – предотвратить вытекание крови при травме. Но при некоторых условиях происходит запуск ее внутри нетравмированной артерии. В дальнейшем к проблеме присоединяется дисфункция регуляторных систем, и тромб, начав расти, не останавливается, но закрывает полностью просвет, прекращая доступ крови к части органа. Современные методы лечения позволяют, если не потеряно время, раскрыть просвет артерии механически, химически либо попытаться затормозить дальнейший рост тромба. Антитромбоцитарные препараты, антикоагулянты, фибринолитики блокируют процесс гемостаза. Однако они не учитывают ни местных предпосылок тромбоза, ни системных проблем, приведших к недостаточному регулированию свертывания крови. Предоставить читателю обзор основных локальных и системных предпосылок атеротромбоза – задача данной статьи.

Full Text

Закрытие просвета артерии тромбом стало одной из главных причин смертности и инвалидности. Будь то бассейн коронарных сосудов, внутренней сонной или периферической артерии, результат один – некроз части органа. В борьбе с этой проблемой предприняты впечатляющие усилия, однако до сих пор она далека от радикального решения. Очевидно, что тромб формируется свертывающей системой крови, которая активируется в определенном месте в ответ на экспозицию в просвет сосуда определенных веществ. Физиологическая роль системы гемостаза – предотвратить вытекание крови при травме. Но при некоторых условиях происходит запуск ее внутри нетравмированной артерии. В дальнейшем к проблеме присоединяется дисфункция регуляторных систем, и тромб, начав расти, не останавливается, но закрывает полностью просвет, прекращая доступ крови к части органа. Современные методы лечения позволяют, если не потеряно время, раскрыть просвет артерии механически, химически либо попытаться затормозить дальнейший рост тромба. Антитромбоцитарные препараты, антикоагулянты, фибринолитики блокируют процесс гемостаза. Однако они не учитывают ни местных предпосылок тромбоза, ни системных проблем, приведших к недостаточному регулированию свертывания крови. Предоставить читателю обзор основных локальных и системных предпосылок атеротромбоза – задача данной статьи. Механизм гемостаза Классическое представление о гемостазе обычно включает 3 его фазы: инициацию, бурный рост тромба и ограничение роста с ретракцией фибрина. Тромбоциты реагируют на появление адгезивных компонентов благодаря группе рецепторов, в первую очередь рецепторному комплексу GP Ib-IX-V, способному прикрепляться к фактору фон Виллебранда, фиксированному в субэндотелиальном матриксе. Это взаимодействие чрезвычайно активно, оно позволяет тромбоциту «зацепиться» за тромбогенную поверхность при очень высокой скорости кровотока, и особенно сильно при высоком градиенте скорости. Оно является первичным для адгезии, запуская каскад морфологических изменений кровяной пластинки и выделение ряда медиаторов, усиливающих фиксацию тромбоцитов и вызывающих их агрегацию. Помимо GP Ib во взаимодействии тромбоцита с поврежденной стенкой сосуда активную роль играет рецептор к коллагену GP VI из семейства иммуноглобулинов. Кроме того, для всех этапов адгезии и агрегации тромбоцитов очень важен другой гликопротеидный рецептор – интегрин aIIbb3 (GP IIb/IIIa), способный связываться с фибриногеном, фибронектином, CD40L и другими лигандами при дальнейшем развитии тромбоза, в том числе при сопутствующем воспалении. Количество aIIbb3 на поверхности тромбоцита составляет 60–80 тыс. молекул, при активации оно увеличивается. Одним из наиболее важных паракринных медиаторов тромбоцита является аденозиндифосфат (АДФ). Он выделяется из плотных гранул при активации тромбоцита и из поврежденных клеток стенки сосуда и эритроцитов. Основные рецепторы тромбоцита к АДФ – P2Y1 и P2Y12 (соотношение их количества 1:2). Показано, что адгезия и агрегация тромбоцитов при отсутствии АДФ, если и происходит, не заканчивается формированием тромба. В эксперименте с инактивацией АДФ был обнаружен лишь монослой тромбоцитов на поверхности, покрытой фибриногеном. Тромбоксан А2 синтезируется из простагландина H2, который, в свою очередь, является продуктом фосфолипазы А и простагландин-эндопероксид синтазы (циклооксигеназы 1-го типа). Баланс между синтезом простациклина, некоторых других простагландинов и тромбоксана А2 зависит от соотношения ферментов синтаз, изомераз в разных типах клеток. В эндотелии влияние на баланс синтеза простагландины/тромбоксан отчасти зависит от активности перекисного окисления. Вазоконстрикторный эффект тромбоксана А2 на гладкие мышцы преобладает. Функциональным антагонистом тромбоксана А2 считается простагландин I2 – простациклин. Он имеет вазодилатирующий и антитромботический эффект (к примеру, тормозит активацию интегрина aIIbb3). Запуск процесса гемостаза начинается с контакта тканевого фактора (ТФ) и фактора VII (см. таблицу): проконвертин трансформируется в конвертин. Комплекс VIIa+ТФ активирует небольшие количества IX и X факторов. Фактор Xa вместе с фактором Va формируют протромбиназный комплекс. При этом акцелерин может быть получен как минимум из 3 источников: из плазмы в виде проакцелерина с активацией самим Xa-фактором либо некоагуляционными протеазами лейкоцитов (эластаза, катепсин G), а также в частично активированном состоянии – из a-гранул тромбоцитов. В начале, когда образуются минимальные количества протромбиназы, она генерирует тромбин. Это необходимо для активации тромбоцитов, гораздо более сильной, чем та, которую обеспечивают механизмы адгезии. Кроме того, тромбин активирует VIII, XI и дополнительные количества V факторов. В результате локальная система готова к масштабной продукции тромбина и прогрессированию тромбоза. Фактор IXa связывается с VIIIa на поверхности тромбоцита, дополнительные количества IXa образуются благодаря ранее активированному и связанному с тромбоцитом фактору XI. Комплекс VIIIa+IXa активирует X фактор уже на мембране тромбоцита в отличие от Ха, первично локализованного на мембране клеток с ТФ. Связывающийся с акцелерином на поверхности тромбоцита фактор Xa ускоряет свою работу по превращению протромбина в тромбин на пять порядков, быстро генерируя огромное его количество – достаточное для полноценного фибринообразования. В отличие от фазы инициации гемостаза, процессы которой происходили на поверхности клеток, несущих ТФ, развернутая фаза почти полностью происходит на поверхности тромбоцита, приспособленной координировать протромбиназу и киназу протромбиназы. Кроме того, поврежденную поверхность сосуда полностью «облепливают» тромбоциты, связанные выработанным в начальную фазу фибрином, закрывая мембраны ее клеток и сам ТФ. Нужные их количества привлекаются в область повреждения, чтобы дать достаточную площадь для активных взаимодействий. Тромбин образуется из зимогена протромбина путем фактор-Ха-зависимого протеолиза по остаткам аргинина в участках 271 и 320. Это преобразование позволяет освободить для свободной диффузии сериновую протеазу тромбин от поверхности, к которой он был прикреплен. Свободное состояние тромбина позволяет ему контактировать с множеством субстратов и кофакторов. Несмотря на множество функций по регулированию процессов гемостаза, определяющая роль тромбина – участие в преобразовании фибриногена в фибрин. Фибриноген – гликопротеид, состоящий из 6 полипептидных цепей (Аa, Вb, g)2, связанных дисульфидными мостиками с образованием билатеральной симметрии. Тромбин прикрепляется к фибриногену и отщепляет фибринопептиды А и В. Это открывает участок для полимеризации, что приводит к формированию фибрин-мономеров, а с началом их объединения – протофибрилл фибрина. Когда накапливается определенная масса фибрина, он становится кофактором для тромбина с активацией фибринстабилизирующего фактора (XIII). Очень важно тромбин-рецепторное и кофакторное взаимодействие. PAR – активируемые протеиназами рецепторы (proteinase-activated receptor) – группа G-белокопосредуемых рецепторов, обеспечивающих внутриклеточные эффекты протеаз. Выделено 4 типа PAR, причем PAR-3 играет роль кофактора для PAR-4. К лигандам данной группы рецепторов относятся ферменты-участники гемостаза – тромбин, плазмин, активированный протеин С, факторы VIIa, Xa и др. Через PAR-1 и PAR-4 тромбин способен активировать интегрины, стимулировать изменения цитоскелета тромбоцита, активировать экспрессию генов некоторых медиаторов, в числе которых провоспалительные, протромботические и факторы роста. Известно, что существует перекрестная связь между активацией тромбоцитов рецепторами PAR-1 и P2Y12. Значительная часть кофакторов выполняет роль ингибиторов активности тромбина – это в основном тромбомодулин, протеин С, гепарин, антитромбин, гепарин-кофактор II. Существует конкуренция между кофакторами за взаимодействие с тромбином. Ее результат определяет свойства и роль тромбина. Антитромбин является ингибитором сериновых протеаз (серпином). Его субстраты – активированные факторы коагуляционного гемостаза: IIa, Xa, IXa, XIa, XIIa, VIIa. Активный центр антитромбина блокирует в эквимолярной пропорции активные центры сериновых протеаз. В присутствии гепарина активность антитромбина выше. Система протеина С – важнейший компонент гемостаза, регулирующий активность VIIIa и Va факторов. Сочетание антикоагулянтных, противовоспалительных и антиапоптотических свойств делает его достаточно уникальным физиологическим компонентом. Активация протеина С катализируется комплексом «тромбин–тромбомодулин» на клетках эндотелия, ускоряясь тысячекратно, и еще двадцатикратно – благодаря эндотелиальным рецепторам протеина С. Далее антикоагулянтная активность активированного протеина С (АРС) координируется двумя основными кофакторами – протеином S и неактивным фактором V. Сам протеин S способен отчасти инактивировать фактор Va, тогда как для инактивации фактора VIIIa необходим комплекс АРС + протеин S + фактор V. Относительно недавно выделено вещество из ряда серпинов, ответственное за быструю инактивацию фактора Xa, – протеин-Z-зависимый ингибитор протеаз (ZPI). Его синтез опосредован витамином К. Действие ZPI осуществляется с участием фосфолипидов и ионов кальция. Присутствие кофактора протеина Z тысячекратно ускоряет инактивацию фактора Ха. Выделяемый клетками эндотелия активатор плазминогена, прикрепляясь вместе с плазминогеном к фибрину, начинает образование плазмина. Плазмин расщепляет фибрин. Торможение фибринолиза может происходить по 3 направлениям: ингибитором активации плазминогена, ингибиторами плазмина (a2-антиплазмином), а также тромбином в ответ на динамику каскада коагуляции. В случае массивного, быстрого гемостаза формирующиеся тромбы имеют труднорастворимую структуру, тогда как при относительно медленном течении образования тромбина волокна фибрина рыхлые, толстые, легче поддаются разрушению. Основные эндогенные активаторы плазминогена: тканевой и урокиназный. При их ферментном воздействии плазминоген трансформируется в плазмин. Они синтезируются эндотелием. К дополнительным активаторам плазминогена относят компоненты внутреннего пути гемостаза: калликреин, факторы XIa, XIIa (их участие составляет не более 15%). Кроме того, непосредственно фибринолитической способностью обладает матриксная металлопротеиназа 1-го типа; ее активность обнаружена при полном отсутствии плазминогена. Расщепление фибрина плазмином происходит в несколько стадий. Последовательно расщепляются связи между С-терминальными участками a- и b-цепей, затем – связи между D- и E-участками, и, наконец, фибрин окончательно растворяется путем гидролиза дополнительных пептидных цепей. Образующиеся остатки фибрина получили название D-димера, поскольку каждый из них состоит из пары D-доменов, соединенных с Е-доменом параллельной нити. Помимо фибрина плазмин участвует и в деградации фибриногена. Бляшка как компонент тромбоза Локальным компонентом атеротромбоза является атеросклеротическая бляшка. Накопленные данные экспериментов и клинической практики позволили сформулировать концепцию «уязвимой», «нестабильной» бляшки, или «бляшки высокого риска». Главным качеством такой бляшки считается способность вызывать тромбоз артерии в результате воздействия внешних пусковых факторов, на почве происходящих внутри самой бляшки процессов. Длительность этих процессов может колебаться от дней до лет, и момент, когда разовьется острый коронарный синдром, может не наступить вовсе. Среди морфологических признаков «уязвимости» на первом месте большой размер липидного ядра (более 40% объема), малая толщина покрышки (65–150 мкм) и активное воспаление. Наиболее известный лабораторный маркер активности воспаления (а значит, степени «риска» бляшки) – это С-реактивный белок. Не секрет, что атеросклеротическая бляшка – не просто комплекс измененных тканей в толщине стенки артерии. Еще Р.Вирхов в 1858 г. сравнил принцип ее структуры с эпидермоидной кистой и бсцессом. Действительно, активно протекающие в ней процессы синтеза и разрушения тканей, миграции и дифференцировки лейкоцитов, гладкомышечных клеток, выделения множества цитокинов и ферментов позволяют рассматривать атеросклеротическую бляшку как очаг активного воспаления. А возможность надрыва, разрыва ее с выходом некротических масс в просвет артерии роднит бляшку с абсцессом. Таким образом, первым компонентом атеротромбоза можно считать нестабильную бляшку с активным воспалением. Ее можно было бы назвать локальным компонентом этого процесса, однако известно, что циркуляция в крови медиаторов воспаления (например, интерлейкинов – ИЛ-6 и ИЛ-18, хемоаттрактантов) изменяет всю систему крови, повышая готовность ее к тромбообразованию. С другой стороны, система гемостаза и в нормальном своем состоянии находится в положении частичной готовности, состоянии базального взаимодействия факторов, при какой-либо провокации немедленно обретающего протромботические свойства. Но несмотря на системность такого состояния, имеются его локальные вариации. Патологические процессы в бляшке той или иной области, секреция ферментов и медиаторов, дисфункция эндотелия этой области меняют местное состояние системы гемостаза в протромботическом направлении. Можно сделать вывод, что в эпизоде атеротромбоза «виноваты» как общий характер изменения обмена веществ, так и локальное предрасположение. Тромбоз и воспаление Наиболее ярко местную взаимосвязь тромбоза и воспаления иллюстрирует ТФ. Огромное его количество образуют макрофаги, могут это делать гладкомышечные клетки, и при разрыве бляшки он легко попадает в кровоток. Повышенная способность мононуклеаров в бляшке к синтезу ТФ связана с активацией их медиаторами ИЛ-6, хемоаттрактантом моноцита-1, фактором некроза опухоли a (ФНО-a) и Р-селектином, которые образуются эндотелиоцитами на фоне их собственной активации в очаге воспаления. Эти же вещества стимулируют миграцию в очаг новых мононуклеаров. Еще один важный компонент, связывающий воспаление и тромбоз, – лиганд CD40L. Этот белок из семейства ФНО хранится в тромбоцитах и экспрессируется на поверхности при их активации. С другой стороны, в молекуле CD40L имеется аминокислотная последовательность, роль которой – прикрепление к интегрину aIIb/b3 и запуск активации тромбоцитов. Воспаление способно ингибировать активность основных антикоагулянтных механизмов. Антитромбин при выраженном воспалении элиминируется эластазами нейтрофилов, расходуется на борьбу с растущим количеством тромбина, плохо синтезируется в связи с ответом на реакцию острой фазы. При воспалении снижается способность эндотелия к синтезу ингибитора пути ТФ (TFPI), который может блокировать образование тромбина. Снижается синтез протеина С. В норме протеин С активируется комплексом «тромбин–тромбомодулин». Такая активация усиливается взаимодействием протеина С со своим эндотелиальным рецептором (EPCR). При воспалении сам протеин С не только хуже синтезируется, но и расщепляется эластазой нейтрофилов, а медиаторы ФНО-a и ИЛ-1b тормозят синтез тромбомодулина эндотелиоцитами. Есть данные о том, что протеин С способен предотвращать апоптоз эндотелиальных клеток, влияя на EPCR. Важнейшую роль играют прокоагулянтные микрочастицы. Эти фрагменты отщепляются от апоптотических клеток либо от активированных – после определенного ремоделирования мембран и цитоплазмы. У здоровых людей они почти не обнаруживаются; их нахождение может сообщать о текущем в организме повреждении клеток и активации воспалительного процесса. Характерно выявление этих частиц также при ремоделировании сосудов, ангиогенезе. Применительно к атеросклерозу важно помнить о 2 популяциях микрочастиц: циркулирующих (образуемых моноцитами, тромбоцитами, эндотелиоцитами и эритроцитами) и выделяемых при разрыве бляшки (образованных в результате апоптоза). В очаге тромбообразования микрочастицы могут поддерживать гемостаз, распространяя тромбоз, когда поверхность ткани, первично содержавшей ТФ, уже закрыта слоем тромбоцитов. Являясь фосфолипидными образованиями, микрочастицы содержат, в том числе, фосфатидилсерин и фосфатидилэтаноламин, которые позволяют прикрепиться к ним основным ферментным комплексам (протромбиназе, теназе). Ядро атеросклеротической бляшки содержит большое количество ТФ, в том числе в микрочастицах, которые образуются гибнущими макрофагами и гладкомышечными клетками. Причины и последствия нестабильности бляшки В корне понятия нестабильной бляшки лежит способность к разрыву ее соединительно-тканной покрышки или к эрозии покрывающего покрышку слоя эндотелия. В первом случае большую роль играют матриксные металлопротеазы и катепсины, буквально растворяющие волокна коллагена и других белков. Во втором случае важное значение имеют некроз и апоптоз эндотелиоцитов. Роль матриксных металлопротеаз в развитии атеросклеротической бляшки, разрыве ее покрышки, манифестации острого тромбоза неоднозначна. Показано, что они привлекают в интиму гладкомышечные клетки, что оказывается важным событием в прогрессировании атеросклероза. С другой стороны, эти ферменты расщепляют, а часто и обеспечивают резорбцию стромы бляшки, уменьшая ее объем. Такое свойство позволяет заодно обвинить эти ферменты и в истончении покрышки бляшки, и ее разрыве, особенно в самых уязвимых местах – в области плеч (там же, где максимальна гемодинамическая нагрузка). Вторая группа протеаз, бесспорно, играющая важную роль в эволюции атеросклеротической бляшки, – катепсины. Это лизосомальные ферменты. Катепсины B, H, L, S, C, K и другие разрушают внутриклеточные белки, находясь в кислой среде лизосомы, которая нужна им для оптимальной работы. Тем не менее некоторые клетки способны секретировать эти ферменты во внеклеточную среду, создавая для них микросреду с низким рН. Естественными ингибиторами катепсинов служат цистатины. Они действуют внутриклеточно, внеклеточно и внутри кровеносных сосудов. По данным разных исследований, концентрация катепсинов в ткани атеросклеротической бляшки во много раз выше, чем в ткани нормальной артерии. Напротив, концентрация цистатина С, их главного ингибитора, выше в ткани нормальной артерии по сравнению с тканью области бляшки. Эрозия бляшки – разрушение ее эндотелиальной выстилки, не проникающее в глубину покрышки и ядра. Тем не менее даже эрозии достаточно для экспозиции в кровоток проадгезивных веществ и развития тромбоза. Таким образом, атеротромбоз локально – это достижение атеросклеротической бляшкой состояния, при котором она становится источником ТФ и других проадгезивных веществ. Система гемостаза, которая может находиться на физиологическом уровне готовности к тромбообразованию или быть напряжена, моментально реагирует на такую провокацию, и дальнейшее течение событий зависит от сложнейшего взаимоотношения компонентов с про-, анти- и амбикоагулянтными свойствами. Что первично? Из изложенного выше можно сделать вывод о том, что собственно система гемостаза не является причиной такого множества тяжелейших заболеваний и осложнений, которые с ней связывают. Первичными для активации тромбообразования являются патологические условия, которые создаются в артериях и в крови и которые превосходят диапазон возможностей системы гемостаза к саморегулированию. Общие и локальные процессы, осложняющие течение заболеваний, нарушающие обмен веществ в целом, вызывают размыкание цепей отрицательной обратной связи, в норме тормозящих процесс тромбообразования, если отсутствуют стимулы к его продолжению. Так должно происходить на любом этапе процесса – от экспозиции адгезивных компонентов в просвет сосуда до поперечного сшивания фибрин-полимеров. Даже при уже сформированном тромбе фибринолитическая система все еще может повлиять на него, сделать более рыхлым или растворить полностью. Но само наличие атеросклеротической бляшки в артерии уже не позволяет надеяться, что состояние гомеостаза находится на уровне абсолютно физиологическом. Наличие патологии той или иной степени выраженности изменяет обмен веществ в целом, сдвигает статус готовности гемостаза в сторону большего напряжения. Главным неблагоприятным фактором, безусловно, является воспаление. Высокая концентрация в крови медиаторов воспаления и активность лейкоцитов вызывают повреждение эндотелия, активацию тромбоцитов, синтез прокоагулянтных компонентов, блокирование или дисфункцию антикоагулянтных. Как с этим бороться? Попытки изменить ситуацию в основном сводятся к воздействию на саму систему свертывания крови. Различными путями создаются условия пониженной ее активности, блокируются звенья, отвечающие за стимуляцию образования фибрина на том или ином уровне. Воздействие оказывается на тромбоциты или на плазменные компоненты. Цель воздействия: блокировать компонент, отвечающий за тромбоз, или активировать компонент, приводящий к остановке тромбообразования либо растворяющий фибрин. В этой связи система гемостаза поделена на протромботическое, антитромботическое и фибринолитическое звенья. К веществам, однозначно способствующим тромбозу, относятся фактор Стюарта–Прауэра, тромбин, тромбоцитарные медиаторы АДФ, тромбоксан А2; к веществам, ему препятствующим, – антитромбин, гепарин; а к фибринолитическим – плазмин, активаторы плазминогена. Соответственно, разработаны препараты, тормозящие 1-ю группу (варфарин, апиксабан, ривароксабан, бивалирудин, дабигатран, прасугрел, клопидогрел и др.), стимулирующие 2-ю (гепарин-натрий, эноксапарин и др.) или активирующие 3-ю (ретеплаза, тенектеплаза, альтеплаза и др.). Все эти препараты эффективны. Однако борьба cо свертыванием крови неизбежно приводит к риску геморрагических осложнений. По сути получается, что чем эффективнее препарат в профилактике атеротромбоза, тем он опаснее с точки зрения кровотечений. И наоборот: если препарат недостаточно активен, чтобы повысить геморрагический риск, значит, он не будет эффективен в профилактике или лечении тромбоза. Компромисс находится, как всегда, посередине. А точнее, в выборе оптимальной дозы. Наиболее ярко это демонстрирует классический препарат варфарин с его целевыми значениями международного нормализованного отношения. Такая ситуация понятна, если не забывать, что борьба происходит с нормальным – физиологическим – гемостазом. Ему лишь пытаются помешать выполнять свою основную функцию, невзирая на множество тончайших цепей саморегуляции. Борьба же должна происходить с патологическим свертыванием крови – таким, которое развивается внутри артерии. Но не только с гемостазом нужно бороться. Вторая половина атеротромбоза – сама бляшка, ее активность, нестабильность и тромбогенность. Война с атеросклерозом ведется по всем фронтам, начиная от модификации образа жизни, продолжая медикаментозной терапией, заканчивая механической реваскуляризацией. Наиболее используемые и эффективные средства – статины, которые стабилизируют бляшку, предотвращают ее дальнейший рост, даже способствуют регрессированию. Наступление на атеротромбоз ведется со всех направлений. Постепенно становится все более селективным воздействие на коагуляцию крови; расширяются возможности влияния на состояние самой бляшки. Но не стоит забывать, что вся эта борьба – лишь борьба с осложнением тех патологических процессов, которые развиваются годами и десятилетиями у человека и причины которых уже давно и хорошо известны. Образ жизни, питание, экологическая обстановка – вот те первичные причины всей этой огромной системы тяжелейших заболеваний и исходов. Практикующему врачу, вдохновленному успехами высокотехнологической медицины XXI в., не следует забывать, что в работе с каждым, отдельным, уникальным своим пациентом на первом месте должна стоять борьба с корнем проблемы – нарушением обмена липидов и отложением их в стенке артерии. Впрочем, и роль самого пациента в этой борьбе далеко не последняя.