Проницаемость эндотелия и атеросклероз

Писаржевский С.А.
Cтарший научный сотрудник, Институт Атеросклероза
pisarzhevskiy@mail.ru

Эндотелий участвует как в физиологической регуляции сосудистого тонуса, так и в структурной трансформации сосуда при патологических условиях. При физиологических условиях эндотелиальные клетки постоянно секретируют окись азота (NO), которая расслабляет гладкомышечные клетки и обеспечивает раскрытое состояние сосудов. Поврежденные или избыточно активированные эндотелиальные клетки могут также секретировать вазоконстрикторные факторы, наиболее известным из которых является эндотелин - 1 (ЕТ - 1), как и факторы, влияющие на дифференцировку и рост сосудистых гладкомышечных клеток. Как повреждение эндотелиальных клеток вносит вклад при патологических условиях в болезнь сосудов лучше всего иллюстрируется на примере пациентов с diabetes mellitus, у которых наблюдаются выраженные изменения в структуре и функции эндотелиальных клеток. Эндотелиальные клетки также реагируют с клетками в кровяном русле, ЕТ-1 и другие факторы освобождаются из эндотелиальных клеток в кровь, где их хемотаксическое действие может индуцировать лейкоциты и тромбоциты мигрировать в сосудистую стенку. Эндотелиальные клетки индуцируют адгезию путем экспрессии специфических молекул адгезии (селектины, интегрины и супергенное семейство иммуноглобулинов), которые могут взаимодействовать с лигандами на лейкоцитах и тромбоцитах. Экспрессия молекул адгезии увеличивается в эндотелиальных клетках, которые подвергаются хроническому повреждению факторами риска атеросклероза. Нарушенная проницаемость эндотелиального слоя у пациентов с diabetes mellitus и/или гиперлипидемией ведет к увеличенному притоку субстанций из циркуляции в сосудистую стенку. Кроме того, дисфункция эндотелиальных клеток может вести к ускоренному внутрисосудистому свертыванию крови. Очевидно, что эндотелий играет центральную роль во многих ранних патофизиологических процессах, участвующих в атеросклерозе. Поэтому важно изучить эффекты антиатеросклеротической терапии на функцию эндотелиальных клеток и межклеточные взаимодействия. До недавнего времени мало было известно о прямых эффектах антогонистов кальция на функцию эндотелиальных клеток. Недавние исследования показали, что они в основном влияют на взаимодействие эндотелиальных клеток, гладкомышечных клеток, моноцитов и тромбоцитов, что играет центральную роль на ранних стадиях развития атеросклероза, в то время как протективный эффект этих агентов на сосудистую систему оказывается мал на поздних стадиях /20/.

Связи между клетками эндотелия являются сложными структурами, образованные трансмембранными адгезивными молекулами, соединенными с сетью цитоплазматических/цитоскелетных белков. Существует, по крайней мере, три различных типа эндотелиальных соединений: плотные соединения, щелевые соединения и соединения-сцепления. Эти структуры имеют некоторые черты и компоненты, общие с эпителием, но некоторые специфичны для эндотелия. Известно очень мало о патологических последствиях изменений в функциональном состоянии или синтезе белков соединений эндотелиальных клеток. Возможно, что патологии, связанные с измененной эндотелиальной проницаемостью и организацией сосудов (гемангиома, склеродермия и другие типы васкулитов) связаны со структурными изменениями в организации соединений эндотелиальных клеток. Кроме того, изменения в эндотелиальной проницаемости связаны с ранними стадиями атеросклероза и многими воспалительными болезнями /62/.

Эндотелий - это метаболически активный монослой клеток, регулирующий множество физиологических и патологических функций, которые определяют его проницаемость и тромборезистентные свойства. Структура и функция эндотелиального цитоскелета предотвращает сосудистую болезнь, поскольку он является молекулярным барьером для атерогенных белков и источником мигрирующих клеток, готовых восстановить повреждения эндотелиального слоя. Цитоскелет является ключевым регулятором в поддержании целостности эндотелия и восстановления целостности после повреждений, вызвавших оголение сосуда, таких, которые происходят при патогенезе атеросклероза. Актиновые микрофиламенты и их соединения: сцепления и фокальные сцепления являются важными регуляторами клеточного сигнализирования, клеточного движения и механизма заживления повреждений. Различные белки участвуют в контролировании основанной на цитоскелете эндотелиальной функции и заживления, такие, как тирозин - киназы/фосфатазы и Rho семейство белков. Нормальная функция эндотелия является высоко зависимой от цитоскелета. Разрушение и дисфункция цитоскелета может быть вызывать нарушение эндотелиальной функции, соответственно нарушая баланс в пользу сосудистой болезни. Поэтому понимание клеточной и молекулярной биологии эндотелиального цитоскелета существенно для понимания патогенеза сосудистых болезней, особенно атеросклероза /31/.

Исследовался вопрос о том, влияет ли гиперхолестеринемия на распределение микрофиламентов эндотелиальных клеток в течение инициации и роста повреждений типа жировых полос. Повреждения, развившиеся в течение 20-недельного периода, были классифицированы в четыре типа, основанные на локализации и степени макрофагальной инфильтрации, наблюдаемых микроскопически. Наиболее ранние повреждения характеризуются прилипанием лейкоцитов к поверхности эндотелия. Минимальные повреждения характеризуются немногими клетками в субэндотелии. Промежуточные повреждения состоят из многочисленных субэндотелиаьных лейкоцитов в минимально поднятом повреждении.

Зрелые жировые повреждения в виде жировых полос приподняты и содержат несколько слоев лейкоцитов. Организация актина периферических соединений (плотная периферическая лента) и центральные эндотелиальные пучки актиновых микрофиламентов изучались в каждом из этих повреждений с помощью флуоресцентной микроскопии. Обнаружено, что в аорте, вне мест разветвлений и в областях вне повреждений, на распределение центральных микрофиламентов не влияла гиперхолестеринемия. Макрофаги входили в стенку без определимой реорганизации микрофиламентов. В течение аккумуляции субэндотелиальных макрофагов в минимальных и промежуточных повреждениях стрессовые волокна первоначально увеличиваются по сравнению со свободными от повреждений областями. В приподнятых зрелых повреждениях центральные микрофиламенты становятся тоньше и исчезают. Однако, в разделителях потоков, где центральные стрессовые волокна в норме заметны, эндотелиальные клетки на поверхности промежуточных повреждений демонстрируют редукцию центральных волокон, а периферические связки становятся видимы. Это сопровождается

изменениями в форме клеток от вытянутой до булыжникообразной. Связки актиновых микрофиламентов в эндотелиальных клетках претерпевают существенные изменения в течение накопления субэндотелиальных макрофагов при формировании индуцированных гиперхолестеринемией повреждениях типа жировых полос. Эти изменения могут влиять на адгезию к эндотелию, проницаемость и восстановление после повреждения /11/.

Кавеолы – это инвагинации в поверхности плазматической мембраны от 5 до 100 нм в терминально дифференцированных клетках. Они особенно многочисленны в эндотелиальных клетках, в которых, как полагают, они играют главную роль в регуляции эндотелиального везикулярного транспорта и сигнальной трансдукции. Использование кавеолин – 1 - дефицитных мышей дало много новых идей для понимания ролей кавеол и кавеолин-1 в регуляции функции эндотелиальных клеток. Эти новые открытия заставляют предположить важную роль кавеолин - 1 в патогенезе рака, атеросклероза и васкулярной болезни /16/.

В течение последних 10 лет стало очевидным, что эндотелий регулирует тонус сосудов, модулирует гемостаз, влияет на сосудистую проницаемость и контролирует рост кровеносных сосудов. Роль эндотелия в регуляции сосудистого тонуса опосредована освобождением сильных вазоактивных веществ, включая происходящие из эндотелия релаксирующие факторы (один из которых либо окись азота, либо вещество, высвобождающее окись азота), вазоактивные простагландины, выделяемый эндотелием гиперполяризующий фактор и факторы констрикции (такие как тромбоксан А2, эндотелин, супероксид анион, L – аргинин -зависимые продукты и др.). Эта роль эндотелия драматически изменяется несколькими болезнями, включая diabetes mellitus, цереброваскулярную болезнь и т.д. Ненормальности эндотелиальной регуляции сосудистого тонуса могут вносить вклад в клинические синдромы, включая атеросклероз, гипертонию, септический шок и многие другие. Эндотелиальная дисфункция, характеризуемая измененным синтезом или освобождением этих релаксирующих факторов вместе с поддержанием или усилением синтеза или освобождения факторов контракции, может привести к различным патологическим явлениям, таким, как тромбоз, спазм сосудов и гипертония. Лучшее понимание точной природы эндотелиальной дисфункции, включая роль происходящих из эндотелия вазоактивных факторов, может обеспечить базис для новых методов терапии при этих сосудистых патологиях /34/.

Здоровый эндотелий играет центральную роль в контроле за сердечно-сосудистой системой. Поэтому эндотелиальная дисфункция (ЭД), которая характеризуется дисбалансом между факторами релаксации и контракции, прокоагулянтными и антикоагулянтными субстанциями и между провоспалительными и антивоспалительными медиаторами, может играть особо существенную роль в патогенезе атеросклероза. Эндотелиальная дисфункция тесно связана с различными факторами риска атеросклероза, интенсивностью и продолжительностью их действия. Участие факторов риска в ЭД также доказывается результатами исследований, которые показали регрессию ЭД при лечении факторов риска. Поскольку действие факторов риска обычно сопровождается уменьшением биодоступности окиси азота, общим знаменателем различных факторов риска, вызывающих ЭД по всей вероятности является окислительный стресс. ЭД может способствовать атерогенезу через разные механизмы, такие, как увеличенное сцепление моноцитов, макрофагов и возросшая проницаемость эндотелиального слоя. Далее, ЭД вероятно играет важную роль в росте атеросклеротических поражений и в развитии тромботических осложнений на поздних стадиях болезни. Поскольку ЭД является ключевым фактором атеросклеротического процесса, проводился поиск маркеров эндотелиальных аномалий. Оценка ЭД основано на тестах по определению эндотелий - зависимой подвижности сосудов (способность к расслаблению периферических и коронарных артерий) и циркулирующих маркеров эндотелиальной функции (эндотелин - 1, фактор von Willebrand, тканевой активатор плазминогена, ингибитор активатора плазминогена и молекулы адгезии). Используя эти тесты, возможно, определить дозовую зависимость вредных эффектов факторов риска и эффекты превентивных процедур на функцию сосудистой стенки /45/.

Эндотелий является главным регулятором сосудистого тонуса, освобождая сосудосуживающие (эндотелин, циклооксигеназа -зависимые факторы, включая простаноиды и кислородные свободные радикалы) и сосудорасширяющие (генерируемая эндотелием окись азота, генерируемый эндотелием фактор гиперполяризации) медиаторы. Эти биологичеки активные субстанции контролируют не только сосудистый тонус, но и структуру и проницаемость сосуда, свертывание и фибринолиз, также как и воспалительный ответ сосудистой стенки. При эндотелиальной дисфункции баланс продукции эндотелием сосудорасширяющих и сосудосуживающих субстанций меняется, в результате чего уменьшается эндотелий - зависимая релаксация. Эндотелиальная дисфункция является важным событием в патогенезе ранней стадии атеросклероза и гипертонии. Тестирование и мониторирование эндотелиальной дисфункции включает тесты эндотелий -зависимой подвижности сосудов, также как и циркулирующих маркеров эндотелиального повреждения. Требуется поиск методов для построения системы тестов для измерения степени эндотелиальной дисфункции(=субклиническому атеросклерозу), степени риска и ответа на терапию /39/.

Эндотелиальные клетки выполняют многие физиологические функции, включая регуляцию сосудистого тонуса, регуляцию гемостаза и фибринолиза, регуляцию воспалительных процессов и поддержание барьера проницаемости для обеспечения обмена и активного транспорта субстанций в артериальную стенку. Патофизиологические стимулы могут приводить к локальным изменениям в активности эндотелия. Эти изменения включают повышенную проницаемость для плазменных липопротеинов, имбаланс локальных тромбогенных субстанций, ведущий к протромботическому состоянию, и освобождение вазоактивных веществ, ведущее к вазоконстрикции. Потеря эндотелий - зависимой вазодилятации считается ранним событием, ведущим к атеросклерозу и происходящим еще до того, как морфологические изменения в эндотелии могу быть обнаружены. Многие из эффектов здорового эндотелия производятся окисью азота. Уменьшенная доступность окиси азота приводит к эндотелиальной дисфункции, которая является первым шагом атеросклеротического процесса. Модифицация факторов риска и фармакологическое вмешательство, которые могут обратить эндотелиальную дисфункцию, могут уменьшить кардиоваскулярные события у пациентов с риском /2/.

Чрезмерная продукция супероксидных анионов в сосудистой стенке вносит вклад в эндотелиальную дисфункцию при сосудистой болезни. Генерирующая супероксид восстановленная бета - никотинамид динуклеотид фосфат (NADPH) оксидаза была недавно идентифицирована как основной источник окислительных радикалов в сосудистых тканях. Изучались эффекты синтетического соединения, имитирующего магний - содержащую супероксид дисмутазу (СОД), M40403, на зависимую от NADPH оксидазы продукцию супероксида и на эндотелиальную дисфункцию. У крыс в гладкомышечных клетках аорты NADPH (100 микро M) существенно стимулируют продукцию супероксида. Это было определено с помощью
хемилюминесцентного теста с люцигинином . M40403 уменьшает NADPH оксидаза - зависимую продукцию супероксида в зависимости от концентрации. Ангиотензин 11 увеличивает активность NADPH оксидазы, а обработка M40403 (10 микро М) уменьшает увеличенный уровень супероксида до контрольного уровня. В аорте аполипопротеин - дефицитных мышей с гиперлипедемией и атеросклерозом продукция супероксида в основном определяется

NADPH оксидазой. Истощение эндотелиальной продукции окиси азота идет параллельно с увеличением образования супероксида в сосудах на различных стадиях болезни. Аортальные кольца с M40403 существенно подавляют продукцию супероксида и улучшают эндотелий - зависимое расслабление сосудов до уровня сравнимого с тем, который наблюдается у контрольных мышей дикого типа. Суммарно проникающий в клетки имитирующий СОД M40403 приводит к реверсии эндотелиальной дисфункции у аполипопротеиндефицитных мышей ex vivo путем уменьшения NADPH оксидаза - зависимого уровня супероксида. Преимущества синтетического СОД миметика по сравнению с нативным Cu/Zn СОД энзимом, такие, как увеличенная клеточная проницаемость и стабильность, имеют значительный терапевтический потенциал для лечения сосудистой болезни /27/.

Эндотелиальный барьер во всех органах позволяет проходить свободному обмену воды, но ограничивает в различной степени транспорт растворов, таких, как раствор альбумина. Например, в микрососудах мозга эндотелиальный барьер ограничивает транспорт белков, в то время как в имеющих поры и непрерывных эндотелиальных клетках почек и в эндотелиальных клетках легких эндотелиальный барьер полупроницаем. Эндотелиальный монослой демонстрирует селективность, т.е. проницаемость молекул универсально связана с молекулярным весом. Хотя теория пор была использована для описания транспорта через эндотелиальный барьер, транспорт растворов также зависит от заряда растворенных веществ и эндотелиальных клеток. Рецептор - опосредованный трансцитоз альбуминов может вносить вклад в транспорт альбуминов в дополнение к транспорту через парацеллюлярное пространство (т.е. через так называемые поры). Проницаемость воды через эндотелий определяется взаимодействием альбумина с гликокаликсом и щелевыми компонентами эндотелия (“волоконный матрикс”). Концентрации альбумина в окружающей среде служат для понижения гидравлической проводимости эндотелия. Увеличенная проницаемость эндотелия по отношению к растворенным веществам и воде зависит от формы и конфигурации эндотелиальных клеток, определяемых изменениями в элементах цитоскелета, таких, как f-актин, и регулируется внутриклеточными вторичными мессенджерами, такими, как свободный цитозольный кальций /37/.

Эпидемиологические и экспериментальные исследования показали, что магний тесно связан с регуляцией метаболизма липидов, структурой и проницаемостью мембраны, эндокринными гормонами и функцией тромбоцитов. Причиной атеросклероза, индуцированного дефицитом магния, как предполагают, является уменьшение количества простациклина, продуцируемого эндотелиальными клетками, и увеличение агрегации тромбоцитов. Обнаружено, что плазма от пациентов, страдающих от боли в груди содержит более высокие уровни оксистеролов, чем плазма пациентов того же возраста и пола, не имеющих боли. Исследования на культивируемых артериальных клетках в среде дефицитной по магнию или содержащей оксистеролы показали, что и магний, и оксистеролы играют важную роль в липидном обмене у пациентов с коронарной болезнью сердца /30/.

Накапливающиеся данные демонстрируют, что атеросклероз является иммунологически опосредованной болезнью. Повреждение ишемией/реперфузией миокарда сопровождается воспалительным ответом, вносящим вклад в обратимые и необратимые изменения в жизнеспособности тканей и функции органов. Признаны три, вносящие вклад в реперфузионное повреждение, фактора. Это: (1) молекулярный кислород, выделяемый клеточными элементами крови (особенно нейтрофилами); (2) клеточные элементы крови (особенно нейтрофилы); (3) компоненты активированной системы комплемента. Последние два часто действуют совместно. Эндотелиальный и лейкоцитарный ответы участвуют в повреждении тканей, будучи регулируемы каскадом комплемента. Анафилатоксины и мембранные атакующие комплексы вносят вклад прямо или косвенно в дальнейшее повреждение тканей. Повреждение тканей, опосредованное нейтрофилами, может быть инициировано фрагментами комплемента, в особенности C5a, которые являются сильными стимуляторами продукции супероксида нейтрофилами и связывания с эндотелием коронарной артерии. Каскад комплемента, в особенности альтернативный путь, активируется в течение ишемии/реперфузии миокарда. Фрагменты комплемента, такие, как анфилатоксины C3a и C5a, продуцируются как локально, так и системно, и комплекс атаки мембраны помещается на клеточные мембраны и происходит последующее высвобождение медиаторов, таких, как гистамин и фактор активации тромбоцитов, что, таким образом, является причиной увеличения сосудистой прницаемости с последующим проявлением клеточного отека. Комплемент увеличивает экспрессию CD18 на нейтрофилах и увеличивает экспрессию Р-селектина на поверхности эндотелия. Митохондрии могут быть источниками молекул, которые активируют комплемент в течение ишемического/реперфузионного повреждения миокарда, обеспечивая стимул для инфильтрации полиморфноядерными лейкоцитами. Сохранение ткани может быть достигнуто путем истощения компонентов комплемента, что делает очевидным вклад каскада комплемента при ишемическо - реперфузионном повреждении. Сложность каскада комплемента содержит многочисленные места, являющиеся потенциальными мишенями для терапевтических вмешательств, модулирующих ответ комплемента на повреждение. Примером может служить способность растворимых форм рецептора комплемента 1(sCR1) уменьшать размер инфаркта, вызванного ишемическим/реперфузионным повреждением в моделях in vitro. Механизм, который инициирует активацию комплемента, не совсем ясен, хотя потеря CD59 (протектина из клеток), подвергнутых опасности ишемии/реперфузии, может вносить вклад в прямое повреждение коронарного сосуда терминальным комплексом комплемента. Терапевтические подходы к ишемическому/реперфузионному повреждению вообще, и особенно к включающему комплемент, только начинают разрабатываться, и их потенциальные преимущества все еще не оценены адекватно. Нужно заметить, что активация комплемента имеет позитивные и негативные эффекты, и поэтому скорее должна быть модулирована, чем резко остановлена /6/.

Лучшее понимание того, как гемодинамические факторы влияют на целостность и функцию сосудистого эндотелия, необходимо для понимания того, как инициируется и развивается атеросклероз. Представлена новая техника для определения связи между динамическими жидкостными характеристиками и проницаемостью эндотелия для макромолекул. Полностью анестезированным домашним свиньям внутривенно вводили альбумин, меченный голубым красителем Эванса, которому позволяли циркулировать в течение 90 мин. После того, как животные были умерщвлены, силиконовые препараты были приготовлены из абдоминальной аорты и подвздошных ветвей. Были проведены вычисления пульсирующего потока в областях, информация о которых была получена из препаратов. Распределение рассчитанного, зависимого от времени shear stress (имеется в виду реакция эндотелия на гемодинамическое растяжение сосуда и сдвиг, т.е. стресс сдвига или растяжение) стенки во внешних разветвлениях подвздошной артерии было напрямую сравнено с вычисленным по точкам пространственно варьирующим поглощением красителя Evans голубой в тех же самых артериях. Результаты указывают, что in vivo проницаемость эндотелия по отношению к альбумину уменьшается с увеличением среднего по времени shear stress по отношению к нормальным значениям. Кроме того, проницаемость эндотелия увеличивается незначительно по мере осцилляции индекса среза /23/.

Гипотеза, что значительная часть поглощения макромолекул сосудистой стенкой имеет место, когда эндотелий приспосабливается к изменениям в гемодинамическом окружении, была тестирована в серии in vivo измерений поглощения меченного голубым красителем Эванса альбумина в подвздошных артериях свиньи, подвергавшимся острым изменениям потока крови. Данные по поглощению были интерпретированы посредством специальной ad hoc модели ответа динамической проницаемости, который, как предполагается, сопровождает изменения в пристеночном слое. Модель способна коррелировать в одном комплекте параметров с ответом сосуда при разнообразных экспериментальных протоколах, включая шаговое увеличение и уменьшение shear stress в различные периоды. Анализ наиболее походящих параметров модели заставляет предположить, что перед адаптивным ответом на увеличение среза имеется латентный период приблизительно в 1,5 мин, что существенно меньше, чем при ответе на уменьшение сдвига /21/.

Атеросклероз преимущественно бывает в областях с турбулентым потоком и низким уровнем стресса среза, в то время как ламинарный поток и высокий shear stress являются атеропротективными. Хорошо охарактеризованный атеропротективный механизм включает ингибирование тромбоза (увеличенный уровень тканевого активатора плазминогена и уменьшенный уровень ингибитора – 1 активатора плазминогена), ингибирование апоптоза эндотелиальных клеток, ограничение проницаемости (поглощения липопротеинов низкой плотности), предотвращение связывания белых клеток крови и трасмиграции (отсутствие экспрессии молекул адгезии, таких, как межклеточная молекула адгезии – 1 [ICAM-1] и сосудистая клеточная адгезивная молекула – 1 [VCAM-1]) и отсутствие увеличенной биодоступности окиси азота (из-за увеличенной экспрессии эндотелиальной синтетазы окиси азота и магниевой супероксид дисмутазы). Было проведено исследование опосредованного потоком ингибирующего действия воспалительных цитокинов. Установлено, что поток предотвращает опосредованную фактором некроза опухолей альфа сигнальную трансдукцию. Фактор некроза опухолей регулирует экспрессию воспалительных генов (т.е. ICAM - 1 и VCAM - 1) в эндотелиальных клетках, частично за счет стимулирования митоген - активированных белковых киназ, которые фосфорилируют транскрипционные факторы. Выдвинута гипотеза, что shear stress потока ингибирует воспалительные эффекты фактора некроза опухолей(TNF) на эндотелиальные клетки путем ингибирования TNF-опосредованной активации c-Jun N-терминальной киназы. Для проверки этой гипотезы определялись эффекты устойчивого ламинарного потока на TNF-стимулируемую активность c-Jun N-терминальной киназы. Результаты показали, что поток ингибирует активацию c-Jun N-терминальной киназы через множественный механизм, включающий стимуляцию противорегуляторной MAP киназы (внеклеточные регулирующие сигнал киназы [ERK]1/2 и ERK5) и ингибирование сигнал - регулирующей апоптоз киназы. Суммарно, атеропротективный эффект устойчивого ламинарного потока на эндотелий включает множественные синергичные механизмы. Эти множественные механизмы являются привлекательными мишенями для новых лекарственных средств, направленных на ограничение развития и прогрессирования атеросклероза /3/.

Целью настоящего исследования было изменения индуцированной артериальным проницаемости для альбумина в интиме и сопровождающие ее структурные ответы в артериях свиньи. Одинаковые ламинарные ответы shear stress были сравнены с таковыми областями стресса “разделения потока”. Эти области были созданы с использованием специально созданных образующих потоки приспособлений в экспериментально контролируемых, метаболически поддерживаемых ex vivo препаратах торакоабдоминальной аорты. Образцы проницаемости для окрашенного голубым красителем Эванса альбумина определялись рефлектометрическим методом. Соответствующие структурные тканевые ответы определялись с помощью гистологической, иммуноокращивающей и ультраструктурной микроскопической техники. Было показано, что когда предварительно адаптированная in vivo артерия переносится в новое механохимическое окружение, в ней происходит последовательность адаптивных процессов в течение последующих 95 часов. Области интимы, подвергшиеся воздействию shear stress (приблизительно 16 дин/см(2) в первый период (23 часа)) отвечали увеличением проницаемости. По мере продолжения стресса структурные изменения в интиме - медии происходили таким образом, что восстанавливалась нормальная физиологическая проницаемость. В течение того же самого периода в смежных областях эндотелия, подвергшиеся стрессу полей разделенных потоков (приблизительно 0,03-0,27 дин/cм(2)),наблюдалось раннее и прогрессивно увеличивающееся увеличение проницаемости. Это сопровождалось формированием локальной эдемы в интиме, потерей матрикса в интиме и развитием отчетливо приподнятых желатиноподобных поражений в интиме, имеющих потенциально преатероматозную структуру /18/.

Поток через щели субэндотелиальной интимы и медии артериальной стенки стимулировался количественно для того, чтобы изучить распределение водного потока через небольшие поры, которое влияет на shear stress в гладкомышечных клеток артериальной стенки прямо под внутренней эластичным слоем. Был выполнен анализ в двух измерениях с использованием модели Brinkman для потока в пористой среде. Обнаружено, что гидравлическая проницаемость слоя интимы должна быть значительно больше, чем таковая медии для того, чтобы предсказать разумную величину падения давления через субэндотелиальную интиму и внутренний эластичный слой. Когда Ki было установлено равным значению в медии, это падение давления оказалось нереалистично высоким. Более того, более высокие значения Ki вызывали почти однородное распределение потоков воды через простой набор небольших пор, все из которых имели одинаковый диаметр (1,2 микрона). В то время как Ki был установлен на уровне значения медии, распределение потока через поры было в высокой степени неоднородным и нефизиологичным. Деформируемая модель интимы предсказывала неоднородное распределение потока при высоких давлениях (180 мм Hg). Повреждение внутреннего эластичного слоя моделировалось введением больших пор (до 17,8 микрон). Драматическое увеличение потока через большие поры наблюдалось при изменении жидкостной механической среды гладкомышечных клеток около больших пор, что имеет значение для гиперплазии интимы и атеросклероза. Модель также предсказывает, что жидкостной shear stress на дне поверхности эндотелиальной клетки порядка 10 дин/см2, что является уровнем, который может влиять на клеточную функцию /59/.

Нарушение барьерной функции связано с инициацией и прогрессированием атеросклероза, болезни фокальной природы, ассоциированной с гемодинамикой. В данном исследовании проницаемость эндотелия для макромолекул и электрическое сопротивление эндотелия изучались in vitro в монослоях, подвергавшихся воздействию нарушенных (приведенных в беспорядок) полей потока, что моделировало пространственные вариации при shear stress потока, обнаруживаемого в артериальных бифуркациях. После 5 часов действия потока области высокого градиента shear stress показали увеличение в 5,5 раза трансэндотелиального транспорта декстрана (молекулярный вес 70 000) по сравнению с контролями, где не было потока. Области невозмущенного полностью развившегося потока, в том же монослое показали 2,9-кратное увеличение. Электрическое сопротивление монослоя уменьшалось при контакте с потоком. Сопротивление во время действия потока и уровень изменений в сопротивлении монослоя после удаления потока был наиболее низким поблизости от нового подключения потока (наиболее высокие значения градиента shear stress). Эти результаты демонстрируют, что барьерная функция эндотелия и проницаемость эндотелия к макромолекулам регулируется пространственными вариациями в силе shear stress in vitro /43/.

Гипертония, фактор риска атеросклероза, увеличивает поглощение липопротеинов низкой плотности стенкой артерии. Было использовано компьютерное моделирование для идентификации физических факторов, которые могут быть частично ответственны за этот эффект. Поток жидкости и перенос массы в просвете и стенке артерии рассчитывались с помощью компьютера одновременно, повторяя насколько это было возможно предыдущие экспериментальные исследования, в которых поглощение LDL артериальной стенкой измерялось в обычных вырезанных артериальных сегментах. Как при наличии потока, так при его отсутствии модель предсказывает увеличение концентрации поляризации LDL в артериальной стенке, когда артериальное давление возрастает с 120 до 160 мм Hg. Однако это ведет только к небольшому увеличению в средней концентрации LDL в стенке артерии. Если значения проницаемости эндотелия к LDL варьируется совместно с внутриартериальным давлением, тогда модель предсказывает увеличение поглощения LDL в 1.9-2.6 раза при более высоких давлениях. Величины этого увеличения согласуются с экспериментальными данными. Сделан вывод, что концентрационные эффекты поляризации не могут объяснить наблюдаемые эффекты усиления поглощения LDL при гипертонии. Вместо этого, эти данные согласуются со связанным с давлением увеличением проницаемости эндотелия для LDL /55/.

Хотя хорошо установлено, что гипертония является основным фактором риска инсульта, сложность цереброваскулярных проблем в связи с гипертонией обычно недооценивается. Гипертония может вызывать инсульт через многие механизмы. Высокое внутрисосудистое давление ведет к большим изменениям в эндотелии и функции гладкомышечных клеток во внутричерепных артериях. Увеличенный стресс в эндотелии может увеличить проницаемость барьера кровь - мозг и локальную мультифокальную эдему мозга. Повреждение эндотелия и измененное взаимодействие между клетками крови и эндотелием может привести к локальному тромбообразованию и ишемическим повреждениям. Фибриноидный некроз может быть причиной лакунарных инфарктов и вутримозговых геморрагий. Более того, гипертония ускоряет процесс атеросклероза, этим увеличивая вероятность повреждений мозга, связанных со стенозом и образованием эмболов, происходящих из больших внутримозговых сосудов, из дуги аорты и из сердца. Адаптивные структурные изменения в сопротивлении сосудов, имеющие позитивное значение, уменьшая напряжение сосудистой стенки, могут иметь и негативное значение, увеличивая периферическое сосудистое сопротивление, которое может затруднить коллатеральную циркуляцию и увеличить риск ишемических событий в связи с эпизодами гипотонии в дистальных по отношению к стенозу областях. Гипертония является фактором риска для васкулярной деменции /28/.

Гипертония является известным фактором риска развития атеросклероза, который характеризуется ненормальной аккумуляцией липопротеинов низкой плотности и других, происходящих из плазмы молекул Целью настоящей работы было измерение накопления маркера происходящих из плазмы молекул пероксидазы хрена (ПХ, 44 kDa), в интиме и меди аорты крыс с хронической гипертонией. Транспорт ПХ у двухлетних крыс со спонтанной гипертонией сравнивался с таковым у того же возраст крыс линии Wistar-Kyoto при условиях, что кровяное давление существенно не изменялось в течение 15 мин циркуляции ПХ. Накопление в интиме и профиль концентрации в медии ПХ были получены на основании анализа залитых метакрилатом срезов препаратов после реакции с 3,3’-диаминобензидином и Н₂О_2. Данные анализировались с помощью математической модели макромолекулярного транспорта для количественной оценки проницаемости эндотелия и внутреннего эластичного слоя (ВЭС). Хроническая гипертония увеличивает проницаемость эндотелия без изменения в ВЭС. Очевидный конвективный поток ПХ в интиму у крыс с гипертонией поднимал уровень ПХ в интиме до концентрации более высокой, чем концентрация ПХ в плазме. Эти результаты заставляют предположить, что накопление происходящих из плазмы макромолекул, вызванное обусловленной давлением конвекцией минимизируется в норме интактностью эндотелия. Сходные изменения вызываются сильным повреждением липополисахаридами, что заставляет предположить, что эндотелиальные повреждения могут быть связаны с изменениями транспорта при гипертонии. После либо острого, либо хронического повреждения эндотелия, транспорт макромолекул в интиму возрастает, но ВЭС продолжает задерживать транспорт макромолекул далее интимы, что приводит к усиленному накоплению их в интиме /42/.

Эксперименты были проведены на свиньях для проверки гипотезы, что изменения в потоке вблизи артериальной стенки от нескольких минут до нескольких часов, вызывают адаптивные ответы, которые кратковременно повышают проницаемость эндотелия. После парентерального введения голубого красителя Эванса, гемодинамика внешних подвздошных артерий экспериментальных животных изменялась с помощью реверсивного бедренного шунта. В течение 3 часов шунт открывали и закрывали с периодом от 1 до 180 минут. Затем животные были умерщвлены и подвздошные артерии были сфотографированы с целью определения распределения поглощения связанного с альбумином голубого красителя Эванса в течение времени действия красителя. Поглощение альбумина возрастало со временем таким образом, который может быть объяснен на основании a priori модели адаптивного ответа проницаемости, с константой времени около часа /17/.

Chlamydia pneumoniae была идентифицирована и ассоциирована с патогенезом множественного склероза и болезни Альцгеймера, хотя связь этого организма с этими заболеваниями остается противоречивой. Выдвинута гипотеза, что один из потенциальных путей инфицирования проходит через комплексы соединений эндотельного барьера между кровью и мозгом. C. Pneumoniae является респираторным патогенном, но участвует в атеросклерозе, болезни коронарных артерий и нейровоспалительных состояниях. Инфекция C. Pneumoniae может вести к повреждению эндотелия, изменениям в соединениях и разрушению барьера между кровью и мозгом. Было показано, что инфекция C. Pneumoniae клеток человеческого микрососудистого эндотелия приводит к увеличенной экспрессии белков пояска сцепления: бета - катенина, N - кадхерина и VE - кадхерина и уменьшенной экспрессии плотного белка соединений окклюдина, как показали иммуноцитохимия и Western blot анализ. Эти события могут лежать в основе механизма регуляции парацеллюлярной проницаемости и поддержания ингеральности барьера в течение инфекции C. Pneumoniae, ассоциированной с нейропатологиями, такими , как множественный склероз и болезнь Альцгеймера /36/.

Смерть апоптических клеток, следующая за повреждением сосудистого эндотелия, как предполагается, играет важную роль в патогенезе атеросклероза. Продемонстрировано, что липопротеины высокой плотности, основная антиатерогенная фракция липопротеинов, защищает эндотелиальные клетки против апоптоза. HDL блокируют митохондриальный путь апоптоза путем ингибирования диссипации митохондриального потенциала (дельтапси(m)), генерации активных радикалов кислорода и освобождения цитохрома с в цитоплазму. Как последствие, HDL предотвращает активацию каспаз 9 и 3 и апоптические изменения в плазматических мембранах, такие, как увеличение проницаемости и транслокация фосфотидилсерина. Обработка эндотелиальных клеток HDL индуцирует активацию протеин киназы Akt, вездесущего трансдуктора антиапоптических сигналов, и ведет к фосфорилированию BAD, основного субстрата Akt. Супрессия Akt активности как wortmannin, так и LY-294002 или доминантным негативным Akt мутантом уничтожают антиапоптический эффект HDL. Два биоактивных лизосфинголипида, присутствующие в HDL частицах, сфингозилфосфорилхолин и лизосульфатид, полностью имитируют эффект HDL, блокируя митохондриальный путь апоптоза и действенно активируя Akt. Таким образом, полученные данные идентифицируют HDL, как переносчик эндогенных факторов выживания эндотелия и заставляют предположить, что ингибирование эндотелиального апоптоза HDL - ассоцированными лизосфиголипидами может представлять важный и новый аспект антиатерогенной активности HDL /41/.

6.5.Гепран сульфат пртеогликаны.

Гепаран сульфат протеогликаны (HSPGs) являются ключевыми компонентами субэндотелиального матрикса, который играет важную роль в сборке и структуре базальной мембраны, регуляции проницаемости базальной мембраны, активности фактора роста и клеточной адгезии. Содержание (HSPGs) уменьшается при воспалении, атеросклерозе и диабете. Недавние исследования показали, что HSPGs негативно регулируются атерогеннными молекулами и позитивно регулируются антиатерогенными агентами. Экстрацеллюлярный матриксный HSPG, перлекан (perlecan), как выяснилось, является ключевой мишенью регуляции этих агентов. По крайней мере, два уровня регуляции контролируют перлекан HSPG в матриксе: изменения в основной экспрессии протеина или изменение в метаболизме геперан сульфата. Атерогенные уровни LDL, oxLDL и лизолецитина уменьшают не только основной синтез белка, но также увеличивают деградацию гепаран сульфата путем стимулирования эндотелиальной секреции гепараназы. ApoE и apoE-HDL, по контрасту, увеличивают содержание основного белка перлекана, также, как и сульфатирование геперан сульфата. Увеличенное содержание перлекана в эндотелиальных клетках ассоциировано с увеличенным антитромбин - связыванием и антипролиферативным эффектом. Более того, модуляция перлекана оказывает прямое действие на рост гладкомышечных клеток. Таким образом, модуляция липопротеинами сосудистого перлекана может играть ключевую роль в модуляции атерогенеза /44/.

6.6.Кинины.

При использании препаратов из человеческих сосудов, полученных аутопсией и специфических антител, направленных к пептидным последовательностям кининовых B1 и B2 рецепторов, продемонстрирована локализация этих рецепторов в человеческой сосудистой системе. В больших эластичных артериях и венах кининовые рецепторы присутствуют только в эндотелиальных клетках, в то время как во всех мускулистых артериях и артериолах, эти рецепторы присутствуют как в эндотелиальных клетках, так и в гладкомышечных клетках. Идентификация кининовых рецепторов в человеческих сосудах подтверждает положение, что кинины могут модулировать как сосудистую проницаемость, так и контрактильность. Эпизодическое обнаружение кининовых рецепторов при гистологических исследованиях при пятнистой атероматозной болезни в коронарной, бедренной и брюшной артериях помогло в выяснении роли этих рецепторов в наиболее обычных болезнях человеческих кровеносных сосудов. Интенсивное мечение B1 рецепторов наблюдалось в эндотелиальных клетках, пенистых макрофагах, воспалительных клетках и фибробластах в утолщенной интиме бляшки, так же, как в гладкомышечных клетках подлежащей медии. Иммунореактивные B2 рецепторы также наблюдались в этих клетках, но с уменьшенной интенсивностью. Интенсивное иммунно - мечение B1 рецепторов в этих областях заставляет предположить, что оно может быть индуцировано атероматозной болезнью, и что антогонисты рецепторов B1 могут иметь терапевтическое значение /47/.

6.7.Липопртеин – липаза.

Механизмы, ответственные за накопление липопротеинов низкой плотности были исследованы на новой модели перфузируемой аорты хомяка. Для этого создан метод изучения потока в реальном времени в индивидуально перфузируемых артериях; каждая артерия служила как свой собственный контроль. Уровни накопления и утечки LDL раздельно определялись с помощью количественной флуоресцентной микроскопии. Перфузия артерий буфером с липопротеин липазой (LpL) увеличивала аккумуляцию LDL в 5 раз путем увеличения удержания LDL в артериальной стенке. Этот эффект был блокирован гепарином и моноклональными антителами, направленными против амино - терминального конца аполипопротеина B (apo B). Это заставляет предположить, что специфические области apo B участвуют в накоплении LDL в артериях. Также было исследовано действие гидролиза богатых триглицеридами липопротеинов на эндотелиальную барьерную функцию. Проницаемость эндотелиального слоя изучалась с использованием водорастворимых молекул флуоресцентно меченого декстрана. Когда LpL была добавлена к гипертриглицеридемической плазме, накопление декстрана в артерии увеличилось более чем в 4 раза. Быстрая утечка LDL из артериальной стенки указывает, что увеличенная проницаемость эндотелиального слоя является первичным механизмом во время увеличенного липолиза. Эти данные могут иметь отношение к наблюдаемой связи между увеличенной после приема пищи липемией и атеросклерозом /50/.

6.8.Ненасыщенные жирные кислоты и TNF.

Факторы, влияющие на развитие атеросклероза, включают метаболические изменения, вызываемые определенными липидами и воспалительными цитокинами. Для проверки гипотезы, что совместное присутствие ненасыщенных жирных кислот и воспалительных цитокинов может усилить их повреждающие эффекты, культивируемые эндотелиальные клетки обрабатывались линолевой кислотой(18:2) и/или TNF в периоды времени до 24 часов. Нарушения в метаболизме эндотелиальных клеток определялись с помощью измерения клеточного окислительного стресса, индуцированного окислительным стрессом ядерного фактора kappa B (NF-kappa B) и kappa B- связанной транскрипции, внутриклеточного уровня кальция и эндотелиальной барьерной проницаемости. Эти изменения были перекрестно усилены как 18:2 и TNF по сравнению с 18:2 и TNF по отдельности. По контрасту совместное воздействие 18:2 и TNF не потенцировало эффекты опосредованные 18:2 или TNF по отдельности на NF-kappa активацию или NF-kappa B-связанную транскрипцию. Предобработка витамином Е уменьшали 18:2 и/или TNF-опосредованную дисфункцию эндотелиальных клеток. Эти результаты заставляют предположить, что определенные ненасыщенные жирные кислоты могут потенцировать TNF-опосредованную дисфункцию эндотелиальных клеток и что окислительный стресс может быть частично ответственен за эти метаболические события. Эти данные могут иметь приложения для понимания липид - опосредованных воспалительных ответов при атеросклерозе /60/.

6.8.Слой, связанных с мембраной эндотелиальных клеток протеогликанов, глюкозаминогликанов и ассоциированных белков плазмы.

Эндотелиальные клетки покрыты поверхностным слоем ассоциированных с мембраной протеогликанов, гликозаминогликанов, гликопротеинов, гликолипидов и ассоциированных белков плазмы. Этот слой может лимитировать транспорт растворов. Определялись размеры и свойства этого транспорта в эндотелиальном поверхностном слое (ЭПС) изолированных артерий. Мезентериальные малые артерии крысы (диаметром приблизительно 150 микрон) каннулировали с двуствольными пипетками на входном конце и обычной пипеткой на выходном конце. Динамика и локализация внутриартериальной флуоресценции FITC-меченных декстранов (FITC-Deltas) и DiI красителя в эндотелиальной мембране определялись с помощью конфокальной микроскопии. Большие FITC-Delta (148 kDa) заполняли центральный обьем внутри артерий в течение 1 мин, но были исключены из области шириной 2.6 +/- 0.5-микрона эндотелия со стороны сосуда в течение 30 мин перфузии красителя. Средние FITC-Delta (50.7 kDa) медленно проникали в эту ЭПС, но не проникали в сосудистую стенку. Малые FITC-Delta (4.4 kDa) быстро проходили ЭПС и аккумулировались в сосудистой стенке. Прологированное освещение флуорохрома яркой ртутной лампой разрушало зону приблизительно в 3 микрона для FITC-Delta 148 в течение нескольких минут. Это исследование демонстрирует присутствие толстого ЭПС слоя, который вносит вклад в барьер проницаемости для растворов. Слой чувствителен к фототоксичному стрессу, и его повреждение может быть ранним событием в атерогенезе /64/.

Количественные взаимоотношения между динамикой количества клеток (клеточные митозы и смерть клеток) и проницаемостью для макромолекул изучались на уровне индивидуальных эндотелиальных клеток (ЭК) грудной аорты взрослых самцов крыс Sprague-Dawley. Эксперименты были выполнены на препаратах образцов аорты после внутривенного введения пероксидазы хрена (ПХ). ЭК, находящиеся в состоянии митоза, идентифицировались путем окраски гематоксилином; умирающие или погибшие ЭК, содержащие цитоплазматический иммуноглобулин G, определялись с помощью непрямой иммуноцитохимии, а эндотелиальная проницаемость для ПХ визуализировались с помощью световой микроскопии. Количественные данные о вкладе митозов и смерти ЭК в эндотелиальную проницаемость для ПХ были получены на тех же самых животных. Хотя ЭК в состоянии митоза и умирающие ЭК не часто встречались, абсолютное большинство этих клеток были связаны с фокальным пропусканием ПХ. На долю этих находящиеся в состоянии митоза и умирающих клеток, однако, приходилось только сранительно небольшая часть от общего числа мест повышенной проницаемости, что указывает на то, что проникновение 4-5 нм ПХ также происходит в нормальных ЭК, морфологически не определенных в состоянии митоза или смерти. Проценты мест проницаемости, связанных с митозом или клеточной смертью, были выше для 6 нм альбумина или для 22 нм липопротеина низкой плотности, которые вероятно не могут пересечь нормальные соединения и используют проницаемые соединения во время изменения числа клеток, как свой основной путь проникновения через эндотелиальный барьер /7/.

Различные формы клеточного повреждения, индуцированного иммунными эффекторными клетками, аберрантными метаболическими процессами, хемотерапевтическими лекарствами или температурными сдвигами приводят к общим морфологическим изменениям, состоящим в образовании и сбрасывании мембранных везикул с поверхностей поврежденной клетки, т.е. апоптозом. Это динамическое поведение поверхности клеточной мембраны зависит от разрушения цитоплазматических микротубул. Совместно с измененной морфологией поверхности клетки определенные физиологические и биохимические события также связаны с повреждением клетки. Они включают изменения в проницаемости мембраны, увеличенное потребление кислорода и фрагментацию ДНК. Однако, надо определить экспериментально какие из этих биологических изменений определяют необратимое повреждение клетки и/или программируемую смерть клетки. Селективное повреждение клетки и ее смерть являются целью многих терапевтических приемов, направленных на разрушение раковых клеток. С другой стороны, предотвращение повреждения клетки желательно при аутоиммунных заболеваниях, таких, как lupus erythematosus, тироидит, инсулин - зависимый диабет и многих других. Повреждение сосудистого эндотелия может играть роль не только при тромбозе, атеросклерозе и гипертонии, но также может способствовать распостранению метастазов опухолевых клеток /32/.

Инкубация бычьей аорты, также как человеческих эндотелиальных клеток из пупочной вены с либо окисленными, либо нативными липопротеинами низкой плотности в присутствии следов меди индуцирует морфологические изменения в клетках и фрагментацию хроматина, характерные для программируемой клеточной смерти. Сжатие клеток становилось очевидным через 6-8 часов инкубации и, несомненно, сопровождалось освобождением лактам - дегирогеназы – маркера клеточной проницаемости. Конденсация ядерного хроматина и внутринуклеосомальная сегментация были продемонстрированы окрашиванием по Hoechst и гель - электрофорезом соответственно. Таким образом, индуцируя активную смерть эндотелиальных клеток, окисленный лиопротеин низкой плотности может негативно влиять на тканевой гомеостаз эндотелия и поэтому способствовать развитию атеросклеротических бляшек /52/.

Реактивные радикалы кислорода (РРК) вызывают апоптозную клеточную смерть у различных типов клеток. В клеточной стенке РРК могут продуцироваться макрофагами в атеросклеротической бляшке или могут действовать на эндотелий после адгезии моноцитов или лейкоцитов. Более того, РРК эндогенно синтезируются NAD(P)H оксидазами эндотелиальных и гладкомышечных клеток. Увеличение продукции РРК является ранним маркером процесса атерогенеза, предполагая связь между РРК и апоптозом. В эндотелиальных клетках эндогенная генерация индуцируется различными провоспалительными и проатеросклеротическими факторами, такими как ангиотензин 11, oxLDL и фактор некроза опухолей альфа, которые все вызывают программируемую клеточную смерть. Синтез РРК поэтому причинно связан с индукцией апоптоза, поскольку антиоксиданты предотвращают смерть эндотелиальных клеток. Представляется, что проапоптозные эффекты эндогенных РРК эндотелиальных клеток включают влияние на проницаемость митохондриальных мембран, что приводит к высвобождению цитохрома с, который, в конце концов, активирует каспазы. По контрасту с проапоптозной активностью РРК в эндотелиальных клетках в сосудистых гладкомышечных клетках эндогенные РРК способствуют клеточной пролиферации и гипертрофии и не влияют на клеточное выживание. Однако высокие концентрации эндогенных РРК также стимулируют апоптоз гладкомышечных клеток, как показано для других клеточных типов через активацию р53. Рассматриваемые совместно эти эффекты эндогенных РРК могут дать ключ к пониманию антиатеросклеротических эффектов антиоксидантов, выявленных в экспериментальных исследованиях: увеличение выживаемости эндотелиальных клеток в комбинации с ингибированием пролиферации гладкомышечных клеток блокирует два очень важных события в патогенезе атеросклероза /13/.

Гипергомоцистеинемия представляет собой независимый фактор риска атеросклероза, но механизмы, ведущие к клеточной дисфункции, остаются неизвестными. При использовании клеток ECV304 было обнаружено, что гомоцистеин совместно с медью обладают цитотоксичными эффектами (потеря клеточной адгезии, увеличенная проницаемость для PI, появление морфологически апоптозных клеток). Эта форма апоптоза, ингибируемая Z-VAD-fmk, связана с потерей митохондриального потенциала, цитозольным освобождением цитохрома с, активацией каспазы – 3, деградацией поли (АДФ-рибоза) полимеразы и внтринуклеосомной ДНК фрагментацией. Однако способность гомоцистеина совместно с Cu2+ индуцировать апоптоз уменьшается по мере увеличения времени прединкубации. Поскольку позитивная корреляция была найдена между продолжительностью времени культивирования перед инкубацией и усилением активности гамма-глутамил транспептидазы, было интересно выяснить, участвует ли гамма - глутамил - транспептидаза в контроле над индуцированным совместным действием гомоцистеина и Cu2+ апоптозом. Поэтому ECV304 клетки обрабатывали либо ацивицином (acivicin) или дексаметазоном, ингибируя или стимулируя гамма - глутамил - транспептидазу соответственно. В ECV304 клетках и в эндотелиальных клетках пупочной вены человека ацивицин благоприятствует индуцированному совместным действием гомоцистеина и Cu2+ апоптозу, в то время как дексаметазон противодействует процессу апоптоза. Ацивицин и дексаметазон также способны модулировать клеточную смерть у ECV304 клеток, обработанными антиопухолевыми средствами. Участие гамма-глутамил-транспептидазы в контроле апоптоза не ограничивается гомоцистеином, но также затрагивает другие клеточные компоненты /4/.

Поток LDL в артериальную стенку (в молях LDL на площадь поверхности за единицу времени) определяется двумя главными детерминантами, концентрацией LDL в плазме и проницаемостью артериальной стенки. LDL входит в артериальную стенку, как интактные частицы путем транспортировки в везикулах через эндотелиальные клетки и/или путем пассивного прохода через поры в или между эндотелиальными клетками. Оценки in vivo LDL проницаемости для нормальной артериальной стенки варьируют между 5 и 100 nl/cm2/час. У лабораторных животных местные вариации проницаемости артериальной стенки предсказывают степень развития последующего, индуцированного диетой, атеросклероза. Более того, механическое или иммунологическое повреждение артериальной стенки увеличивает LDL проницаемость и сопровождается ускоренным развитием экспериментального атеросклероза. Это подтверждает идею о том, что увеличенная проницаемость для LDL, подобно увеличенной концентрации LDL в плазме увеличивает риск атеросклероза. Гипертония, курение, генетическая предрасположенность, атеросклероз и малый размер LDL могут увеличить проницаемость артериальной стенки для LDL и тем самым увеличить риск ускоренного развития атеросклероза. Гипотеза, что риск атеросклероза может быть уменьшен путем улучшения барьерной функции артериальной стенки для LDL, открыта для исследования. Агенты, которые прямо модулируют LDL проницаемость для артериальной стенки in vivo, ждут своей идентификации /40/.

Умеренно окисленные липопротерины низкой плотности (mox-LDL) участвуют в ранних атерогенных ответах эндотелия и увеличивают проницаемость эндотелия через неизвестный сигнальный механизм. Показано, что (1) в смыкающихся эндотелиальных клетках, подвергнутых воздействию mox-LDL, но не нативных LDL , в течение минут индуцируется образование актиновых стрессовых волокон и межклеточных промежутков, ведущих к увеличению эндотелиальной проницаемости; (2) moxLDL индуцирует преходящее уменьшение содержание фосфатазы в легких миозиновых цепях (ЛМЦ), которое происходит параллельно с увеличением ЛМЦ фосфорилирования ЛМЦ; (3) фосфорилированные ЛМЦ, стимулированные moxLDL, включаются в стрессовые волокна; (4) перестройка цитоскелета и фосфорилирование ЛМЦ ингибируются С3 трансферазой из Clostridium botulinum, специфическим ингибитором Rho киназ, и (5) moxLDL не увеличивают внутриклеточную концентрацию Ca(2+). Полученные данные указывают, что контракция эндотелиальных клеток осуществляется через активацию Rho и ее эффектора Rho киназу, которая ингибирует ЛМЦ фосфатазу и фосфорилирует ЛМЦ. Предполагается, что этот новый сигнальный путь mox-LDL может быть использован для предотвращения атеросклероза /14/.

Микроальбуминемия связана с увеличенным риском атеросклероза у лиц с диабетом. Выдвинута гипотеза, что трансэндотелиальный обмен липопротеинами увеличен у диабетиков, что, возможно, объясняет увеличенное накопление у них липопротеинов и таким образом атеросклероз. Трансэндотелиальный обмен липопротеинов низкой плотности измерялся с использованием изотопной техники у людей. Аутологичные иодированные J -131 LDL были инъецированы внутривенно, и почасовой их выход был вычислен как индекс трансэндотелиального обмена. Не зарегистрировано разницы в трансэндотелиальном обмене между лицами с микроальбуминемией и лицами с нормоальбуминемией. По контрасту была обнаружена позитивная корреляция между трансэндотелиальным LDL обменом и концентрацией инсулина в плазме. Эта корреляция не зависела от возраста, пола, кровяного давления, концентрации липопртеинов в плазме, размера LDL, индекса массы тела, объема плазмы, использования медикаментов, и она вряд ли вызвана измененной экспрессией LDL рецепторов в печени или гликозилированием LDL. Трансэндотелиальный обмен LDL не ассоциирован с микроальбуминемией, но возможно с гиперинсулинемией /26/.

Отложения липидов более часто имеют место вниз по течению крови от мест разветвления, чем вверх по течению у незрелых кроликов и в человеческой аорте, но противоположный тип наблюдается в зрелых сосудах. Эти распределения коррелирует пространственно со связанной с возрастом проницаемостью аорты у кроликов и могут определяться ими. Зрелый, но не незрелый тип проницаемости зависит от эндогенного синтеза окиси азота. Недавние исследования показали тип против течения у некоторых зрелых кроликов, но по течению у других. Показано, что транспорт у зрелых кроликов значительно уклоняется в сторону типа по течению днем по сравнению с утром, и переходит от типа по течению к типу против течения при возрасте 21 месяца у кроликов линии Murex, но при возрасте в два раза большем у кроликов линии Highgate . Эффект времени дня не объясняется образованием окиси азота, определенным по уровню нитратов и нитритов, и не коррелирует со звуком артериального канала, определенному по периферической пульсовой волне. Эффект линии не может быть объяснен изменениями образования окиси азота, а также различиями в структуре стенки. Эффект времени дня и линии кроликов на проницаемость дает полезный инструмент для исследования механизмов проницаемости и может иметь значение для изучения болезни человека /56/.

Гиперхолестеринемия вызывает эндотелиальную дисфункцию, “клеймо” атеросклеротического процесса, модулируя экспрессию генов в сосудистых эндотелиальных клетках. Путем дифференциального анализа проявлений, изучался эффект высоких концентраций нативного липопротеина низкой плотности на экспрессию эндотелиальных генов. Уровни мРНК лизилоксидазы, энзима участвующего в образовании поперечных сшивок в коллагене и эластине, понижались в эндотелиальных клетках при обработке LDL в доза - зависимым и время -зависимым образами. Это уменьшение экспрессии лизилоксидазы было связано с уменьшением активности лизилоксидазы. Ингибирование активности лизилоксидазы LDL или бета-аминопропионитрилом, ингибитором лизилоксидазы, увеличивало проницаемость эндотелия. Интересно, что уменьшение экспрессии лизилоксидазы (в 3,5 раза) наблюдалось in vivo в сосудистой стенке гиперхолестеролемических свиней. Эти данные заставляют предположить, что эндотелиальная дисфункция, вызванная гиперхолестеринемией, вносит вклад в образование атеросклеротических бляшек /48/.

Транспорт макромолекул, таких как липопротеины низкой плотности, через эндотелий и их аккумуляция в артериальной стенке являются ключевыми событиями в атерогенезе. Моделировался поток жидкости в сосуде и стенке суженой осесимметричной трубки, имитирующей стенозированную артерию, и затем использовался этот образец потока для изучения транспорта массы LDL из крови в артериальную стенку. Сдвоенный анализ потока крови в сосуде и трансмурального потока жидкости был проведен с помощью модели Brinkman, которая является расширением уравнений Navier-Stokes для пористой среды. Этот сдвоенный подход имеет преимущество по сравнению с традиционным анализом этой проблемы, который использует, возможно, нереалистичные граничные условия на границе кровь - сосудистая стенка; вместо этого устанавливались более естественное граничное условие давления на адвентициальной vasa vasorum и допускались вариации в проницаемости стенки, связанные с бляшкой. Численные осложнения, связанные с конвекционным доминирующим потоком массы (низкая способность к диффузии LDL) устранялись с помощью метода Petrov-Galerkin. Этот новый жидкость - плюс -поры метод применялся для условий, типичных для транспорта LDL в стенозированной артерии с 75% сокращением просвета. Результаты показали повышенную концентрацию LDL вниз по течению от стеноза. Более высокая проницаемости Darcian стенки, которая, как считают, имеет место в областях, содержащих атероматозные повреждения, ведет к увеличенному трансэндотелиальному потоку LDL вниз по течению по отношению к стенозу. Увеличенная трансмуральная фильтрация в таких областях, когда она совпадает с концентраионно - зависимой эндотелиальной проницаемостью для LDL, может вносить важный вклад в инфильтрацию LDL в артериальную стенку /54/.

Было сообщено, что продукты окисления холестерина (ChOx) взывают острое сосудистое повреждение in vivo; однако фармокинетика ChOx после введения и механизмы, с помощью которых они вызывают хроническое сосудистое повреждение, пока не поняты. Для дальнейшего изучения фармакинентики и атерогенных свойств ChOx кроликам линии New Zealand White внутривенно вводили смесь ChOx, имеющей состав сходный с таковым in vivo, в течение 70 дней. Общая концентрация ChOx в плазме достигала пика почти сразу же после однократной инъекции, быстро уменьшалась и возвращалась к уровню перед инъекцией в течение 2 часов. При множественных инъекциях концентрация ChOx повышалась постепенно до концентрации в 2-3 раза превышающей базовый уровень, причем увеличение касалось в основном фракции эфиров холестерина в LDL. Сыворотка кроликов и изолированная фракция LDL, содержащие повышенные концентрации ChOx, были цитотоксичны для V79 фибробластов и эндотелиальных клеток аорты кроликов. Ко времени забоя уровни холестерина в аорте у кроликов, которым вводили ChOx, были существенно выше, несмотря на то, что уровни холестерина в плазме оставались в норме. Кроме того, аорты от кроликов, которым вводили ChOx, удерживали больше меченой 125I пероксидазы хрена, измеренной через 20 мин после инъекции. Трансмуральные концентрационные профили через артериальную стенку также показывали увеличенное накопление во внутренней половине медии из грудной аорты у кроликов, которым вводили ChOx. Таким образом, инъекции ChOx приводили к накоплению цирулирующих ChOx и индуцировали увеличенную сосудистую проницаемость и накопление липидов и макромолекул в сосудистой стенке. Даже при нормохолестеринемических условиях ChOx может вызывать эндотелиальную дисфункцию, увеличенную проницаемость для макромолекул и увеличенное накопление холестерина, что, как полагают, связано с развитием атеросклеротических повреждений /49/.

Женщины в период пременопаузы защищены от коронарной болезни сердца. Нечеловекообразные приматы в пременопаузе защищены от атеросклероза, являющегося причиной коронарной болезни сердца. Полагают, что эстроген является причиной этой защиты у особей женского пола, частично эта защита независима от влияния на факторы риска, включая уровень липопртеинов. Была проверена гипотеза, что уменьшенная проницаемость интимы - медии для липопротеинов низкой плотности может иметь значение для защиты от атеросклероза и коронарной болезни сердца у пременопаузных женщин и что этот эффект может быть опосредован эстрогенами. Проницаемость интимы - медии для LDL определялась у гиперхолестеринемических самцов и самок кроликов путем скармливания им холестерина. Диета половины самок кроликов была обогащена бета -эстрадиолом в течение кормления холестерином и в последующие 4 недели. Обработка эстрогеном самок кроликов не влияла на проницаемость интимы - медии для LDL. Однако интима - медия проницаемость для LDL в местах разветвления абдоминальной аорты и дуги аорты (области весьма подверженные атеросклерозу) были ниже у самцов кроликов, чем у самок. По контрасту проницаемость интима - медия к LDL в сайтах аорты сравнительно устойчивых к атеросклерозу не различалась у самцов и самок кроликов. Эти данные заставляют предположить, что защита от атеросклероза, связанная с женским полом и эстрогеном, опосредована иными механизмами, чем уменьшение проницаемости интимы - медии к LDL /51/.

Олеиновая кислота (18:1) оказывает благоприятное действие на патогенез сосудистой болезни за счет разных механизмов. Для определения прямых протективных эффектов 18:2 на сосудистые эндотелиальные клетки эндотелиальные клетки легочной артерии свиньи (ЭКЛАС) обрабатывались гамма -линоленовой кислотой (18:3) или этанолом перед обработкой LDL или CU(2+)- окисленными LDL (oxLDL). Ни обработка LDL,ни oxLDL в течение 24-48 часов не вызывали цитоксических эффектов в ЭКЛАС, в то время как oxLDL, но не LDL вызывали дезорганизацию архитектуры ЭКЛАС актиновых микрфиламентов и дисфункцию барьерного монослоя. Добавление 18:1, но не 18:3 уменьшали дезорганизацию, вызванную oxLDL и лизофосфатидилхолином, компонентом oxLDL. Таким образом, мононенасыщенные жирные кислоты могут прямо изменять ответ сосудистых эндотелиальных клеток к oxLDL и могут замедлять процесс атеросклероза путем уменьшения потока макромолекул (т.е. LDL) в сосудистую стенку /29/.

Атеросклероз характеризуется фокальными областями накопления липидов и пролиферацией гладкомышечных клеток в интиме больших артерий. Было предположено, что проницаемость эндотелия по отношению к липидам является важным фактором в инициации и прогрессировании атеросклероза. Механизм, с помощью которого макромолекулы, такие, как липопротеины низкой плотности (LDL) входят в артериальную стенку, однако, еще не совсем понятен. Было показано, что существует тесная связь между динамикой популяции эндотелиальных клеток и трансэндотелиальным транспортом и транспортом макромолекул в нормальной аорте крысы. Поскольку гиперхолестеринемия является одним из основных факторов риска атеросклероза, было проведено исследование связи между митозами эндотелиальных клеток и трансэндотелиальным транспортом LDL у гиперхолестеринемических кроликов. Оно выполнялось на грудных аортах самцов кроликов линии New Zealand, которых кормили либо диетой, обогащенной холестерином, либо нормальной диетой. Концентрации холестерина и триглицеридов сыворотки в обеих группах определяли с помощью энзиматических процедур с использованием коммерческих наборов. Аорты гиперхолестеринемических и нормохолестеринемических кроликов фиксировали после внутривенной инъекции LDL, конъюгированными с Lucifer yellow (LY-LDL) для флуоресцентной микроскопии. Препараты грудных аорт, окрашенные гематоксилином, позволяли идентифицировать эндотелиальные клетки в состоянии митоза. Определялась связь между утечкой LY-LDL и митозами эндотелиальных клеток. Хотя митозы эндотелиальных клеток редки в грудной аорте New Zealand белых кроликов, но они оказались связаны с утечкой LYLDL. Проведенное исследование не только подтверждает тесную связь между митозами эндотелиальных клеток и проницаемостью для макромолекул в нормальной группе, но также демонстрирует ту же зависимость у гирерхолестеринемических кроликов. Эти наблюдения свидетельствуют в пользу теории, что кратковременные открытия соединений, окружающие эндотелиальные клетки, претерпевающие митоз, обеспечивают пути, через которые LDL входят в субэндотелиальное пространство, что приводит к накоплению липидов при атеросклерозе /8/.

Врожденный и адаптивный иммунные ответы сопровождаются слипанием лейкоцитов со стенкой кровеносных сосудов и их последующей инфильтрацией в подлежащую ткань. Этот последний процесс регулируется с помощью так называемого трансцеллюлярного и парацеллюлярного пути. Трансцеллюлярный путь обеспечивает прохождение лейкоцитов через эндотелиальную цитоплазму, возможно с помощью везикулярной/каналикуллярной системы. Этот путь описан в деталях на морфологическом уровне, но мало известно о молекулярных структурах, принимающих в этом участие.

Когда они следуют по околоклеточному пути, лейкоциты пересекают эндотелий, сжимаясь и проскальзывая через границу между соседними эндотелиальными клетками, с помощью процесса диапедеза. Этот процесс обычно очень быстр и сопровождается столь же быстрым восстановлением соединений, что препятствует увеличению проницаемости.

Имеется лишь частичное представление о том, как лейкоциты открывают эндотелиальные соединения. Скорее всего, влияя на адгезию воспаленного эндотелия, они переносят сигналы, которые управляют перестройкой соединений. Адгезия лейкоцитов с эндотелиальными клетками вызывает клеточную ретракцию за счёт увеличения уровней внутриклеточного кальция и индукции затем активации киназы легких цепей миозина (КЛЦМ). КЛЦМ-обусловленное фосфорилирование легких цепей миозина вызывает усиление их взаимодействия с актином, усиление активности АТФазы миозина и последующей сократимости. Увеличение внутриклеточного уровня кальция может также запускаться с помощью высвобождения растворимых катионных белков во время активации нейтрофилов.

Однако лейкоцитарный диапедез через эндотелий может также следовать специфическим правилам и эсклюзивным молекулярным механизмам.

Общая модель прохождения лейкоцитов через эндотелиальный барьер такова, что белки эндотелиальных соединений обеспечивают гомофильные взаимодействия с идентичными белками, которые присутствуют на лейкоцитах. Эти взаимодействия могут затем управлять прохождением лейкоцитов через эндотелиальную границу. Однако было установлено, что картина гораздо сложнее /12/.

Монослой эндотелиальных клеток, который покрывает внутреннюю поверхность сосудистой стенки, имеет многочисленные физиологические функции, включая предотвращение свертывания крови, контроль сосудистой проницаемости, поддержание сосудистого тонуса и регуляцию выхода из сосудов лейкоцитов. Недавно обнаружена экспрессия функциональных лигандов Fas (FasL) на эндотелии кровеносных сосудов. FasL индуцирует апоптозную клеточную смерть различных типах клеток, которые экспрессируют его рецептор Fas. Выход лейкоцитов играет роль в ангиогенезе и атеросклерозе. Высказано предположение, что перенос гена FasL может обеспечить средство лечения пролиферативных болезней сосудистой стенки, в особенности тех, которые связаны с инфильтрацией воспалительными клетками /66/.

В здоровом организме сосудистый эндотелий образует многофункциональный интерфейс между циркулирующей кровью и различными тканями и органами тела. Он представляет проницаемый селективный барьер для макромолекул, также как и нетромбогенный и неадгезивный контеньер, который активно поддерживает текучесть крови. Это метаболически активный эндокринный орган, служащий источником большого количества факторов и медиаторов, которые являются критически важными для поддержания гомеостаза. Они включают в себя вазодилаторы (окись азота, простациклин, эндотелиальный гиперполяризирующий фактор), вазоконстрикторы (эндотелин - 1, тромбоксан А2, простагландин Н2 и компоненты ренин - ангиотензиновой системы), различные про - и антитромботические факторы ( тканевой фактор, фактор активации тромбоцитов, фактор von Willebrand), активаторы и ингибиторы фибринолиза (тканевой активатор плазминогена, активатор ингибитор - 1 плазминогена), активные метаболиты арахидоновой кислоты (простаноиды), молекулы адгезии лейкоцитов (Е - селектин, внутриклеточная молекула адгезии - 1 - ICAM-1 , сосудистая молекула адгезии – 1 - VCAM -1), цитокины с активностями стимуляторов и ингибиторов роста, трансформирующие факторы роста, провоспалительные и противовоспалительные иедиаторы, факторы некроза опухолей и хемотксические факторы (хемокины). Кроме этих эссенциальных субстанций, контролирующих сердечно-сосудистую систему, эндотелиальные клетки также являются существенной частью иммунной системы. Они выполняют пилотную роль в инициации и развитии защитных и повреждающих воспалительных ответов. Поэтому эндотелий может рассматриваться, как главное средство для взаимного обмена жизненно необходимой информацией между сердечно-сосудистой и иммунной системами. Это в свою очередь ведет к быстрому прогрессу в понимании патогенеза некоторых из наиболее серьезных и распространенных болезней, включая воспаление, атеросклероз и гипертонию /58/.

Хорошо известно, что атерогенные дислипедемии либо с повышенным уровнем LDL , либо с пониженным уровнем LDL коррелируют со степенью и тяжестью атеросклероза. Однако, как это ведет к атерогенезу понятно плохо. Роль целлюлярного окислительного стресса опосредованного oxLDL завоевала широкое признание, но этот путь вряд ли является единственным атерогенным сигналом. Недавно полученные данные на артериальных гладкомышечных клетках и эндотелиальных клетках согласуются с другим путем, который может частично объяснить ранние изменения, вносящие свой вклад в инициацию клеточных атерогенных модификаций. Этот путь включает обогащение клеточной плазматической мембраны холестеролом. In vitro(клеточная культура) и in vivo (питание холестерином) экспериментах было показано, что обогащение холестерином SMS мембран SMS происходит быстро и связано с увеличением толщины бислойной мембраны, проницаемости для кальция и клеточной пролиферацией. Удаление избытка мембранного холестерина с помощью человеческих HDL восстанавливает эти изменения, заставляя предположить, что этот структурный мембранный дефект опосредует изменения в клеточной функции. In vitro увеличенная проницаемость для кальция ингибируема блокаторами кальциевых каналов, но in vivo путь утечки кальция практически не ингибируется. Не удивительно, что литература по применению блокаторов кальциевых каналов для атеропротекции не является полностью убедительной. Однако с появлением третьего поколения блокаторов кальциевых каналов возникает новая надежда. Один из первых блокаторов кальциевых каналов этого поколения амилодипин (норваск), заряженный дигидропиридин, имеет замечательный фармакологический профиль. Первое, он заметно липофилен, что позволяет ему включаться в клеточную мембрану. Второе, он обладает способностью реорганизовывать или восстанавливать разбухший мембранный бислой к нормальному состоянию в атеросклеротических SMS. Третье, он имеет сильные антиоксидантные свойства. Четвертое, он, как оказалось, ингибирует экспрессию разнообразных генов, участвующих в атерогенезе. Пятое, он является блокатором кальциевых каналов. Амилодипин продемонстрировал атеропротективные свойства на моделях атеросклероза на кроликах и приматах. Высказано предположение, что клеточные изменения, индуцированные обогащением клеточной мембраны холестерином, которые модулируют SMS в атеросклеротический фенотип, ингибируемы амилодипином за счет комбинации его различных фармакологических свойств /63/.

Эндотелий выстилает все кровеносные сосуды тела и является наиболее важной коммуникационной структурой между текущей кровью, с одной стороны, и сосудистой стенкой, составленной из гладкомышечных клеток и матриксных белков, с другой стороны. Эндотелиальные клетки выделяют факторы, которые влияют на дифференцировку и рост сосудистых гладкомышечных клеток; дифференциация и последующая пролиферация сосудистых гладкомышечных клеток является ранним механизмом патогенеза хронической сосудистой болезни. Антагонисты кальция первично влияют на клеточные взаимодействия эндотелиальных клеток, гладкомышечных клеток, моноцитов и тромбоцитов, которые важны в ранние фазы развития атеросклероза. Протективный эффект антагонистов кальция на сосудистую систему представляется небольшим на позднейших стадиях, которые включают образование матрикса и центральный некроз атеросклеротической бляшки. Настоящее свидетельство указывает, что антагонисты кальция могут быть полезными орудиями профилактики на ранних стадиях развития атеросклеротических сосудистых изменений /19/.

Вероятно, наиболее значительный прогресс в сердечно-сосудистой медицине в течение последних двух декад состоял в идентификации эндотелиальных клеток, как вазоактивного органа. Эндотелий играет первостепенной важности аутокринную/паракринную регуляторную роль, секретируя вещества, которые контролируют как сосудистый тонус, так и сосудистую структуру. Дисфункция эндотелия, которая характерна для эссенциальной гипертонии и большинства сердечно-сосудистых факторов риска, является основным промотором атеротромбоза и, следовательно, мишенью для сердечно-сосудистой терапии. Одним из наиболее значимых механизмов эндотелиальной дисфункции является окислительный стресс, который вызывает разрушение окиси азота. Клинические проявления атеросклероза могут быть преобладающим фактором в заболеваемости и смертности у больных с гипертонией. Различные клинические исследования показали благоприятные эффекты блокаторов кальциевых каналов на эндотелиальную дисфункцию. Весьма маловероятно, что потенциальный механизм, с помощью которого антагонисты кальциевых каналов выполняют свою благоприятную активность в отношении эндотелиальной дисфункции, является кальций-зависимым механизмом, поскольку эндотелиальные клетки не экспрессируют управляемых вольтажом (напряжением) кальциевых каналов. Экспериментальные данные заставляют предположить, что антогонисты кальциевых каналов оказывают антиоксидантный эффект и поэтому могут защищать эндотелиальные клетки против повреждения свободными радикалами. Нифедипин является кальциевым блокатором, который улучшает доступность окиси азота для эндотелия, является антогонистом эндотелина – 1, восстанавливает проницаемость эндотелия и отложения липопротеинов низкой плотности. Антогонисты кальция продемонстрировали антиатерогенные свойства в различных клинических исследованиях. Антогонисты кальция, дополнительно к их первичному действию по понижению кровяного давления влияют на многочисленные клеточные процессы, участвующие в раннем атеросклерозе. Все кальциевые блокаторы не оказывают одно и то же благоприятное действие на обратимость эндотелиальной дисфункции. Амилодипин, по-видимому, не так эффективен, как нифедипин для атеропротекции. Нифедипин существенно снижает риск кардиоваскулярных событий. Поэтому нифедипин (долгодействующая формула) остается блокатором первого выбора для сердечно-сосудистой терапии- сегодня и завтра /5/.

Окись азота (NO) - это повсеместно встречающаяся естественная молекула найденная в различных типах клеток и системах органов. В сердечно-сосудистой системе NO является важным регулятором базального сосудистого тонуса, предотвращает активацию тромбоцитов, ограничивает адгезию лейкоцитов к эндотелию и регулирует сократимость миокарда. NO может также играть роль в обычных сердечно-сосудистых болезнях, включая гипертонию, сопровождающие шоковые состояния, эссенциальную гипертонию и атеросклероз /35/.

Эндотелий является интактным, но активированным и с нарушенной функцией на ранних стадиях атеросклероза. Из-за увеличенной эндотелиальной проницаемости многие компоненты крови, включая гемостатические факторы, присутствуют как в ранних, так и в созревающих атеросклеротических повреждениях. Фибрин (оген) и родственные продукты деградации и тромбин могут вносить вклад в атерогенез благодаря своим хемотаксическим (привлекая моноциты/макрофаги) и митогенным (стимуляция клеточной пролиферации) свойствам. Все ключевые клетки в бляшке могут экспрессировать рецепторы тромбина, указывая, что тромбин может играть роль в генезисе неосложненного атеросклероза, опосредуя воспалительные и пролиферативные процессы. Позднее в зрелой бляшке происходит потеря эндотелия с прилипанием тромбоцитов. Затем включение микротромбов и возможно тромбоцитарных/происходящих из тромба факторов роста является критическим для прогрессивного роста связанных с гладкомышечными клетками компонентов бляшки. Кроме трансэндотелиального потока и пристеночного тромба, продукты крови в атеросклеротической бляшке могут происходить из геморрагии через поврежденную поверхность бляшки или из фрагильных вновь образованных сосудов (неоваскулиризция), часто находимых в основании зрелой бляшки. Прогрессирование бляшки, связанное с тромбозом и/или геморрагией в бляшке, является наиболее важным механизмом, лежащим в основе непредсказуемого быстрого прогрессирования коронарных повреждений, ответственных за острые коронарные синдромы. Как тромбоциты, так и фибрин играют роль в динамическом тромботическом ответе на разрыв бляшки /15/.

Ангиогенез, образование новых сосудов из уже существующих, является сложным многоклеточным феноменом, включающим пролиферацию капиллярных эндотелиальных клеток, миграцию и инфильтрацию ткани. Объяснение действия биохимических и молеулярных факторов, которые контролируют ангиогенез, является фундаментальным для понимания, как нормального развития сосуда, так и патогенеза патологического образования кровеносных сосудов. Ангиогенез связан с многочисленными физиологическими процессами, включая эмбриогенез, заживление ран, регенерацию органов и женский репродуктивный цикл. Однако анормальный ангиогенез также играет ведущую роль в патогенезе опухолевого роста, ревматоидного артрита, атеросклероза и различных ретинопатий. Клеточные и молекулярные механизмы, лежащие в основе физиологического и патологического ангиогенеза, только сейчас начинают понимать. Сосудистый эндотелиальный фактор роста был сначала открыт как неидентифицированный полученный из опухоли фактор, который увеличивал микрососудистую проницаемость (сосудистый фактор проницаемости, VPF). Затем было показано, что этот белок оказывает митогенные эффекты на эндотелиальные клетки, но не на другие типы клеток (VEGF). Множественные рецепторные субтипы были описаны, что может частично объяснить множественность биологических эффектов, которые были описаны в литературе для VEGF/VPF /57/.

Фактор роста эндотелия опосредует митогенез эндотелиальным клеток и увеличивает сосудистую проницаемость. Существование единичных или множественных изоформ VEGF/VPF и рецепторов заставляет предположить, что эти белки могут иметь пересекающиеся, но отдельные функции, которые могут быть отражены в их клеточной экспрессии и распределении. Локализация VEGFs A-C и их рецепторов (VEGFRs 1-3, соответственно) была проведена в 30 человеческих артериях, в 15 утробных артериях и в 15 подкожных венах с использованием иммуногистохимии и western blotting. Подкожные вены не показали увеличения окрашивания на VEGF-B или VEGFR-2. Гладкомышечные клетки показали наиболее сильное окрашивание для VEGF-A, VEGF-B, VEGFR-1 и VEGFR-2 во всех препаратах. Наоборот, VEGFR-3 и VEGF-C преимущественно локализовывались в эндотелиальном vasa vasorum в нормальных артериях, в то время как гладкомышечные клетки медии показали наиболее сильное окрашивание в атеросклеротических артериях. Western blotting показал вариации в локализации белка VEGF, с более низким содержанием VEGF-B и VEGF-C в подкожных венах, по сравнению с артериальными тканями. Количество VEGF-C было ниже, чем таковое VEGF-A и VEGF-B во всех препаратах. Таким образом, получено прямое свидетельство присутствия VEGF белков и их рецепторов в норме и патологии, с вариациями как в количестве экспрессируемого VEGF белка и его распределения по клеткам в нормальных артериях по сравнению с атеросклеротическими артериями. Присутствие VEGFs A-C и их рецепторов в нормальной артериальной ткани свидетельствует, что VEGF функции могут выходить за пределы эндотелиальной клеточной пролиферации. Уменьшенное окрашивание VEGFR-2 в атеросклеротических артериях может быть связано с атеросклеротическим процессом и развитием сосудистой болезни и ее осложнений /1/.

Идентификация генов и путей, связанных с активацией эндотелиальных клеток, может помочь выяснить роль эндотелиальных клеток в заживлении ран, сосудистой проницаемости, функции кровяного барьера, ангиогенезе, дибетической ретинопатии, атеросклерозе, псориазе, росте не содержащих внутренних полостей опухолях. В этой связи был идентифицирован набор из 11, отвечающих на VEGF/VPF,генов в эндотелиальных клетках (в том числе, KDR, альфа2 интегрина, станниокальцина KDR, , MMP-1, MMP-2 и VE-кадхерин) Их экспрессия в эндотелиальных клетках была подтверждена northern blot analyses /67/.

Исследовали влияние рекомбинантного человеческого эндотелиального фактора роста на проницаемость бычьих эндотелиальных клеток аорты (БЭКА) и ингибиторный эффект салвианолевой кислоты (salvianolic acid) B in vitro.Слившиеся (слитные) БЭКА монослои культивировались в нормальной среде и в среде, содержащей VEGF/VPF или салвианолевую кислоту B при различных концентрациях и в различные периоды времени, и радиоактивность измерялась на автоматическом жидкостном сцинтилляционном счетчике. Добавление очищенного человеческого рекомбинантного VEGF/VPF к БЭКА монослою может значительно увеличить проницаемость монослоя по отношению к 125I-LDL. Увеличивающее проницаемость влияние VEGF/VPF на БЭКА монослои была как доза, так и время зависимым. Сальвианолевая кислота В может заметно ингибировать VEGF/VPF-индуцированную гиперпроницаемость в БЭКА. Таким образом, VEGF/VPF играет роль в образовании и развитии атеросклероза, и салвианолевая кислота В обладает ингибиторным влиянием на VEGF/VPF-индуцированную проницаемость БЭКА /46/.

Одним из инициирующих факторов атеросклероза является накопление липопротеинов низкой плотности в интиме. Несмотря на корреляцию между низким shear stress и образованием сосудистых повреждений, имеется мало исследований эффекта shear stress на молекулярные регуляторы проницаемости эндотлиальных клеток. Было проведено изучение эффекты стресса среза на экспрессию окклюдина и эндотелиального фактора роста, двух важных регуляторов проницаемости эндотелия. Исследование было проведено на каротидных артериях свиньи. Было продемонстрировано, что низкий shear stress уменьшает как экспрессию мРНК и белка окклюдина, так и увеличивает экспрессию мРНК и белка VEGF/VPF в эндотелиальных клетках. Эти изменения могут предложить возможный молекулярный механизм для увеличения проницаемости эндотелия, вызванного низким shear stress /10/.

Было обнаружено, что сосудистый фактор роста эндотелия является ангиогенным фактором, который индуцирует пролиферацию клеток эндотелия и сосудистую проницаемость. Последние исследования заставляют также предположить, что VEGF/VPF может способствовать миграции макрофагов, что является критическим событием атеросклероза. Было сообщено, что VEGF/VPF значительно экспрессирован в активированных макрофагах, эндотелиальных клетках и гладкомышечных клетках в человеческих коранарных атеросклеротических повреждениях, и высказано предположение, что VEGF/VPF имеет значение в прогрессировании атеросклероза. Для выяснения механизма экспрессии VEGF/VPF в атеросклеротических повреждениях, изучалось регуляцию VEGF/VPF экспрессии, вызванную окисленными липопротеинами низкой плотности, которые обильно встречаются в атеросклеротической артериальной стенке. Было выявлено, что пероксисма пролиферейтер - активированный рецептор-гамма (peroxisome proliferator-activated receptor-gamma) (PPARgamma) (PPARgamma) экспрессируется не только в адипоцитах, но также в моноцитах/макрофагах, что заставило предположить, что PPARgamma может иметь значение для дифференциации моноцитов/макрофагов. Более того, 9- и 13-гидрокси-(S)-10,12-октадекадиеновые кислоты, компонент Ox-LDL, может быть PPARgamma лигандами. Поэтому было проведено исследование участия PPARgamma в регуляции VEGF/VPF оx-LDL. Экспрессия PPARgamma определялась в человеческой линии моноцитов/макрофагов, клетках человеческой острой моноцитарной лейкемии (THP-1), человеческих эндотелиальных клетках коронарной аорты (HCAECs). Ox-LDL усиливали секрецию VEGF/VPF у THP-1 доза-зависимо. мРНК VEGF/VPF экспрессия в THP-1 клетках также усиливалась Ox-LDL. мРНК экспрессия в THP-1 клетках и HCAECs повышалась PPARgamma активаторами, троглитазоном (TRO) и 15 деокси -(12,14)- простагландином J(2) (PGJ2).По контрасту, экспрессия деокси -(12,14)- простагландина J(2) (PGJ2) в другой моноцитарно - макрофагальной клеточной линии человеческих гистиоцитных лимфомных клетках (U937), у которых отсутствует экспрессия PPARgamma, TRO and Ox-LDL не увеличивали экспрессию VEGF. Выявлена клеточная линию U937, которая постоянно экспрессирует PPARgamma (U937T). TRO и Ox-LDL увеличивали экспрессию VEGF/VPF в U937T эндотелиальных клетках, по крайней мере частично, через активацию PPARgamma /24/.

VPF/VEGF действует селективно на сосудистый эндотелий, увеличивая проницаемость, индуцируя клеточную миграцию и деление и замедляет репликативное старение. Для понимания изменений в экспрессии генов в течение старения эндотелия исследовалось экспрессия генов, которые были дифференциально экспрессированы в молодых в противоположность стареющим человеческих эндотелиальных клетках дермы (ЧЭКД) с помощью ДНК гибридизации. Молодые ЧЭКД, культивированные с или без VPF/VEGF, оверэкспрессировали 9 и недоэкспрессировали 6 генов в сравнению со стареющими клетками. Экспрессия тимозин бета-10 модулировалась VPF/VEGF и поразительно снижалась в стареющих эндотелиальных клетках. Бета-тимозины являются актиновыми G-секвестрированными пептидами, которые регулируют динамику актина и оверэкспрессируются при неопластической трансформации. Также обнаружены стареющие эндотелиальные клетки в человеческой аорте, лежащие над атеросклеротическими бляшками. Эти эндотелиальные клетки экспрессировали, связанную со старением нейтральную бета-галактозидазу и, по контрасту с микрососудистым адвентициальным эндотелием, обладали слабым окрашиванием на тимозин бета – 10. Была выявлена сильная экспрессия тимозина бета-10 в сосудах злокачественной опухоли человека. Это явилось первым свидетельством, что экспрессия бета-10 тимозина значительно уменьшена в стареющих клетках, что VPF/VEGF модулирует экспрессию тимозина бета-10, и что эндотелиальные клетки могут стареть in vivo. Сниженная экспрессия тимозина бета-10 может вносить вклад в стареющий фенотип за счет пластичности эндотелиальных клеток и нарушения их ответа на миграционные стимулы /65/.

Сосудистый эндотелиальный фактор роста / сосудистый фактор проницаемости (VEGF/VPF) является специфическим митогеном для эндотелиальных клеток; его роль в ангиогенезе интенсивно изучалась. VEGF/VPF может также служить как локальный эндогенный регулятор интегральности эндотелиальных клеток больших сосудов. Изучались нормальные человеческие артерии и вены, также как атеросклеротические и рестенозированные человеческие коронарные артерии, для выяснения экспрессии VEGF/VPF. VEGF/VPF определялся иммуногистохимически в препаратах нормальной человеческой аорты, артерии молочной железы и подкожной вены. Экспрессия VEGF/ VPF была определена в патологических коронарных артериях. Гладкомышечные клетки являются главным клеточным источником VEGF/VPF. Окрашивание на VEGF/VPF первичных атеросклеротических повреждений локализовывалось преимущественно в межклеточном матриксе. В препаратах рестенозированных артерий окрашивание VEGF/VPF было в основном клеточным, особенно среди пролиферирующих гладкомышечных клеток. Хотя экспрессия VEGF/VPF наблюдалась в областях макрофагальной инфльтрации, однако не удалось локализовать VEGF/VPF в макрофагах в этих фокусах; вместо этого, CD45RO-позитивные клетки были индентифицированы, как ответственные за VEGF/VPF экспрессию в таких областях. Таким образом, было установлено, что постнатальная экспрессия VEGF/VPF выявляется в нормальных человеческих артериях и венах и часто имеет место в артериях, суженых атеросклеротической бляшкой. Экспрессия в сосудистой стенке или/и бляшке средних и больших сосудов предполагает роль VEGF/VPF иную, чем способствование ангиогенезу. Эта роль может включать поддержание и восстановление сосудистого эндотелия /9/.

Ангиогенез, образование новых сосудов из предсуществующих сосудов, является комплексным мультиклеточным феноменом, включающим пролиферацию капиллярных эндотелиальных клеток, миграцию и инфильтрацию тканей. Изучение биохимических и молекулярных факторов, которые контролируют ангиогенез, является фундаментальным для понимания развития нормальных сосудов, также как патогенез формирования патологически измененных сосудов. Ангиогенез связан с многочисленными физиологическими процессами, включая эмбриогенез, заживление ран, регенерацию органов и женский репродуктивный цикл. Однако, абнормальный ангиогенез также играет ведущую роль в патогенезе опухолевого роста, равматоидного артрита, атеросклероза и различных ретинопатий. Клеточные и молекулярные механизмы, лежащие в основе как физиологического, так и патологического ангиогенеза только начинают сейчас понимать. Сосудистый эндотелиальный фактор роста был первоначально открыт, как неидентифицированный фактор из опухолей, который увеличивал микрососудистую проницаемость (фактор проницаемости сосудов, VPF). В последствии он был определен как белок, оказывающий митогенное действие на эндотелиальные клетки, но не на другие типы клеток. Множественные подтипы рецепторов были описаны, которые могут частично объяснить множественность биологических эффектов, приписываемых VEGF/VPF в литературе /57/.

Современные концепции, касающиеся активной роли эндотелия в патогенезе атеросклероза, сводятся к следующему. Активированный эндотелий может способствовать адгезии моноцитов и их трасмиграции в интиму. Координированная экспрессия молекул адгезии: селектина, интегрина и семейства иммуноглобулинов на поверхности эндотелиальных клеток и моноцитов модулирует эти события. Липопротеины и их окисленные производные, также как некоторые цитокины и фактора активации тромбоцитов, участвуют в инициальных изменениях на поверхности эндотелиальных клеток: эти события связаны с увеличенной проницаемостью эндотелия для липидов и липопротеинов и их аккумуляцией в субэндотелии. После миграции в интиму моноциты претерпевают морфологические и функциональные модификации, ведущие к генерации полипептидной медиаторной сети, которая ответственна за миграцию, дифференцировку и пролиферацию гладкомышечных клеток. Медиаторы, продуцируемые макрофагами, инфильтрующими атеросклеротическую бляшку, могут делать поверхность эндотелиальных клеток тромбогенной, таким образом, способствуя тромбогенной окклюзии. /38/.

Лизофосфатидная кислота (ЛФК) и сфингозин - 1 - фосфат (С1Ф) являются биоактивными фосфолипидами со специфическими множественными эффектами на клетки крови и клетки сосудистой стенки. Освобождаемые актвированными тромбоцитами, ЛФК и С1Ф опосредуют процесс заживления повреждений. Однако накапливаются данные, что эти липидные медиаторы при определенных условиях становятся атеро - и тромбогенными молекулами, которые могут утяжелить течение кардиоваскулярной болезни. Например, ЛФК, представленная в минимально модифицированных LDL внутри интимы атеросклеротических повреждений, может играть роль в раннюю фазу атеросклероза, индуцируя барьерную дисфункцию и увеличивая адгезию моноцитов к эндотелию так же, как в поздней фазе, запуская активацию тромбоцитов и формирование тромбов после разрыва атеросклеротической бляшки. Более того, ЛФК и С1Ф, стимулируя пролиферацию фибробластов и увеличивая выживаемость воспалительных клеток, похоже, играют центральную роль в избыточном фибропролиферативном и воспалительном ответе на повреждение сосуда, который характеризует прогрессирование атеросклероза. ЛФК может вызвать фенотипическую дифференциацию гладкомышечных клеток медии, а С1Ф может стимулировать миграцию и пролиферацию сосудистых гладкомышечных клеток интимы; оба процесса ведут к образованию неоинтимы. Самое важное, поскольку ЛФК и С1Ф связываются и активируют множественные рецепторы G-белков, полезное или вредное действие ЛФК и С1Ф критически зависит от профиля экспрессии субтипов их рецепторов и их сопряжения с различными путями трасдукции в клетках-мишенях. Путем воздействия на мишени в специфических субтипах рецепторов ЛФК и С1Ф в сосудистой стенке и крови, новые терапевтические стратегии профилактики и терапии кардиоваскулярных болезней могут быть разработаны /53/.

Атеросклероз-это болезнь больших артерий, которая включает характеристическую аккумуляцию липопротеинов высокого молекулярного веса в артериальной стенке. Четыре механизма транспорта массы имеют значение в локализации атеросклероза: фаза кровяного давления, контролирующая гипоксию, имеющие течь эндотелиальные соединения, кратковременное внутриклеточное ремоделирование соединений и конвективная очистка субэндотелиальной интимы и медии. Дальнейшее изучение этих механизмов может внести вклад в развитие терапевтических стратегий для атеросклеротической болезни /61/.

Эффекты липопротеинов на вазоактивные субстанции, по-видимому, участвуют также в эндотелиальной дисфункции. Образуемый эндотелием релаксирующий фактор - окись азота (NO) привлекает возрастающее внимание в последние две декады и рассматривается как протективный против гипертонии и атеросклероза. Было показано, что хиломикроны и их остатки ингибируют эндотелий-зависимое расслабление в изолированной аорте. Вазодиляторные ответы и окись азота зависят от количества и состава жиров пищи Уровень в плазме сильного вазоконстриктора эндотелина-1 увеличивается у пациентов с диабетом 2 типа и метаболическим синдромом. Послеобеденный повышенный уровень триглицеридов увеличивает содержание эндотелина-1 у пациентов с метаболическим синдромом. Существуют данные, что связь между послеобеденными триглицеридами и метаболическим синдромом определяется прямым влиянием на эндотелиальные функции, поскольку уровни плазменных триглицеридов связаны с уровнями гуморальных маркеров риска эндотелиального происхождения, и послеобеденные липопротеины стимулируют освобождение и/или экспрессию эндотелиальных медиаторов in vitro, что индуцирует атерогенез и гипертонию. Несколько исследований подтверждают связь между повышенным после приема пищи уровнем триглицеридов и атеросклерозом. Гистологические исследования и исследования в культуре клеток выявили, что богатые триглицеридами послеобеденные липопротеины захватываются макрофагами и гладкомышечными клетками и обнаруживаются в пенистых клетках в атеросклеротичеких поражениях. Остаточные частицы, генерируемые путем липолиза послеобеденных липопротеинов in vitro, и жирные кислоты увеличивают проницаемость эндотелия и являются цитотоксичными для эндотелиальных клеток. Кроме этих морфологических изменений клеток липопротеины оказывают эффекты на клеточные функции, такие, как экспрессия мембранных белков и продукция или освобождение нескольких биоактивных субстанций, регулирующих связи между клетками крови и другими клетками системы сосудистой стенки, кровяного давления и гемостаза. Увеличенная экспрессия молекул адгезии была обнаружена иммуногистохимически в атеросклеротических бляшках у животных и человека. Было продемонстрировано, что пациенты с повышенным уровнем триглицеридов имеют и повышенный уровень растворимых молекул адгезии. Этот эффект был хотя бы частично опосредован окислительными модификациями частиц. Соответственно хиломикроны, отделенные после переваривания подсолнечного масла, богатые полиненасыщенной линолевой кислотой, индуцировали более высокий уровень экспрессии молекул адгезии при более высоких уровнях концентрации оксиданта по сравнению с хиломикронами, отделенными после переваривания оливкового масла, богатого мононенасыщенной олеиновой кислотой. Несколько авторов описали эффекты жирных кислот на экспрессию молекул адгезии. С одной стороны, они могут оказывать стимулирующие эффекты как таковые, с другой стороны, цитокины индуцируют экспрессию молекул адгезии и могут быть усилены одними жирными кислотами и ингибированы другими, подразумевая интерферецию с процессами трасдукции /25/.

Сосудистый эндотелий играет активную роль в физиологических процессах, таких, как гемостаз, регуляция сосудистого тонуса и сосудистая проницаемость. Клеточное повреждение или другое событие, которое нарушает целостность эндотелия и таким образом свойства его проницаемости, может участвовать в ранних стадиях атеросклеротического повреждения. Из-за постоянного контакта с компонентами крови, включая прооксиданты, получаемые из пищи жиры и их производные эндотелий чувствителен к окислительному стрессу и к повреждению, опосредованному липидными компонентами крови. Похоже на то, что эти события потенцируют общий воспалительный ответ на повреждения, увеличивая освобождение цитокинов поблизости от эндотелия, что может привести к дальнейшему нарушению функции эндотелия. Даже хотя механизмы, связанные с липид/цитокин опосредованной дисфункцией эндотелиальных клеток не ясны, полученные данные заставляют предполагать, что они могут быть как окислительные, так и неокислительные по природе. Предполагается, что жиры пищи, богатые определенными жирными ненасыщенными кислотами являются атерогенными, увеличивая образование реактивных кислородных интермедиатов. Эти интермедиаты могут активировать окислительную чувствительную к стрессу транскрипцию факторов, таких как NF-kappa B, что в свою очередь может способствовать образованию цитокинов, экспрессии молекул цитокинов и, в конце концов, дисфункции эндотелиального барьера. Результирующие нарушения целостности эндотелия, возможно, увеличивают проницаемость богатых холестерином липопротеинов в артериальную стенку, что является критическим событием в этиологии атеросклероза. Имеющиеся данные заставляют предполагать, что определенные нутриенты, которые имеют антиоксидантные и/или стабилизирующие мембрану свойства защищают эндотелиальные клетки, вмешиваясь в предложенные выше механизмы дисфункции эндотелиальных клеток /22/.

Гиперлипидемия, гипертония, сигаретный дым и диабет являются некоторыми важными факторами риска атеросклероза и сердечно-сосудистой болезни. Повторяющиеся повреждения эндотелия и увеличенное фокальное поступление липопротеинов плазы являются

главными механизмами атерогенеза. Ранее было продемонстрировано, что динамика популяции эндотелиальных клеток и связанная с ней сосудистая проницаемость существенно возрастают в аорте крыс со спонтанной гипертонией, у крыс, которым хронически орально вводили никотин и у крыс с вызванным введением стрептозотоцина диабетом. Было изучено влияние гиперлипидемии на динамику популяции артериальных эндотелиальных клеток и трансэндотелиальный макромолекулярный транспорт у крыс, которые сидели на холестериновой диете. Самцов линии Sprague-Dawley содержали на холестериновой диете в течение 6 недель. Группа крыс того же возраста содержалась на нормальной диете в течение того же периода и служила контролем. В препаратах грудной аорты эндтелиальные клетки в состоянии митоза были идентифицированы окрашиванием гематоксилином, IgG-содержащие мертвые клетки идентифицировались путем непрямого иммунопероксидазного метода Утечка комплексов Эванс голубой - альбумин количественно определялась с помощью флуоресцентной микроскопии. Результаты показали, что плазменные уровни холестерина и триглицеридов были выше у крыс, сидевших на диете с холестерином. Гиперлипиднмические крысы по сравнению с контролем имели более высокий уровень гибели эндотелиальных клеток, частоту митозов эндотелиальных клеток и число плотности мест утечки комплексов Эванс голубой -альбумин в аорте. Подобно ситуациям при гипертонии, потреблении никотина и диабете наблюдается тенденция увеличения частоты изменения численности и проницаемости для больших молекул эндотелиальных клеток в аорте крыс, сидевших на диете с холестерином. Это заставляет предполагать, что эти изменения могут вносить вклад в ускоренный атерогенез и гиперлипидемию /33/.

Многие агенты могут увеличивать проницаемость эндотелия, но, по-видимому, наибольшее значение имеют те из них, которые создают “дырки” в эндотелии, либо путем прямого цитотоксического действия, либо путем стимулирования апоптоза.

Проницаемость эндотелия in vivo изучается в основном путем исследования распределения меченого соединения в артериальной стенке через некоторое время после введения его в кровоток. Такая постановка экспериментов исключает их проведение на людях. Поэтому отсутствуют эпидемиологические исследования проницаемости эндотелия при атеросклерозе, и этот параметр не определяется в клинике. Эти обстоятельства ведут к тому, что повышенной проницаемости эндотелия артерий не присвоен ранг фактора риска атеросклероза, что кажется на первый взгляд даже нелепым, так как именно локальными изменениями в проницаемости эндотелия, казалось бы, можно объяснить фокальность атеросклероза (изменения в проницаемости эндотелия локальны). Изучение эндотелиальной проницаемости на препаратах человеческих артерий in vitro затруднено, так как требует создания сложнейших экспериментальных установок, моделирующих гемодинамические характеристики in vivo. Все это привело к тому, что по проницаемости эндотелия имеется относительно мало работ. Это не соответствует важности этой темы в изучении патогенеза атеросклероза. Только создание принципиально новых экспериментальных подходов может обеспечить прорыв на этом направлении. И надо полагать осуществлен он будет биофизиками.

• ChOx – продукты окисления холестерина
• HDL – липопреины высокой плотности
• HSPGs – гепаран сульфат протеогликаны
• LDL – липопротеины низкой плотности
• LpL – липопротеин липаза
• oxLDL – окисленные липопротеины низкой плотности
• PRAPgamma – peroxisome proliferator – activated receptor gamma
• SMS – гладкомышечные сосудистые клетки
• TNF – фактор некроза опухолей
• VEGF – эндотелиальный фактор роста
• VEGFR – рецептор эндотелиального фактора роста
• VPF – фактор проницаемости эндотелия

ЛИТЕРАТУРА.

1.Belgore F, Blann A, Neil D, Ahmed AS, Lip GY. Localisation of members of the vascular endothelial growth factor (VEGF) family and their receptors in human atherosclerotic arteries. J Clin Pathol. 2004 ;57(3):266-72.

2.Bell DM. Markers for progression of coronary disease. Pharmacotherapy.2001; 21(9 Pt 2):190S-194S .

3.Berk BC, Min W, Yan C, Surapisitchat J, Liu Y, Hoefen R. Atheroprotective Mechanisms Activated by Fluid Shear Stress in Endothelial Cells. Drug News Perspect. 2002 ;15(3):133-139.

4.Bessede G, Miguet C, Gambert P, Neel D, Lizard G. Efficiency of homocysteine plus copper in inducing apoptosis is inversely proportional to gamma-glutamyl transpeptidase activity. FASEB J. 2001;15(11):1927-40.

5.Biswas TK. Endothelium, atherosclerosis and calcium channel blockers.J Indian Med Assoc. 2003 ;101(7):428-31.

6.Chakraborti T, Mandal A, Mandal M, Das S, Chakraborti S.Complement activation in heart diseases. Role of oxidants.Cell Signal. 2000 ;12(9-10):607-17.

7.Chen YL, Jan KM, Lin HS, Chien S. Relationship between endothelial cell turnover and permeability to horseradish peroxidase. Atherosclerosis. 1997; 133(1):7-14 .

8.Сhen YL, Yang YJ, Li YP, Chen YT, Ding YZ, Lin SJ. Role of endothelial cell mitosis in transendothelial transport of low density lipoprotein in hypercholesterolemic and normal rabbits. Zhonghua Yi Xue Za Zhi (Taipei). 1996 ;58(2):71-8.

9.Colangelo S, Langille BL, Steiner G, Gotlieb AI. Alterations in endothelial F-actin microfilaments in rabbit aorta in hypercholesterolemia. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 1998 ;18(1):52-6.

10.Conklin BS, Zhong DS, Zhao W, Lin PH, Chen C.Shear stress regulates occludin and VEGF expression in porcine arterial endothelial cells. J Surg Res. 2002 ;102(1):13-21.

11.Couffinhal T, Kearney M, Witzenbichler B, Chen D, Murohara T, Losordo DW, Symes J, Isner JM. Vascular endothelial growth factor/vascular permeability factor (VEGF/VPF) in normal and atherosclerotic human arteries. Am J Pathol. 1997 ;150(5):1673-85.

12.Dejana E. Endothelial cell-cell junctions: happy together. Nature Reviews. Molecular Cell Biology, 2004, 5, 261 –270

13.Dimmeler S, Zeiher AM. Reactive oxygen species and vascular cell apoptosis in response to angiotensin II and pro-atherosclerotic factors. Regul Pept. 2000 ;90(1-3):19-25 .

14.Essler M, Retzer M, Bauer M, Heemskerk JW, Aepfelbacher M, Siess W. Mildly oxidized low density lipoprotein induces contraction of human endothelial cells through activation of Rho/Rho kinase and inhibition of myosin light chain phosphatase.J Biol Chem. 1999 ;274(43):30361-4

15.Falk E, Fernandez-Ortiz A. Role of thrombosis in atherosclerosis and its complications. Am J Cardiol. 1995;75(6):3B-11B .

16.Frank PG, Woodman SE, Park DS, Lisanti MP. Caveolin, caveolae, and endothelial cell function. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2003;23(7):1161-8 .

17.Friedman MH, Henderson JM, Aukerman JA, Clingan PA.Effect of periodic alterations in shear on vascular macromolecular uptake. Biorheology. 2000;37(4):265-77.

18.Fry DL.Arterial intimal-medial permeability and coevolving structural responses to defined shear-stress exposures. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2002 ;283(6):H2341-55.

19.Haller H. Modulation of endothelial function: strategy for long-term cardiovascular protection. J Hypertens Suppl. 1996 ;14(4):S27-32.

20.Haller H. Endothelial function. General considerations. Drugs. 1997;53 Suppl 1:1-10.

21.Hazel AL, Grzybowski DM, Friedman MH. Modeling the adaptive permeability response of porcine iliac arteries to acute changes in mural shear.Ann Biomed Eng. 2003 Apr;31(4):412-9.

22.Hennig B, Diana JN, Toborek M, McClain CJ. Influence of nutrients and cytokines on endothelial cell metabolism. J Am Coll Nutr. 1994;13(3):224-31 .

23.Himburg HA, Grzybowski DM, Hazel AL, LaMack JA, Li XM, Friedman MH. Spatial comparison between wall shear stress measures and porcine arterial endothelial permeability. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2004 ;286(5):H1916-22.

24.Inoue M, Itoh H, Tanaka T, Chun TH, Doi K, Fukunaga Y, Sawada N, Yamshita J, Masatsugu K, Saito T, Sakaguchi S, Sone M, Yamahara Ki, Yurugi T, Nakao K. Oxidized LDL regulates vascular endothelial growth factor expression in human macrophages and endothelial cells through activation of peroxisome proliferator-activated receptor-gamma. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2001 ;21(4):560-6.

25.Jagla A, Schrezenmeir J. Postprandial triglycerides and endothelial function. Exp Clin Endocrinol Diabetes. 2001;109(4):S533-47 .

26.Jensen JS, Feldt-Rasmussen B, Jensen KS, Clausen P, Scharling H, Nordestgaard BG. Transendothelial lipoprotein exchange and microalbuminuria.Cardiovasc Res. 2004 1;63(1):149-54.

27.Jiang F, Guo Y, Salvemini D, Dusting GJ. Superoxide dismutase mimetic M40403 improves endothelial function in apolipoprotein(E)-deficient mice. Br J Pharmacol. 2003 ;139(6):1127-34.

28.Johansson BB.Hypertension mechanisms causing stroke. Clin Exp Pharmacol Physiol. 1999 ;26(7):563-5.

29.Karman RJ, Garcia JG, Hart CM. Endothelial cell monolayer dysfunction caused by oxidized low density lipoprotein: attenuation by oleic acid. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids. 1997 ;56(5):345-53.

30.Kummerow FA, Mahfouz M, Zhou Q. Cholesterol metabolism in human umbilical arterial endothelial cells cultured in low magnesium media. Magnes Res. 1997 ;10(4):355-60.

31.Lee TY, Gotlieb AI. Microfilaments and microtubules maintain endothelial integrity. Microsc Res Tech. 2003;60(1):115-27 .

32.Liepins A, Bustamante JO. Cell injury and apoptosis. Scanning Microsc. 1994;8(3):631-41; discussion 641-3.

33.Lin SJ, Ding YZ. Effects of hyperlipidemia on aortic endothelial cell turnover and transendothelial macromolecular transport in cholesterol-fed rats. Zhonghua Yi Xue Za Zhi (Taipei). 1996 ;58(4):235-40.

34.Lin PJ, Chang CH.Endothelium dysfunction in cardiovascular diseases. Changgeng Yi Xue Za Zhi. 1994 ;17(3):198-210 .

35.Loscalzo J, Welch G. Nitric oxide and its role in the cardiovascular system. Prog Cardiovasc Dis. 1995 ;38(2):87-104 .

36.MacIntyre A, Hammond CJ, Little CS, Appelt DM, Balin BJ. Chlamydia pneumoniae infection alters the junctional complex proteins of human brain microvascular endothelial cells. FEMS Microbiol Lett. 2002 ; 17;217(2):167-72.

37.Malik AB, Lynch JJ, Cooper JA. Endothelial barrier function.J Invest Dermatol. 1989 ;93(2 Suppl):62S-67S.

38.Montrucchio G, Emanuelli G, Venco A, Camussi G.Functional changes of the endothelium and atherosclerotic process. Ann Ital Med Int. 1995;10(1):31-40 .

39.Nagy J, Csiky B, Kovacs T, Wittmann I.Endothelial dysfunction Orv Hetil. 2001 ;142(31):1667-72.

40.Nielsen LB. Transfer of low density lipoprotein into the arterial wall and risk of atherosclerosis. Atherosclerosis. 1996 ;123(1-2):1-15.

41.Nofer JR, Levkau B, Wolinska I, Junker R, Fobker M, von Eckardstein A, Seedorf U, Assmann G. Suppression of endothelial cell apoptosis by high density lipoproteins (HDL) and HDL-associated lysosphingolipids. J Biol Chem. 2001 14;276(37):34480-5.

42.Penn MS, Rangaswamy S, Saidel GM, Chisolm GM.Macromolecular transport in the arterial intima: comparison of chronic and acute injuries. Am J Physiol. 1997;272(4 Pt 2):H1560-70.

43.Phelps JE, DePaola N. Spatial variations in endothelial barrier function in disturbed flows in vitro. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2000 ;278(2):H469-76.

44.Pillarisetti S. Lipoprotein modulation of subendothelial heparan sulfate proteoglycans (perlecan) and atherogenicity. Trends Cardiovasc Med. 2000;10(2):60-5.

45.Poredos P. Endothelial dysfunction in the pathogenesis of atherosclerosis. Clin Appl Thromb Hemost. 2001 ;7(4):276-80.

46.Qui Y, Rui YC, Zhang L, Li TJ, Zhang WD.VEGF induced hyperpermeability in bovine aortic endothelial cell and inhibitory effect of salvianolic acid B. Acta Pharmacol Sin. 2001 ;22(2):117-20.

47.Raidoo DM, Ramsaroop R, Naidoo S, Muller-Esterl W, Bhoola KD.Kinin receptors in human vascular tissue: their role in atheromatous disease. Immunopharmacology. 1997 ;36(2-3):153-60.

48.Rodriguez C, Raposo B, Martinez-Gonzalez J, Casani L, Badimon L.Low density lipoproteins downregulate lysyl oxidase in vascular endothelial cells and the arterial wall. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2002;22(9):1409-14.

49.Rong JX, Rangaswamy S, Shen L, Dave R, Chang YH, Peterson H, Hodis HN, Chisolm GM, Sevanian A. Arterial injury by cholesterol oxidation products causes endothelial dysfunction and arterial wall cholesterol accumulation. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 1998 ;18(12):1885-94.

50.Rutledge JC, Woo MM, Rezai AA, Curtiss LK, Goldberg IJ. Lipoprotein lipase increases lipoprotein binding to the artery wall and increases endothelial layer permeability by formation of lipolysis products. Circ Res. 1997;80(6):819-28.

51.Schwenke DC. Gender differences in intima-media permeability to low-density lipoprotein at atherosclerosis-prone aortic sites in rabbits. Lack of effect of 17 beta-estradiol. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 1997 ;17(10):2150-7.

52.Seelos C, Gmeiner B, Kapiotis S, Cerni C. Oxidized low-density-lipoprotein triggers programmed death of endothelial cells. Biochem Mol Biol Int. 1997 ;42(5):1015-22.

53.Siess W. Athero- and thrombogenic actions of lysophosphatidic acid and sphingosine-1-phosphate. Biochim Biophys Acta. 2002;1582(1-3):204-15.

54.Stangeby DK, Ethier CR. Computational analysis of coupled blood-wall arterial LDL transport. J Biomech Eng. 2002 ;124(1):1-8.

55.Stangeby DK, Ethier CR. Coupled computational analysis of arterial LDL transport -- effects of hypertension. Comput Methods Biomech Biomed Engin. 2002 ;5(3):233-41.

56.Staughton TJ, Weinberg PD. Effect of time of day and rabbit strain on patterns of aortic wall permeability. Exp Physiol. 2004 ;89(1):109-18.

57.Stephan CC, Brock TA. Vascular endothelial growth factor, a multifunctional polypeptide. P R Health Sci J. 1996 ;15(3):169-78.

58.Stvrtinova V, Ferencik M, Hulin I, Jahnova E. Vascular endothelium as a factor in information transfer between the cardiovascular and immune systems. Bratisl Lek Listy. 1998 ;99(1):5-19.

59.Tada S, Tarbell JM. Fenestral pore size in the internal elastic lamina affects transmural flow distribution in the artery wall. Ann Biomed Eng. 2001 ;29(6):456-66.

60.Toborek M, Barger SW, Mattson MP, Barve S, McClain CJ, Hennig B.Linoleic acid and TNF-alpha cross-amplify oxidative injury and dysfunction of endothelial cells. J Lipid Res. 1996 ;37(1):123-35.

61.Tarbell JM. Mass transport in arteries and the localization of atherosclerosis. Annu Rev Biomed Eng. 2003;5:79-118.

62.Telo P, Lostaglio S, Dejana E. Structure of intercellular junctions in the endothelium. Therapie. 1997; 52(5):395-8.

63.Tulenko TN, Laury-Kleintop L, Walter MF, Mason RP. Cholesterol, calcium and atherosclerosis: is there a role for calcium channel blockers in atheroprotection? Int J Cardiol. 1997;62 Suppl 2:S55-66.

64.van Haaren PM, VanBavel E, Vink H, Spaan JA. Localization of the permeability barrier to solutes in isolated arteries by confocal microscopy. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2003 ;285(6):H2848-56.

65.Vasile E, Tomita Y, Brown LF, Kocher O, Dvorak HF. Differential expression of thymosin beta-10 by early passage and senescent vascular endothelium is modulated by VPF/VEGF: evidence for senescent endothelial cells in vivo at sites of atherosclerosis. FASEB J. 2001 ;15(2):458-66.

66.Walsh K, Sata M. Is extravasation a Fas-regulated process? Mol Med Today. 1999 ;5(2):61-7

67.Wary KK, Thakker GD, Humtsoe JO, Yang J. Analysis of VEGF-responsive genes involved in the activation of endothelial cells. Mol Cancer. 2003 09;2(1):25.