Напряжение сдвига, сила растяжения, которые воздействуют на стенку сосуда, пропорциональны степени сдвига или скорости и вязкости. Артерии проявляют присущее им внутреннее стремление к поддержанию постоянного тонуса, несмотря на изменения степени и скорости сдвига. Действительно, очень высокое или очень низкое напряжение сдвига может препятствовать взаимодействию элементов крови и эндотелия.
При отсутствии изменений давления растяжения, изменения кровотока в венечных артериях могут быть достигнуты путем интракоронарного введения таких артериолярных вазодилататоров, как аденозин. Ангиографические исследования на человеке показали, что венечные артерии расширяются в ответ на повышение коронарного кровотока и увеличение диаметра артерии пропорционально увеличению тока, таким образом поддерживая постоянное напряжение сдвига.
Опосредованная кровотоком дилатация происходит также в проксимальных преартериолах во время дилатации дистальных преартериол в ответ на снижение перфузионного давления и во время расширения артериол в ответ на возросшую потребность миокарда в кислороде или последующую ишемию миокарда. В таком случае опосредованная кровотоком дилатация служит в основном для минимизации падения давления по ходу проксимальных преартериол в момент расширения более дистально расположенных сосудов.
Дилатация, опосредованная потоком крови, обусловлена действием вазодилататоров, которые вырабатываются клетками эндотелия в ответ на увеличение напряжения сдвига, в частности оксид азота (NO), эндотелий-зависимый гиперполяризующий фактор и простациклин. Эндотелий-зависимый гиперполяризующий фактор вызывает гиперполяризацию и релаксацию гладкомышечных клеток путем открытия калиевых каналов, тогда как простациклин вызывает релаксацию за счет активации аденилатциклазы, которая приводит к образованию циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) (рис. 1).
Рис. 1. Схематическое изображение венечной артериолы и различных факторов, влияющих на коронарный вазомоторный тонус и диаметр.
АДФ - аденозиндифосфат;
АТФ - аденозинтрифосфорная кислота;
АПФ - ангиотензинпревращающий фермент;
НА - норадреналин;
цАМФ - циклический аденозинмонофосфат;
цГМФ - циклический гуанозинмонофосфат;
ЭПФ - эндотелинпревращающий фермент;
PO2 - градиент напряжения кислорода;
TХA2 - тромбаксан A2 (рецептор);
5HT - серотонин или 5-гидрокситриптамин (рецептор);
P2X и P2Y - подгруппы пуринергических рецеторов 2X и 2Y, которые опосредуют АТФ-индуцированную вазоконстрикцию и вазодилатацию соответственно;
АЦХ - ацетилхолин;
М - мускариновый рецептор;
Н1 и Н2 - гистаминовые рецепторы типа 1 и 2;
В2 - рецептор брадикинина подтипа 2;
АТ1 - рецептор подтипа 1 к ангиотензину II;
ЕТ - эндотелин;
ЕТА и ЕТВ - подтипы рецепторов к эндотелину А и В;
А2 - подтип 2 рецептора к аденозину;
β2 - β2-адренергический рецептор;
α1 и α2 - α-адренергические рецепторы;
NO - оксид азота;
eNOS - эндотелиальная NO-синтаза;
PGI2 - простациклин;
IP - рецептор к простациклину;
COX-1 - ЦОГ-1; EDHF - эндотелий-зависимый гиперполяризующий фактор;
CYP450 - цитохром P450 2C9;
KCa, - кальций-чувствительный K канал;
KATP -АТФ-чувствительный K канал;
KV, - потенциал-чувствительный K канал;
AA - арахидоновая кислота;
L-Arg - L-аргинин;
O2−, - супероксид.
Рецепторы, ферменты и каналы обозначены овалами или прямоугольниками соответственно.
Изменено (с разрешения): Duncker D.J., Bache R.J. Regulation of coronary blood flow during exercise // Physiol. Rev. - 2008. - Vol. 88. - P. 1009-1086.
NO образуется из аминокислоты L-аргинина под воздействием NO-синтазы. Эндотелиальная изоформа (или NO-синтаза типа III) сложна и преимущественно обнаруживается в клетках эндотелия. NO-синтаза является регулируемым белком на транскрипционном и функциональном уровнях. Белок функционирует в форме димера при диссоциации мембранного протеина кавеолина, активации кальция-кальмодулина и достаточном запасе субстрата (L-аргинина) и кофакторов, наиболее значимого тетрагидробиоптерина.
Нормальный эндотелий венечных сосудов может вызывать вазодилатацию, так как конститутивная NO-синтаза вырабатывает NO, который вызывает релаксацию гладкой мускулатуры сосудов за счет увеличения цГМФ и последующей активации кальций-активируемых калиевых каналов, вероятно, АТФ-зависимых-К-каналов. Выработка NO эндотелием может быть запущена специфическими рецепторами (например, мускариновыми, гистаминовыми и брадикинином) или механической деформацией в результате сил сдвига, а также пульсирующей деформации, обусловленной током крови.
Вклад NO в поддержание коронарного кровотока исследовался при назначении аналогов L-аргинина, которые действуют как конкурентные ингибиторы синтеза NO. Оказывается, что NO играет ключевую роль в потокозависимой релаксации крупных эпикардиальных сосудов, что предотвращается Ng-монометил-L-аргинином, специфическим ингибитором синтеза NO.
Вклад эндотелий-зависимого гиперполяризующего фактора в эндотелий-зависимую релаксацию зависит от размера артерии, действительно, он наиболее выражен в резистивных сосудах и может играть важную роль в дилататции преартериол. В противоположность этому оказывается, что вклад простациклина в потокозависимую релаксацию очень скромен. Кроме того, простациклин-опосредованная релаксация может быть важной при наличии эндотелиальной дисфункции со сниженной биодоступностью NO, когда это может обеспечивать полезный компенсаторный механизм.
Дисфункция эндотелия является ранним маркером коронарного атеросклероза и предиктором сердечно-сосудистых событий. Показано, что все сердечно-сосудистые факторы риска вызывают раннюю дисфункцию и активацию эндотелия сосудов. Действительно, они также вызывают оксидативный стресс и воспалительные реакции, которые могут в значительной степени способствовать прогрессированию эндотелиальной дисфункции, ведущей к атеросклеротическому поражению сердечно-сосудистой системы. Перекисное окисление липидов в особенности играет центральную роль в распространении воспалительного процесса.
Используемые для определения дисфункции эндотелия методы инвазивны и включают в себя интракоронарное введение таких препаратов, как ацетилхолин. Недавно в качестве неинвазивной методики определения дисфункции эндотелия была предложена методика оценки коронарного кровотока при помощи ПЭТ в ходе проведения холодовой пробы.
Filippo Crea, Paolo G. Camici, Raffaele De Caterina и Gaetano A. Lanza
Хроническая ишемическая болезнь сердца
Опубликовал Константин Моканов
