Метаболизм клеток эндотелия в норме и при патологии Учебное пособие

Вопросы для самоконтроля

1.Назовите основные функции эндотелия.

2.Как вы понимаете термин эндотелиальная дисфункция?

3.Какие Вы знаете основные механизмы развития эндотелиальной дисфункции?

4.Какие факторы стимулируют секреторную активность

эндотелия?

5.Назовите факторы риска повреждения эндотелия.

6.Как подразделяются вещества эндотелиального происхождения по скорости их образования, а также по направлению секреции этих веществ?

7.Когда впервые была описана эндотелиальная дисфункция?

8.Может ли эндотелиальная дисфункция выступать самостоятельной причиной нарушения кровообращения в организме?

9.Могут ли гемодинамические причины и возрастные изменения способствовать развитию эндотелиальной дисфункции?

10.Как можно объяснить факт, что эндотелиальная дисфункция выступает ключевым патологическим звеном в патогенезе различных заболеваний?

11.Какие вы знаете маркеры эндотелиальной дисфункции?

12.Какая роль отводится оксидативному (окислительному) стрессу в аспекте рассмотрения эндотелиальной дисфункции?

13.Что является пусковым звеном в развитии оксидативного (окислительного) стресса?

14.Какие вы знаете методы исследования функции эндотелия?

15.Каким образом проводят инвазивное измерение эндотелиальной регуляции сосудистого русла?

21

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Эндотелий сосудов, выстилающий стенки сосудов – тонкая полупроницаемая мембрана, находящаяся во всех без исключения кровеносных и лимфатических сосудах. Это подчеркивает уникальность данной эндокринной структуры. Клетки эндотелия разграничивают кровь и ткани, а также реализуют важнейшие функции организма синтезируя различные биологически активные вещества [6]. Отмечается, что в клетках эндотелия локализована специфичная для него ренин-ангиотензиновая система и наряду с доказанными функциями в поддержании динамического постоянства внутренней среды, участия в реакциях воспаления, поддержания сосудистого тонуса и проницаемости сосудов подчеркивается индивидуальность эндотелиальной системы организма [5; 12].

Можно констатировать, что эндотелий чувствителен к изменениям, происходящим как в системном кровотоке, так и в тканях. Нарушение выделения биологически активных веществ эндотелием может приводить к возникновению различных патологических состояний, таких, например, как атеросклероз, образованию тромбов в кровеносных сосудах, препятствующих свободному току крови по кровеносной системе, нарушению целостности внутренней оболочки сосудов и иным осложнениям [22].

В настоящее время дисфункция эндотелия обоснованно рассматривается как центральное патологическое звено, основой которого выступает нарушение выработки эндотелиальных факторов. Следовательно, будут развиваться гемореологические нарушения, приводящие к сбою в работе многих органов и систем. Проанализированный клинический и теоретический материал о метаболизме клеток эндотелия в норме и при патологии является необходимым с точки зрения диагностики и лечения заболеваний на ранних стадиях развития, что является перспективным направлением для медицины и биологии.

Если рассматривать патологические изменения стенки сосудов при сахарном диабете, атеросклерозе, артериальной гипертензии, хронической болезни почек или нарушений развития головного мозга можно отметить специфичный характер поражения [5]. При этом доказано, что первостепенную роль в запуске дисфункции эндотелия играет оксидативный стресс, сопровождающийся производством веществ, сужающих кровеносные сосуды и, соответственно, уменьшающих кровоток в них. Данная метаболическая реакция приводит к ингибированию выработки оксида азота. Серьезным и важным обстоятельством является тот факт, что нарушение и потеря функции эндотелием является доклиническим проявлением патологических состояний.

Следовательно, изучение ключевых метаболических реакций, транспортных процессов и функций эндотелия несет в себе исключительно важное значение для формирования новой информации о неизученных прогностических маркёрах дисфункции эндотелия при различных заболеваниях и, следовательно, о данных, которые послужили бы отправной точкой в постановке диагноза и методологическом подборе современных терапевтических схем для эффективного контроля лечения заболеваний.

22

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Белоцкий, С. М. Воспаление. Мобилизация клеток и клинические эффекты / С. М. Белоцкий, Р. Р. Авталион – М.: Изд-во БИНОМ, 2008. – 240 с.

2.Иванова, О. В. Эндотелиальная дисфункция – важный этап развития атеросклеротического поражения сосудов / О. В. Иванова, Г. Н. Соболева, Ю.А. Карпов // Терапевтический архив. – 1997. – № 6. – С. 75–78.

3.Изучение метаболического сопряжения и межклеточных взаимодействий на модели нейроваскулярной единицы in vitro / А. В. Моргун, Н. В. Кувачева, Е. Д. Хилажева [и др.] // Сибирское медицинское обозрение. – 2015.

–№ 1. – С. 28–31.

4.Касаткина, С. Г. Значение дисфункции эндотелия у больных сахарным диабетом 2-го типа / С. Г. Касаткина, С. Н. Касаткин // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 7. – С. 248–252.

5.Маргиева, Т. В. Участие маркёров эндотелиальной дисфункции в патогенезе хронического гломерулонефрита / Т. В. Маргиева, Т. В. Сергеева // Вопросы современной педиатрии. – 2006. – Т. 5, № 3. – С. 22–30.

6.Мельникова, Ю. С. Эндотелиальная дисфункция как центральное звено патогенеза хронических болезней / Ю. С. Мельникова, Т. П. Макарова // Казанский медицинский журнал. – 2015. – Т. 96, № 4. – С. 659–665.

7.Механизмы развития эндотелиальной дисфункции и перспективы коррекции / С. Г. Дзугкоев, И. В. Можаева, Е. А. Такоева [и др.] // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 4-1. – С. 198-204.

8.Модели гематоэнцефалического барьера in vitro: современное состояние проблемы и перспективы / А. В. Моргун, Н. В. Кувачева, Ю. К. Комлева [и др.] // Анналы клинической и экспериментальной неврологии. – 2012.

–№ 4. – С. 42–50.

9.Петрищев, Н. Н. Физиология и патофизиология эндотелия / Н. Н. Петрищев, Т. Д. Власов. – СПб. : СПбГМУ, 2003. – 438 с.

10.Получение трёхклеточной модели нейроваскулярной единицы in vitro / Е. Д. Хилажева, Е. Б. Бойцова, Е. А. Пожиленкова [и др.] // Цитология. – 2015. – Т. 57, №10. – С. 710–713.

11.Проницаемость гематоэнцефалического барьера в норме, при нарушении развития головного мозга и нейродегенерации / Н. В. Кувачева, А. Б. Салмина, Ю. К. Комлева [и др.] // Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. – 2013. – Т. 113, № 4. – С. 80–85.

12.Ранние маркёры дисфункции эндотелия в динамике развития артериальной гипертонии у лиц молодого возраста / С. Д. Маянская, А. Р. Антонов, А. А. Попова [и др.] // Казанский медицинский журнал. – 2009. – Т. 90, № 1. – С. 32–37.

13.Саенко, Ю. В. Роль оксидативного стресса в патологии сердечнососудистой системы у больных с заболеваниями почек / Ю. В. Саенко, А. М. Шутов // Нефрология и диализ. – 2004. – Т. 6, № 2. – С. 138–139.

14.Технологии изучения и моделирования гематоэнцефалического барьера / А. В. Моргун, Н. В. Кувачева, Е. Д. Хилажева [и др.] // Неврология XXI

23

века: диагностические, лечебные и исследовательские технологии: Руководство для врачей. В 3-х т. / под ред. М. А. Пирадова, С. Н. Иллариошкина, М. М. Танашян. – М. : АТМО, 2015. – Т. III. – 376 с.

15.Тугушева, Ф. А. Оксидативный стресс и его участие в неиммунных механизмах прогрессирования хронической болезни почек / Ф. А. Тугушева, И. М. Зубина // Нефрология. – 2009. – Т. 13, № 3. – С. 42–48.

16.Фатеева, В. В. Маркеры эндотелиальной дисфункции при хронической ишемии мозга / В. В. Фатеева, О. В. Воробьева // Журнал неврологии и психиатрии. 2017. – № 4. – С. 107–111.

17.Шишкин, А. Н. Эндотелиальная дисфункция и артериальная гипертензия / А. Н. Шишкин, М. Л. Лындина // Артериальная гипертензия. – 2008. – Т. 14. – №4. – С. 315–319.

18.Эндотелиальная дисфункция и ее основные маркеры / Л. В. Васина, Н. Н. Петрищев, Т. Д. Власов [и др.] // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2017. – Т. 16, № 1. – С. 4–15.

19.Эндотелиальная дисфункция и методы её определения / А. И. Мартынов, Н. Г. Аветяк, Е. В. Акатова [и др.] // Российский кардиологический журнал. – 2005. – № 4 (54). – С. 94–98.

20.Angiogenesis but not neurogenesis is critical for normal learning and memory acquisition / A. L. Kerr, V. Pochtarev, E. Steuer [et al.] // Neuroscience. – 2010. – Vol. 171, № 1. – P. 214–226.

21.Barros, L. F. Metabolic signaling by lactate in the brain / L. F. Barros // Trends in Neurosciences. – 2013. – Vol. 36, № 7. – P. 396–404.

22.Blood-brain barrier dysfunction in disorders of the developing brain / R. Moretti, J. Pansiot, D. Bettati [et al.] // Front Neurosci. – 2015. – Vol. 9. – P. 40.

23.Blood-brain barrier modeling with co-cultured neural progenitor cellderived astrocytes and neurons / E. S. Lippmann, C. Weidenfeller, C. N. Svendsen [et al.] // J. Neurochem. – Vol. 119, № 3. – P. 507–520.

24.Blood-brain barrier-supported neurogenesis in healthy and diseased brain / Е. А. Pozhilenkova, Y. K. Komleva, O. L. Lopatina [et al.] // Reviews in the Neurosciences. – 2017. – Vol. 28, № 4. – P. 397–415.

25.Endothelial cells and astrocytes: a concerto en duo in ischemic pathophysiology / V. Berezowski, A. M. Fukuda, R. Cecchelli [et al.] // Int. J. Cell Biol.

–2012. – Vol. 2012. – P. 176287.

26.Establishment of neurogenic microenvironment in the neurovascular unit: the connexin 43 story / A. B. Salmina, A. V. Morgun, N. V. Kuvacheva [et al.] // Reviews in the Neurosciences. – 2014. – Vol. 25, № 1. – P. 97–111.

27.Gliotransmitters and cytokines in the control of blood-brain barrier permeability / E. D. Osipova, O. V. Semyachkina-Glushkovskaya, A. V. Morgun [et al.] // Reviews in the Neurosciences. – 2017. – Vol. 29, № 5. – C. 567–591.

28.Glycolysis-mediated control of blood-brain barrier development and function / A. B. Salmina, N. V. Kuvacheva, A. V. Morgun [et al.] // The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. – 2015. – № 64. – P.174–184.

24

29.Guzik, T. J. Vascular NADPH oxidases as drug targets for novel antioxidant strategies / T. J. Guzik, D. G. Harrison // Drug Discovery Today. – 2006. – Vol. 11-12. – Р. 524–526.

30.Inflammatory markers, endothelial function and cardiovascular risk / B. C. Teixeira, A. L. Lopes, R. C. O. Macedo [et al.] // J. Vasc. Bras. – 2014. – Vol. 132. – P. 108–115.

31.Instruction of circulating endothelial progenitors in vitro towards specialized blood-brain barrier and arterial phenotypes / J. Boyer-Di Ponio, F. ElAyoubi, F. Glacial [et al.] // PLoS One. – 2014. – Vol. 9, № 1. – P. e84179.

32.Integration of neurogenesis and angiogenesis models for constructing a neurovascular tissue / H. Uwamori, T. Higuchi, K. Arai // Scientific Reports. – 2017. –

Vol. 7, № 1. – P. 17349.

33.Kluge, M. A. Mitochondria and endothelial function / M. A. Kluge, J. L. Fetterman, J. A. Vita // Circ. Res. – 2013. – Vol. 112. – Р. 1171–1188.

34.Kniesel, U. Tight junctions of the blood-brain barrier / U. Kniesel, H. Wolburg // Cell. Mol. Neurobiol. – 2000. – Vol. 20, № 1. – Р. 57–76.

35.Marie, I. Endothelial dysfunction in murine model of systemic sclerosis / I. Marie, J. L. Beny // J. Invest. Dermatol. – 2002. – Vol. 119, № 6. – Р. 1379–1385.

36.Neurogenesis is enhanced by stroke in multiple new stem cell niches along the ventricular system at sites of high BBB permeability / R. Lin, J. Cai, C. Nathan [et al.] // Neurobiology of Disease. – 2015. – Vol. 74. – Р. 229–239.

37.Petsche, H. The analysis of local EEG-changes through simultaneous monoand bipolar recordings / H. Petsche, E. Frühmann // Archiv Fur Psychiatrie Und Nervenkrankheiten. – 1966. – № 5 (208). – Р. 447–461.

38.Plasticity of adipose tissue-derived stem cells and angiogenesis regulation / Yu. A. Panina, A. S. Yakimov, Komleva Yu.K. [et al.] // Frontiers in Physiology. – 2018. – Vol. 9, № 1656. – P.1–13.

39.Pulsed electromagnetic field mitigates high intracranial pressureinducedmicrovascular shunting / O. Bragina, D. Bragin, S. Hagberg [et al.] // Acta Neurochirurgica. – 2017. – Vol. 123. – P. 85–91.

40.Regulation of ABC efflux transporters at blood-brain barrier in health and neurological disorders / H. Qosa, D. S. Miller, P. Pasinelli [et al.] // Brain Research. – 2015. – Vol. 1628, Pt. B. – P. 298–316.

41.Rheological effects of drag-reducing polymers improve cerebral blood flow and oxygenation after traumatic brain injury in rats / D. E. Bragin, M. V. Kameneva, O. A. Bragina [et. al] // J. Cereb. Blood Flow Metab. – 2017. – Vol. 37, № 3. – P. 762–775.

42.Sukmawati, D. Introduction to next generation of endothelial progenitor cell therapy: a promise in vascular medicine / D. Sukmawati, R. Tanaka // Am. J. Transl. Res. – 2015. – Vol. 7, № 3. – P. 411–421.

43.The blood-brain barrier: an engineering perspective / A. D. Wong, M. Ye,

A. F. Levy [et al.] // Front Neuroeng. – 2013. – Vol. 6, № 7. DOI: 10.3389/fneng.2013.00007.

25

44.Transporters at CNS barrier sites: obstacles or opportunities for drug delivery? / L. Sanchez-Covarrubias, L. M. Slosky, B. J. Thompson [et al.] // Current Pharmaceutical Design. – 2014. – Vol. 20, № 10. – P. 1422–1449.

45.Vascular endothelial growth factor and other angioglioneurins: key molecules in brain development and restoration / J. V. Lafuente, N. Ortuzar, H. Bengoetxea [et al.] // Int. Rev. Neurobiol. – 2012. – Vol. 102. – Р. 317–346.

46.Наwkins, B. T. The blood-brain barrier/neurovascular unit in health and disease / B. T. Наwkins, T. P. Davis // Pharmacological reviews. – 2005. – Vol. 57, №

2.– P. 173–185.

26