Глава 7 репаративный ангиогенез

Репаративный ангиогенез, или восстановление поврежденной сосудистой стенки, сопровождается в той или иной мере наруше­ниями всех сосудистых оболочек. При этом определяющее значе­ние имеет целостность эндотелиального покрова.

7.1. Восстановление эндотелия

Мы различаем следующие виды регенерации эндотелия: 1) ФИЗИОЛОГИЧЕСКУЮ - процесс возмещения единичных погибаю­щих эндотелиоцитов, завершивших свой жизненный цикл (этот вид мы не относим к процессам ангиогенеза); 2) РЕПАРАТИВНУЮ - возмещение такого эндотелиального дефекта, который не может образоваться в физиологических условиях; 3) ПАТОЛОГИ­ЧЕСКУЮ - нарушение обычной последовательности событий при регенерации эндотелия. С учетом уровней организации живого можно выделить ВНУТРИКЛЕТОЧНУЮ регенерацию, например, при точечных повреждениях, при обновлении ультраструктур (ЭК могут репарировать небольшие механические повреждения плазмалеммы (271), и КЛЕТОЧНУЮ регенерацию, которая проявля­ется делением эндотелиоцитов.

При моделировании процессов регенерации эндотелия исполь­зуют самые разнообразные способы деэндотелизации: разрушение эндотелия с помощью катетера, введение в изолированный сег­мент сосуда гипотонического раствора или воздуха, локальное промораживание сосудистой стенки, действие различных химиче­ских веществ и т.д. (23).

Эндотелий восстанавливает непрерывность пласта путем миг­рации и деления интактных эндотелиоцитов на краю повреждения (рис.22). Независимо от способа деэндотелизации уже через не­сколько минут тромбоциты и лейкоциты прилипают к обнаженно­му подэндотелиальному слою (рис.23). Вначале после слущивания нежизнеспособных ЭК эидотелиоциты на краю дефек­та частично отсоединены от лежащего ниже субстрата и их края загнуты в просвет сосуда. Затем краевые эидотелиоциты плотно прикрепляются к стенке сосуда. Цитоскелет при этом становится более структурированным, а околоконтактные сгущения микрофиламентов исчезают (21, 277, 379). Лишь через 8-12 часов в крае­вом участке интактного пласта обнаруживаются признаки миграции эндотелиоцитов (рис.23). Скорость реэндотелизации составляет около 0,5 мм в день, причем она находится в обратной зависимости от глубины повреждения (113,423).

Мигрирующие ЭК на краю дефекта приобретают выраженную поляризацию. В них четко определяется активный ведущий край -ламеллоплазма. Цитоскелет становится резко структурированным, в базальных отделах формируются мощные пучки микрофиламентов. На своем пути ведущая ламелла отщепляет тромбоциты от деэндотелизированной поверхности (21, 379).

Через 13-24 часа ЭК у зоны деэндотелизации начинают синте­зировать ДНК и подвергаться делению (рис.23Б,В,Д). К концу вторых суток в результате пролиферации формируется заметная гиперпластическая зона, простирающаяся в обе стороны от края повреждения по оси сосуда на 60-80 рядов ЭК и отличающаяся бо­лее высокой численной плотностью клеток, которая почти в два раза превышает соответствующий показатель в интактном эндоте­лии. Эндотелиоциты здесь имеют характерную обтекаемую удли­ненную форму с резко (в виде киля) выдающимся в просвет сосуда ядром. Цитоскелет в них представлен идущими к полюсам мощными пучками микрофиламентов, околоконтактные сгуще­ния филаментов развиты слабо (21). Митотическая активность ЭК становится наиболее высокой на 3-6-й день (23, 25).

Митотически делящиеся ЭК характеризуются закономерными изменениями рельефа плазмалеммы и состояния цитоскелета (рис.23Д). На поверхности клеток формируются блебсы и микро­ворсинки (24).

Ближайшая к краю дефекта популяция ЭК имеет наибольший индекс меченых ядер. На краю пласта численная плотность эндотелиальных клеток вследствие их миграции и большей распластанности несколько ниже, чем в пределах остальной гиперпластической зоны (379).

Причины и механизмы подобных изменений эндотелиоцитов в ответ на повреждение длительное время остаются предметом дис­куссий. Наиболее вероятно, что слущивание ЭК приводит к сниже­нию степени контактного ингибирования эндотелиоцитов в пласте (183). Это служит импульсом к сокращению и ведет к исчезнове­нию околоконтактных сгущений сети микрофиламентов. В после­дующем клетка становится коммитированной к делению, и процесс пролиферации эндотелиоцитов приводит к формированию гиперпластической реэндотелизированной зоны (23).

Деэндотелизация сонной артерии крыс увеличивает содержание щелочного ФРФ в регенерирующих ЭК, что коррелирует с уровнем репликации этих клеток. Процесс реэндотелизации, который спон­танно прекращается у крыс через 6-10 недель после баллонной деэндотелизации, может быть восстановлен с помощью системных инъекций щелочного ФРФ. В этом процессе не принимает участия внеклеточный щелочной ФРФ (250). Миграция ЭК из неповреж­денной зоны в деэндотелизированную происходит также под влия­нием трансформирующего фактора-бета 1 (262).

Важная особенность регенерации эндотелия в крупных сосудах - анизотропность этого процесса в различных направлениях. Па­раллельно кровотоку скорость регенерации эндотелия значительно выше. Это может быть связано: 1) с формогенным воздействием потока крови, 2) с модулирующим влиянием подле­жащего субстрата, 3) с продольной ориентацией цитоскелета эндотелиальных клеток и 4) с поперечным направлением клеточного деления (23, 205, 206, 342).

Высказано мнение, что сепаративная регенерация артериально­го эндотелия имеет характеристики автоволнового процесса, а ав­товолны являются связующим звеном между временной и пространственной полнообразностью репаративной регенерации (32). В условиях блокады пролиферации ионизирующим излуче­нием ранние фазы реэндотелизации могут осуществляться только за счет миграции ЭК (34). Экспрессия информационной РНК для щелочного ФРФ увеличивается под действием повреждения, и этот протеин выделяется после травмы ЭК (271). Щелочной ФРФ син­тезируется пролиферирующими ЭК и ГМК in vitro (419), что свидетельствует об аутокринном способе поддержания клеточного роста во время повреждения сосуда.

Пролиферирующие эндотелиоциты имеют форму вытянутого эллипсоида с длинной осью, параллельной току крови. В них увели­чиваются количество и размеры митохондрий, в цитоплазме обна­руживаются развитая цитоплазматическая сеть, повышенное число рибосом, гипертрофированные ядра. В мигрирующих эндотелиоцитах образуются пучки актиновых микрофиламентов, ори­ентированные по току крови, якорные филаменты. Однако обычные в интактном эндотелии околоконтактные сгущения сети микрофибрилл здесь выражены слабо (31, 165). Удельный объем цитоплазмагических стресс-фибрилл значительно увеличивался в регенерирующем эндотелии, покрывающем области повреждения в аорте (68).

Пролиферация приводит к демаскировке рецепторов клеточной поверхности и разрушению щелевых соединений в межэндотелиальных контактах. Лишь после восстановления непрерывности пласта число и размеры щелевых соединений нормализуются (402). В то же время показано, что сложность плотных межэндотелиальных соединений и их площадь в реэндотелизированной зоне значительно возрастают (198). Однако вследствие недоразвития их барьерных свойств проницаемость вновь образованного пласта для макромолекул увеличена (108).

Обнаружена прямая зависимость между количеством стресс во­локон микрофиламентов в эндотелиоцитах реэндотелизированной зоны и повышением проницаемости пласта. Продемонстрировано локальное снижение барьерных свойств эндотелиального пласта непосредственно по периметру делящейся ЭК. Причем критиче­ским моментом является метафаза (24, 248). Малодифференцированные эидотелиоциты слабее прикреплены к подлежащему субстрату (21).

Типичная черта реэндотелизированных участков - изменение характера упаковки и формы ЭК (рис.23Ж). Обычно восстановлен­ный монослой отличают удлиненная форма эндотелиоцитов и их увеличенная плотность. Клетки располагаются упорядоченно. Од­нако некоторые авторы (244, 264) в зоне реэндотелизации обнару­жили хаотичное расположение эндотелиоцитов, имеющих неправильную или полигональную форму. Существенно меняются параметры тканевой организации эндотелиального пласта и струк­тура базальной поверхности эндотелиоцитов (30, 33).

После восстановления монослоя численная плотность эндоте­лиоцитов снижается вследствие гибели и десквамации части эндотелиальных клеток и распластывания их соседей. Процесс последующей дифференцировки эндотелиоцитов в зоне реэндоте­лизации заключается в снижении удельного объема органелл био­синтетического и биоэнергетическою аппарата, повышении удельного объема микровезикул, формировании околоконтактных сгущений микрофиламентов, образовании фокальных контактов клеток со структурами пидэндотелиалыюго слоя (31) (рис.24).

Реакции клеток венозного эндотелия на повреждение мало от­личаются от таковых в артериях, однако быстрота ответной реак­ции и скорость реэндотелизации венозных сосудов существенно выше (3). Кроме того пролиферирующае и мигрирующие эндотелиоциты более распластаны и не имеют четкой килевидной фор­мы (рис.25В).

Скорость и характер репаративной регенерации эндотелия в ве­нах зависит от времени суток, в которое производится поврежде­ние: при воздействии вечером возникают более ранние и сильные реактивные изменения (43).

После реэндотелизации гиперплазия эндотелия снижается, сопровождаясь появлением гигантских многоядерных клеток (3). Деэндотелизация стенки вены, сопряженная с повреждением подэндотелиального слоя, вызывает образование богатых фибрином пристеночных микротромбов. В результате эндотелизации их по­верхности в просвете сосуда формируются трехмерные структуры - эндовазальные разрастания (4, 47). Эндотелизация полостей внутри тромба приводит к образованию интрамуральных каналов, которые анастомозируют между собой и сообщаются с одной сто­роны с просветом вены, а с другой - с микрососудами адвентициальной оболочки (14, 278, 279). Признаки регенерации эндотелия обнаружены нами в аорте у здоровых людей в местах деления по­тока крови (рис.22Г) - в устьях межреберных артерий - и на вершине формирующихся атеросклеротических бляшек (рис.22).