|
Оглавление
Часть I. Протекция гомеостаза
Без восстановления структуры и функций биомембран клеток, эндотелия сосудов, печени, а также нервной, эндокринной и иммунной систем невозможно качественно улучшить здоровье человека. В поддержании гомеостаза, в том числе обеспечении доставки питательных веществ и кислорода в ткани, помимо прочих факторов важнейшую роль играет процесс микроциркуляции, а также такие структуры, как биологические мембраны и эндотелий сосудов. Нарушение их функционального состояния является одним из важных патогенетических механизмов развития заболеваний и старения организма. Восстановление структуры и функций этих звеньев гомеостаза позволяет устранить органные и системные изменения и активно бороться с процессом инволюции. Биологические мембраны Биологические мембраны отграничивают клетки от окружающей среды и разделяют их внутреннее пространство на компартменты: митохондрии, лизосомы, эндоплазматический ретикулум, ядро и др. Они состоят из двух слоев липидных молекул и включают такие соединения, как фосфолипиды, гликосфинголипиды, холестерол. В липиды встроены белки, которые подразделяются на интегральные и периферические. Первые пересекают липидный слой однократно или многократно (6–7 раз), вторые удерживаются на биомембранах водородными связями, ионными взаимодействиями или с помощью липидных якорей. В плазматических мембранах белки и липиды ковалентно связаны с олигосахаридами и образуют гликопротеины или гликосфинголипиды, которые вместе с несвязанными с плазматической мембраной гликопротеинами и полисахаридами формируют клеточную оболочку – гликокаликс. Характерным структурным признаком биомембран является образование замкнутых пространств, что позволяет им выполнять следующие важнейшие функции: · барьерную – заключается в создании концентрационных градиентов, препятствующих свободной диффузии;. · регуляторную – реализуется за счет рецепции внеклеточных биологически активных веществ, что приводит к изменению активности ферментных систем мембраны и запуску механизмов образования вторичных мессенджеров (посредников);. · контактную – заключается в организации зон специфического или неспецифического контакта, в которых между клетками происходит обмен ионами, медиаторами, макромолекулами, а также формирование и передача электрических сигналов;. · преобразующую – основана на трансформации внешних стимулов неэлектрической природы в электрические сигналы в рецепторах;. · синтетическую – происходит высвобождение нейромедиаторов в синаптических окончаниях. Изменение свойств и функций биомембран лежит в основе многих патологических процессов: атеросклероза, аллергических реакций и т.д. Биомембраны являются мишенями действия токсинов, химических лекарственных препаратов, радиоактивного и ультрафиолетового облучения. Например, патология иммунной системы и инсулинонезависимый сахарный диабет часто связаны с нарушениями функции рецепторов мембран. В норме процессы перекисного окисления полиненасыщенных жирных кислот регулируются различными факторами и обеспечивают обновление липидов в биомембранах. При развитиии патологического процесса перекисное окисление липидов становится неуправляемым и ведет к повреждению биологических мембран и нарушению их функций. Эндотелий сосудов Эндотелий представляет собой однослойный пласт специализированных клеток, выстилающих внутреннюю поверхность кровеносных и лимфатических сосудов, а также полостей сердца. В организме эндотелиоциты образуют гибкую, способную к адаптации систему жизнеобеспечения с разветвлениями во всех областях тела. Если бы эндотелиоциты не обладали способностью расширять и восстанавливать сеть кровеносных сосудов, рост тканей и процессы регенерации были бы невозможны. Эндотелиальные клетки синтезируют огромное количество биологически активных веществ, играющих важную роль в гемодинамике, гемостазе, иммунных реакциях, регенерации. Секреторную активность эндотелия стимулируют следующие факторы: · изменение скорости кровотока, например, при наличии артериальной гипертонии; · нейрогормоны: катехоламины, вазопрессин, ацетилхолин, брадикинин, аденозин, гистамин и др.; · вещества, выделяемые тромбоцитами при их
активации – серотонин, АДФ, тромбин. Функции в норме и при патологии В организме эндотелий выполняет ряд функций. Обеспечивает образование новых сосудов – процесс неоангиогенеза. Происходит при повреждении клеток и тканей, нередко сопровождает воспаление и включает следующие стадии: увеличение проницаемости эндотелия и разрушение базальной мембраны; миграция эндотелиоцитов; пролиферация эндотелиальных клеток; созревание эндотелиоцитов и ремоделирование сосудов. Под действием ангиогенных факторов, источниками которых являются макрофаги, эндотелиальные, тучные и другие клетки, происходит активация эндотелиоцитов и миграция их за пределы базальной мембраны с формированием ответвлений основных сосудов. Рост новых сосудов зависит от соотношения стимуляторов и ингибиторов неоангиогенеза: при низком его значении процесс блокируется или малоинтенсивен, при высоких – происходит его активный запуск. Неоангиогенез особенно необходим в условиях длительной адаптации тканей при ее повреждении. Способствует высвобождению вазоактивных агентов Вазоактивные агенты – оксид азота (NO), эндотелин-1, ангиотензин I-AI и II-AII, простациклин, тромбоксан – подразделяются на факторы дилатации и констрикции. К первой группе относятся фактор гиперполяризации эндотелия, простациклин 12 (PG12), NO, натрий-уретический пептид С-типа, адреномедулин; ко второй – эндотелин, тромбоксан А2, простагландин F-2-a, эндопероксиды и др. Препятствует коагуляции крови и участвует в фибринолитических процессах Тромболитические свойства клеток эндотелия связаны с их определенными свойствами. Они отрицательно заряжены, поэтому отталкиваются от тромбоцитов, имеющих тот же заряд, выделяют фермент АДФ-азу, вызывающий расщепление АДФ – стимулятора агрегации тромбоцитов; синтезируют вещества, угнетающие функциональную активность тромбоцитов (простациклин, NO); связывают и инактивируют тромбин (посредством тромбомодулина) и т.д. Регулирует иммунные реакции Эндотелиоциты представляют антигены иммунокомпетентным клеткам и секретируют интерлейкин-1 (IL–1), который является медиатором воспаления, вызывает лихорадку, стимулирует выход нейтрофилов из костного мозга, активирует лимфоциты и нейтрофилы, индуцирует пролиферацию эндотелиальных клеток и остеобластов, стимулирует пролиферацию антиген чувствительных T- и В- лимфоцитов, а также дифференцировку последних. Кроме того, IL–1 является одним из главных медиаторов, ответственных за развитие неспецифических форм защиты – формирования местной воспалительной реакции и острофазного ответа на уровне организма при инфекционном поражении. Проявляет ферментативную активность Клетки эндотелия выделяют киназу II, ответственную за превращение ангиотензина I в ангиотензин II и деградацию брадикинина. · Участвует в регуляции роста гладкомышечных клеток и защите их от вазоконстрикторных влияний. Эндотелиоциты секретируют эндотелиальный фактор роста сосудов (VEGF), который влияет на рост и развитие новых кровеносных сосудов (ангиогенез) и выживание незрелых кровеносных сосудов (сосудистая поддержка). Этот процесс реализуется за счет активизации двух близких по строению мембранных рецепторов – VEGF-1 и VEGF-2. Кроме того, VEGF оказывает действие на иммунные реакции (подавляет образование дендритных клеток, необходимых для осуществления клеточного иммунного ответа, стимулирует хемотаксис моноцитов), а также влияет на выживаемость стволовых гемопоэтических клеток и секрецию гепариноподобных ингибиторов роста. Дисфункция эндотелия сосудов является обязательным компонентом патогенеза практически всех заболеваний, сопровождающихся воспалительными реакциями, аутоиммунными процессами, например, диабета, сепсиса, злокачественных новообразований и т.д. Механизм участия эндотелия в возникновении и развитии различных патологических состояний многогранен и связан не только с регуляцией сосудистого тонуса, но и влиянием этой структуры на процесс атерогенеза, тромбообразования, защиты целостности сосудистой стенки. При действии различных повреждающих факторов (гипоксия, интоксикация, воспаление, гемодинамическая перегрузка и т.д.) происходит постепенное истощение и ослабление компенсаторной способности эндотелия. Функциональная перестройка эндотелия при воздействии патологических факторов проходит несколько стадий: I – повышение синтетической активности клеток эндотелия; II – нарушение сбалансированной секреции факторов, регулирующих тонус сосудов, гемостаз, процессы межклеточного взаимодействия, а также уменьшение естественной барьерной функции эндотелия и повышение его проницаемости для различных компонентов плазмы; III – истощение эндотелия, сопровождающееся гибелью клеток
и замедленными процессами его регенерации. Микроциркуляция Микроциркуляция представляет собой движение потоков жидкости на уровне клеток и межтканевых пространств, а также крови в капиллярах и прилегающих к ним сосудах, межтканевых пространствах, начальных отделах лимфатического русла. Сосудистый модуль, являющийся структурно-функциональной основой микроциркуляции, состоит из термиманальных артериол, метартериол, прекапилярного сфинктера, собственно капилляра, посткапилярной венулы, венулы, мелких вен и артериовенозных анастомозов. Терминальные артериолы, метартериолы и прекапилярный сфинктер не только приносят кровь к капиллярам, но и регулируют скорость кровотока, меняя величину просвета за счет сокращения или расслабления гладкомышечных элементов. При уменьшении просвета сосуда уменьшается скорость движения крови, а при увеличении – увеличивается. В результате этих процессов меняется давление крови в капиллярах. Кроме того, в капиллярах и посткапиллярных венулах осуществляются обменные процессы между кровью и интерстициальной жидкостью. Венулы и вены собирают и отводят кровь, протекающую через обменные сосуды, кровоток в которых регулируется с помощью артериовенозных анастомозов. Центральным звеном сосудистого модуля являются капилляры. Их стенка состоит из трех слоев: – слой эндотелиальных клеток; – базальный, состоящий из перицитов и сплетенных между собой фибрилл; – адвентициальный. Существует три типа капилляров: · соматические – имеют сплошную эндотелиальную выстилку и базальную мембрану, находятся в сердечной и скелетной мышцах, в легких, центральной нервной системе и других органах; · фенестрированные – эндотелиоциты, выстилающие этот тип капилляров, содержат поры, затянутые диафрагмой (фенестрами). Они находятся в эндокринных органах, слизистой оболочке тонкой кишки, жировой ткани, почках; · перфорированные – содержат сквозные отверстия в эндотелии и базальной мембране, находятся в печени, органах кроветворения, в частности селезенке. Роль капилляров в организме очень велика: они осуществляют основные обменные процессы между кровью и тканями, участвуют в обеспечении газообмена между кровью и воздухом. Поэтому очевидно, что при поражении эндотелиальных клеток сосудов и нарушении процесса микроциркуляции ткани и органы будут находиться в состоянии ишемии, которая приводит к необратимым последствиям в организме. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||