93673 (Роль оксида азота как медиатора воспаления и фактора атерогенеза)

Реферат на тему:

«Роль оксида азота как медиатора воспаления и фактора атерогенеза»

Роль оксида азота как медиатора воспаления и фактора атерогенеза

N0 является одним из важнейших медиаторов широкого спектра гомеостатических функций. Он продуцируется соответствующей синтетазой (N05), которая существует в 3 различных изоформах - нейрональной (п!ЧО8, тип 1), индуцируемой (ШОЗ, тип 2) и эндотелиальной (еМО8, тип 3). Изоформа пМО5 принимает участие в регуляции активности симпатической нервной системы, угнетает ее тонус и выраженность влияния на сердце и стенку сосудов [291]. Экспрессия пМО8 отмечена и за пределами центральной и периферической нервной систем, и N0, продуцируемый периваскулярными нервами на мозговых артериях, прямо модулирует их тонус. С помощью иммунных методов было показано, что пМО8 экспрес-сируется также в эндотелиоцитах, в сосудистых ГМК и в кардиомиоцитах, где она компартментализована в саркоплазмати-ческом ретикулуме и осуществляет аутокринную регуляцию функции клеток. Ее активация в кардиомиоцитах сопровождается увеличением скорости расслабления и угнетением сократимости, как базальной, так и стимулированной изопротеренолом. Напротив, кардиомиоциты мышей с генетическим отсутствием пМО8 характеризуются более высокой сократимостью, замедленным расслаблением и усилением сократительного ответа на стимуляцию (3-адренорецепторов [14].

В пределах сердечнососудистой системы ген е>Ю8 экспрессируется эндотелиоцитами, кардиомиоцитами и тромбоцитами. Наиболее мощным активатором экспрессии еМО5 в эндотелии является ЛФХ, который содержится в окисленных ЛПНП. При обработке изолированных эндотелиоцитов пупочной вены человека ЛФХ экспрессия мРНК еМО5 возрастает максимально в 11 раз, увеличивается содержание белка еМО5, его активность и продукция N0. Поэтому у кроликов на начальных этапах атеросклероза в эндотелиоцитах обнаруживается более высокое, чем в норме, содержание белка е!ЧО8. Статины умеренно повышают уровень

Ген 1КО5 экспрессируется практически всеми ядерными клетми сердечнососудистой системы, включая эндотелиальные, докардиальные, _кард_{ИОМИОЦИТ}ы и ГМК, но прежде всего - воспалительными клетками субэндотелиального пространства (лейкоцитами, фибробластами и тучными клетками). Экспрессия 11ЧО5 в клетках макрофагального ряда и ГМК определяет их цитотоксическое действие, участие в иммунном ответе и запускается цитокинами (ФНО-а, ИЛ-1, ИЛ-2, 1Р1Ч-у) и ЛПС. Продолжительность жизни мРНК 1МО8 в изолированных макрофагах составляет примерно 3 ч.

Функциональная значимость N0, продуцируемого разными изоформами N08, различна. Так, через 1—3 сут после окклюзии срединной церебральной артерии размер зоны ИМ и нейрологические нарушения значительно меньше у мышей, лишенных 1тМО8. В то же время, введение им ингибитора €N08 (Ь^АМЕ) увеличивает размер поражения. Это означает, что N0, продуцируемый пМО5, увеличивает тяжесть поражения при ишемии мозга, е!ЧО8 - уменьшает.

Существенно отличная функция присуща N0, который продуцируется еNО8. Он является одним из важнейших факторов регуляции структуры и функции стенки сосуда, обладает способностью осуществлять ЭЗР, угнетать сократительную и митогенную активность ГМК, подавлять адгезивность эндотелиоцитов и клеток крови — тромбоцитов и лейкоцитов. Ингибиторы еNО8 нарушают реактивность стенки сосуда, повышают АД, ослабляют кровоток, усиливают адгезию клеток крови к эндотелию, способствуют развитию локальных воспалительных явлений. Помимо этого, снижение активности еNО8 сопровождается усилением локальной продукции в стенке сосуда А II, который в еще большей степени уменьшает биодоступность N0 посредством активации NАРН-оксидазы эндотелиоцитов, моноцитов и ГМК с увеличением продукции СОР. Поэтому применение ингибиторов АПФ способно восстанавливать активность еNО8 в стенке сосуда. У животных, лишенных гена еNО8, отмечают повышение АД, Умеренную легочную гипертензию, резкое возрастание содержания ренина в крови. N0 является также регулятором ремоделирования сосудов в ответ на изменения потока крови, и у мышей с отсутствием гена еМО8 отмечают возрастание толщины стенки за счет выраженной пролиферации интимы. В эндотелиоцитах, регенерирующих после проведения ангиопластики, происходит усиленная экспрессия еМО5, и содержание N0 возрастает в 6 раз, существенно ограни­чивая образование неоинтимы и ремоделирование стенки сосуда. Угнетение еМО5 в этих условиях с помощью Ь-КАМЕ сопровождается трехкратным усилением экспрессии ЭТ-1 и ТСР-3 в эндотелиоцитах, возрастанием активности АПФ и образования А II, которые обладают как хемоаттрактантной, так и митогенной активностью в отношении ГМК с последующим развитием рестеноза [232].

Помимо этого, через N0 реализуется действие сосудистого эндотелиального фактора роста (УЕСР), и блокаторы еМО5 угнетают миграцию, пролиферацию эндотелиоцитов и ангиогенез. Поэтому у мышей с отсутствием еКО5 хроническая ишемия конечности не вызывает ангиогенной реакции и увеличения количества капилляров, как у нормальных животных, и экзогенное введение УЕОР не восстанавливает ангиогенез.

Изоформа 1МО5, индуцируемая цитокинами в эндотелиоцитах, ГМК и макрофагах, продуцирует в 100—1000 раз больше N0 по сравнению с постоянно экспрессированной еМО5. В малых концентрациях N0 является одним из важнейших физиологических регуляторов, тогда как в высоких он становится медиатором воспалительной реакции и оказывает выраженное цитоток-сическое действие. N0 быстро связывается с гемоглобином, который переводит его в неактивные продукты - нитриты и нитраты, а также взаимодействует с СОР с образованием ПОН и других мощных оксидантов, обладающих высокой цитотоксической активностью и принимающих участие в повреждении органов тканей и нарушений их функции. В зоне пораженного миокарда при ИМ, миокардите и сепсисе избыточная продукция N0, вызванная экспрессией 1ТМОЗ в инфильтрировавших макрофагах, является причиной дисфункции, повреждения и апоптоза кардиомиоцитов.

Изоформа 1МО5 при адекватной стимуляции может индуцироваться во многих клетках, приводя к интенсивному высвобождению N0, который способен как вызывать апоптоз, так и защищать клетки от апоптоза. Первый эффект связан с его свойствами При ишемии в миокарде отмечают достоверное уменьшение экспрессии мРНК еNО5 и возрастание - мРНК ^NО8; аналогично изменяется содержание в миокарде белка еNО8 и {N08. В условиях ишемии параллельно возрастанию экспрессии ^NО8 происходит повышение уровня нитритов, и оба эти эффекта быстро исчезают при реперфузии. Источником N0 при ишемии являются как мигрировавшие клетки крови, так и резидентные макрофаги и тучные клетки, которые способны дегранулировать и высвобождать ФНО-а, запускающий экспрессию {N08, повреждение миокарда и эндотелиоцитов. Применение симвастатина на изолированном сердце в условиях 15 мин ишемии и 3 ч реперфузии сопровождалось сохранением экспрессии мРНК €N08, предупреждением возрастания экспрессии мРНК и белка ^NО5, уменьшением суммарной продукции нитритов, сохранением структуры и функции кардиомиоцитов и клеток эндотелия. Эти эффекты определялись предупреждением угнетения еNО8 и уменьшения продукции ею N0, так как параллельное применение Ь-МАМЕ полностью устраняло защитное действие симвастатина [191].

N0, продуцируемый {N08, оказывает также прямой отрицательный инотропный и цитотоксический эффекты на кардиомиоциты и играет существенную роль в генезе дисфункции и ремоделирования сердца. Установлена выраженная экспрессия {N08 в миокарде пациентов с ИБС, дилатационной кардиомиопатией (ДКМП), сопровождающаяся угнетением сократимости сердца, тогда как применение селективных ингибиторов {N08 позволяет существенно нормализовать его функцию. Особенно это значимо в связи с тем, что индукция {N08 в условиях воспаления может происходить непосредственно в кардиомиоцитах в результате активации НР-кВ провоспалительными цитокинами. Показано, что кардиомиоциты мышей способны индуцировать N08 и высвобождать N0 под действием цитокинов типа 1РМ-у и ИЛ-1(3 или ФНО-а и ИЛ-6 в присутствии ЛПС. Этот эффект наблюдали также у мышей с экспериментальным иммунным миокардитом [161]. О значимости 11ЧО8 в нарушениях структуры и функции миокарда в этих условиях свидетельствует то, что у мышей с отсутствием его гена развитие ИМ характеризуется менее выраженными нарушениями кардиодинамики, гибелью кардиомиоцитов в пери-инфарктной зоне, меньшей частотой летальных исходов. Помимо этого, нарушения сократительной функции кардиомиоцитов, возникающие при их инкубации с ИЛ-1(3, сочетаются с пропорциональным возрастанием продукции N0.

Активирующий эффект противовоспалительных цитокинов на индуцирование 1КО8 и синтез N0 существенно возрастает при одновременном действии СРП, что в определенной степени объясняет его роль в определении тяжести исхода ИМ [123].

Экспрессия 11ЧО8 значительно возрастает при различных иммунных, острых и хронических воспалительных реакциях. В ряде случаев это оказывает защитный эффект в результате антимикробной и противоопухолевой активности N0. В частности, при инфицировании нормальных мышей бактериями Ымепа в значительной части случаев отмечали спонтанное выздоровление, тогда как у гомозиготных мышей с отсутствием 11ЧО8 закономерно возникало выраженное поражение внутренних органов, и животные погибали.

Однако в других условиях N0 может оказывать повреждающее действие, так как он принимает участие в развитии локальных воспалительных реакций, сепсиса и формировании отека. Так, у мышей, лишенных 1МО8, локальный некроз кожи стопы вызывал значительно меньший отек, но введение подобным животным ЛПС сопровождалось более выраженной адгезией и прокатыванием лейкоцитов в посткапиллярных венулах. Это свидетельствует о том, что продуцируемый 1МО8 N0, наряду со значимостью одного из важнейших медиаторов воспалительной реакции, является ингибитором трансэндотелиальной миграции лейкоцитов и может оказывать противовоспалительное действие.

В ряде исследований показано, что направленность эффекта активации 11ЧО8 и усиления продукции N0 в значительной мере определяется ее источником. Так, при инкубации с активирован­ными нейтрофилами в кардиомиоцитах мышей возрастала ин­тенсивность оксидантного стресса в сочетании с быстрым угнетеиных нейтрофилов было связано с действием N0 и не наблю-р°^в_{ось П}ри инкубации с нейтрофилами животных с генетическим ^Д гутствием 1МО8. При этом активность 11ЧО8, экспрессируемой посредственно в кардиомиоцитах, оказывала защитное действие, _способствовала сохранению реактивности по отношению к инотропным влияниям. В реальных условиях нейтрофилы, мигрировавшие через стенку сосуда, экспрессируют цитокин сс₄-ин-тегрин и через него адгезируют к кардиомиоцитам, способствуя развитию в них оксидантного стресса и нарушению функции. Этот эффект возникает сопряженно с усилением экспрессии 1МО8 в нейтрофилах и, возможно, является его отражением [215].

Патогенетическая роль индукции 1МО8 в сосудистых ГМК особенно значима при сепсисе, когда она является причиной сосудистого коллапса, а угнетение 11ЧО8 в этих условиях значительно улучшает гемодинамику и снижает частоту гибели животных. У нормальных мышей в течение 5 ч после введения ЛПС наблюдали резкое падение АД и гибель, тогда как у гетерозиготных мышей, лишенных гена 11ЧО8, АД снижалось только на 30 %, у гомозиготных - на 15 % при отсутствии летальных исходов. Повышенная резистентность к действию ЛПС у мутантных мышей определялась уменьшением содержания в крови N0, так как уровень ФНО-а, ИЛ-1 и ИЛ-6 был аналогичным у животных обоих генотипов.

То, что гипотензия, вызываемая эндотоксином, связана с активацией 1МО8 и избыточной продукцией N0, подтверждается способностью аминогуанидина, селективного ингибитора ^N08, предупреждать как развитие гипотензии, так и возрастание уровня нитритов/нитратов в плазме. Предполагают, что усиленная индукция 1МО8 в условиях эндотоксинового шока является результатом действия ФНО-а, так как уменьшение его продукции с помощью активированного протеина С, физиологического антикоагулянта, сопровождается снижением активности 1М08, Уменьшением высвобождения N0 и предупреждением развития гипотензии [125].

Установлено также, что критическое падение давления в условиях геморрагического шока, возникающего при острой кровопотере и приводящего к летальному исходу, связано не только с гиповолемией, но и с активацией фактора NР-кВ и развитием каскада воспалительных явлений. При этом резко возрастает со модифицированную форму. Помимо этого, при реакции ПОН с СО₂ образуется еще более мощный нитрирующий продукт, пред­положительно нитрозопероксокарбонат ((ЖООСО₂").

Одним из механизмов повреждающего действия ПОН является способность высвобождать из антиоксидантного фермента церулоплазмина ионы меди с последующим проявлением присущего им широкого спектра прооксидантного действия — превращения СОР в гидроксильный радикал, каталитического участия в оксидантной модификации ЛПНП, особенно их гликозилиро-ванной формы, образования гидроксильного радикала при вза­имодействии с остокоферолом, участия в образовании цероида макрофагами в присутствии аскорбиновой кислоты. Поэтому высокое содержание в сыворотке ионов меди (более 1,02 мл/л) или церулоплазмина, которое обычно отмечают у лиц с сосудистой патологией, особенно при нестабильной стенокардии, сочетается возрастанием риска ИМ более чем в 3,5 раза [77].

В последние годы установлен и альтернативный путь образования реактивных соединений азота с участием МРО — белка, синтезируемого в нейтрофилах и моноцитах, и находящегося в большом количестве в атеросклеротически пораженной сосудистой ткани. МРО может образовывать нитрирующие промежуточные продукты, которые превращают ЛПНП в модифицированную форму, захватывающуюся макрофагами. Помимо этого, ЛПНП, выделенные из поражения, обогащены хлортирозином - специфическим продуктом реакции между МРО и гипохлористой кислотой (НОС1). Антитела к нитрохлортирозину распознают эпитопы в атероме, локализация которых совпадает с локализацией мононуклеарных фагоцитирующих клеток. Показано, что МРО также может использовать нитрит (КО₂") - главный конечный продукт метаболизма N0, как субстрат для нитри­рования тирозиновых остатков белков и инициации ПОЛ. ЛПНП, подвергшиеся действию системы (МРО—Н₂О₂—МО₂), быстро модифицируются и превращаются в форму, которая интенсивно захватывается макрофагами с образованием пенистых клеток [101].