Атеросклероз
Общие сведения
Атеросклероз — это хроническое патологическое заболевание, характеризующееся специфическим поражением интимы (внутренней оболочки) крупных и средних артерий эластического и мышечно-эластического типа. К таким сосудам относятся аорта и ее крупные ветви, выполняющие функцию компенсирующих сосудов, превращающих пульсирующие толчки крови от сердца в равномерный кровоток благодаря выраженным эластическим и коллагеновым структурам. Термин «атеросклероз» был предложен в 1904 году. Заболевание сопровождается отложением липидов в сосудистой стенке, образованием специфических атером и фиброатером (бляшек), нарушением эластических свойств артерий и изменением их тонуса.
Атеросклероз следует отличать от более широкого понятия «артериосклероз», которое включает в себя также артериосклероз Менкеберга и артериолосклероз — патологии, поражающие мелкие артерии и артериолы (сосуды сопротивления) и протекающие, как правило, без выраженного отложения липидов. Основной отличительной чертой классического атеросклероза является именно липидная инфильтрация с последующим склерозированием сосудистой стенки. В исторической перспективе частота встречаемости данного заболевания значительно возросла в связи с увеличением общей продолжительности жизни и изменениями в характере питания населения, в частности, повышением его калорийности и потребления животных жиров.
Этиология и факторы риска
Атеросклероз является полиэтиологическим заболеванием. В современной медицине выделяют более 200 факторов риска, способствующих его развитию. Возникновение патологии во многом зависит от комбинации генетических, метаболических, гемодинамических и средовых факторов.
Генетические и наследственные факторы играют важнейшую роль. Наследственная предрасположенность часто проявляется в виде семейной гиперлипопротеинемии, генетических дефектов обмена липопротеидов, неполноценности ферментов (например, липопротеинлипазы) и мутаций клеточных рецепторов к липопротеидам. Кроме того, наследственный характер могут иметь сопутствующие патологии, такие как артериальная гипертензия и сахарный диабет, многократно усиливающие риск развития атеросклероза. Эпидемиологические данные свидетельствуют, что заболеваемость выше среди жителей Северной Европы и потомков англосаксонских популяций, что подтверждает значимость генетического полиморфизма.
Эндокринные и метаболические нарушения существенно ускоряют прогрессирование болезни. Сахарный диабет (особенно второго типа) сопровождается гипергликемией, которая напрямую повреждает сосудистую стенку, приводя к тяжелейшим формам атеросклероза. У пациентов с сахарным диабетом риск развития инфаркта миокарда повышается вдвое, а вероятность гангрены нижних конечностей возрастает в десятки раз. Гендерный фактор также имеет значение: женщины до наступления менопаузы болеют атеросклерозом значительно реже мужчин (в отсутствие диабета или тяжелой гипертензии — примерно в 5 раз реже). Это связано с ангиопротекторным и антисклеротическим действием эстрогенов (женских половых гормонов), которые регулируют обмен холестерина и защищают венечные артерии. В постменопаузальном периоде (к 70 годам) частота заболеваемости у мужчин и женщин выравнивается.
Хронический стресс и нейропсихическое перенапряжение рассматриваются как одни из ключевых триггеров. Проживание в крупных индустриальных городах, постоянное психоэмоциональное напряжение, социальная иерархия и работа в стрессовых условиях (учителя, врачи, пилоты, руководители) приводят к активации симпатоадреналовой системы. Стресс провоцирует артериальную гипертензию, гиперхолестеринемию и гипергликемию. Экспериментально доказано, что длительный стресс способен вызывать атеросклеротическое поражение сосудов даже при отсутствии избытка холестерина в пище.
Алиментарные факторы (особенности питания) исторически считались ведущими. Избыточное потребление животных жиров (мясо, сало, сливочное масло, сыр), содержащих холестерин и липопротеиды низкой плотности (ЛПНП), способствует формированию бляшек. Липопротеиды высокой плотности (ЛПВП), напротив, обладают антиатерогенным действием. Однако прямая корреляция между потреблением жиров и атеросклерозом наблюдается не всегда: печень способна эндогенно синтезировать холестерин, и даже при полном отказе от животной пищи (у строгих веганов) или в условиях крайнего истощения (как у узников концентрационных лагерей, умиравших от инфарктов на фоне стресса) возможно развитие тяжелого атеросклероза.
Токсические, инфекционные и иные факторы также повреждают эндотелий. К ним относятся табакокурение (никотин вызывает эндотелиальную дисфункцию), воздействие промышленных ядов (фториды, сероводород, бензол, угарный газ, соли тяжелых металлов — свинца, кадмия, ртути). Повышенный уровень гомоцистеина в крови, возникающий при дефиците витаминов B6, B9 (фолиевой кислоты) и B12, оказывает выраженное токсическое действие на сосуды. Доказана роль инфекционных агентов: вирусов герпеса, гепатита А, а также бактерий (хламидии, хеликобактер пилори). В частности, живые хламидии обнаруживаются непосредственно в структуре атеросклеротических бляшек, где они поддерживают локальный воспалительный процесс. Малоподвижный образ жизни (гиподинамия), ожирение и подагра также входят в число значимых факторов риска.
Патогенез и формирование атеросклеротической бляшки
Развитие атеросклероза — это сложный многоступенчатый процесс, в основе которого лежит реакция сосудистой стенки на повреждение. Механизм формирования атеросклеротической бляшки можно разделить на несколько этапов.
Начальным этапом является повреждение (дисфункция) эндотелия под воздействием гемодинамических (высокое артериальное давление), метаболических (гипергликемия, гиперхолестеринемия) или токсических факторов. На поверхности поврежденных эндотелиоцитов происходит экспрессия молекул клеточной адгезии. Это приводит к прилипанию к сосудистой стенке циркулирующих в крови тромбоцитов, моноцитов и Т-лимфоцитов.
Далее следует миграция моноцитов субэндотелиальное пространство (в интиму), где они трансформируются в макрофаги. Активированные макрофаги и другие иммунные клетки начинают вырабатывать медиаторы воспаления и цитокины. Одновременно происходит индуцированная миграция гладкомышечных клеток из средней оболочки сосуда (медии) в интиму. Этот процесс направлен на физиологическое "заживление" поврежденного участка, однако в условиях гиперлипидемии он принимает патологический характер.
Мигрировавшие гладкомышечные клетки пролиферируют и трансформируются в макрофагоподобные миоинтимоциты. Вместе с истинными макрофагами они начинают нерегулируемо захватывать атерогенные модифицированные липопротеиды с помощью специальных рецепторов-мусорщиков (скавенджер-рецепторов). Важную роль здесь играет окислительный стресс: выделяемые макрофагами и нейтрофилами активные формы кислорода окисляют липопротеиды, делая их мишенью для захвата. В результате цитоплазма этих клеток переполняется липидами, и они превращаются в так называемые «пенистые клетки». Пролиферацию клеток в интиме дополнительно усиливают инсулин, ангиотензин II и эндотелин.
На завершающем этапе пенистые клетки, перегруженные холестерином и его эфирами, подвергаются апоптозу и некрозу. В результате их гибели в интиме откладываются свободные липиды, формируя липидное ядро бляшки. Миоинтимоциты начинают активно синтезировать компоненты межклеточного матрикса (коллаген, гликозаминогликаны, сиалогликопротеины), образуя фиброзную крышку, покрывающую липидное ядро. Формируется классическая фиброатерома.
Липидное ядро, находящееся под воздействием ферментов (циклооксигеназы, липоксигеназы макрофагов), становится источником выработки эйкозаноидов, обладающих выраженным вазоконстрикторным действием (вызывающих спазм сосуда) и стимулирующих дальнейшее тромбообразование. Впоследствии в бляшке могут откладываться соли кальция (кальцификация), что делает стенку сосуда ригидной и хрупкой.
Параллельно с локальными изменениями при атеросклерозе развивается системный воспалительный ответ. В крови повышается уровень лейкоцитов, цитокинов, белков острой фазы воспаления, появляются антитела и снижается антиоксидантный потенциал. Выброс медиаторов воспаления из очагов повреждения повышает адгезивность эндотелия во всем сосудистом русле, способствуя формированию новых бляшек.
Основные теории патогенеза
В медицинской науке исторически сформировались две основные концепции развития атеросклероза, дискуссия между сторонниками которых продолжается и дополняется новыми данными.
1. Воспалительная теория (Теория первичного повреждения эндотелия). Берет свое начало от концепции Р. Вирхова и была глубоко проработана советской школой патологов (в частности, И.В. Давыдовским). Согласно этой теории, первичным фактором является альтерация (повреждение) структуры артериальной стенки, вызывающая хроническое продуктивное воспаление. Отложение липидов и солей кальция рассматривается как вторичный процесс, присоединяющийся к уже развившейся дистрофии интимы. Эта теория (в ее современной модификации как "теория ответа на повреждение", сформулированная в 1976 году) считается мейнстримной. Она объясняет развитие заболевания даже при нормальном уровне холестерина в крови.
2. Инфильтрационная (метаболическая) теория. Впервые экспериментально обоснована в 1912 году Н.Н. Аничковым и С.С. Халатовым на классической модели кроликов, которым в желудок вводили раствор холестерина. Было показано, что искусственно созданная тяжелая гиперхолестеринемия приводит к формированию бляшек. Согласно этой концепции, первичным является диффузная инфильтрация липидов (холестерина) из плазмы крови во внутреннюю оболочку артерий вследствие системных нарушений липидного обмена, а воспалительные и склеротические изменения присоединяются вторично. Однако экстраполяция этих данных на человека ограничена: плотоядные животные (собаки, крысы) не заболевают атеросклерозом при скармливании им холестерина, если не подавлять функцию их щитовидной железы медикаментозно. Современный подход рассматривает инфильтрационно-комбинационную модель, объединяющую алиментарные факторы, эндогенные нарушения липидного обмена и первичное повреждение сосудистой стенки.
Патофизиологические последствия и осложнения
Клинические проявления атеросклероза возникают, когда размер бляшки начинает значимо препятствовать кровотоку. На ранних стадиях функциональная неполноценность измененных сосудов проявляется только при физической или эмоциональной нагрузке (когда потребность органа в кислороде возрастает, а пораженный сосуд не способен адекватно расшириться). По мере прогрессирования процесса сужение просвета артерии (стеноз) приводит к ишемии в состоянии покоя.
Хроническая ишемия вызывает атрофические изменения в органе-мишени: функционально активная паренхима погибает и замещается соединительной тканью (развивается кардиосклероз, нефросклероз, энцефалопатия). Склерозированные сосуды отличаются повышенной плотностью, ломкостью и склонностью к спазмам.
К числу острых, жизнеугрожающих осложнений относятся:
- Разрыв покрышки бляшки (атеротромбоз) — приводит к обнажению тромбогенного ядра и мгновенному формированию тромба, полностью перекрывающего просвет сосуда. Это является главной причиной острых сосудистых катастроф: инфаркта миокарда и ишемического инсульта.
- Тромбоэмболия — отрыв фрагмента тромба или бляшки с током крови и закупорка дистальных отделов артериального русла.
- Кровоизлияние в структуру бляшки — вызывает ее резкое увеличение в объеме и острую окклюзию сосуда.
- Аневризма — истончение и выпячивание стенки артерии из-за разрушения бляшкой средней мышечной оболочки (чаще всего поражается аорта). Разрыв аневризмы сопровождается фатальным кровотечением.
См. также
Патологическая физиология Ишемическая болезнь сердца Инфаркт миокарда Нарушения липидного обмена Воспаление