Впервые в литературе о функциональной активности сосудистого эндотелия было заявлено в 1980 г. в статье R.F.Furchgott, J.V.Zawadzki [51]. Исследования показали, что эндотелий – это не только покров, действующий как пассивный барьер между кровью и тканями. Среди многочисленных функций указывалось на способность регулировать состояние тканевого гомеостаза и участие в регуляции кровотока. По этой причине было сделано предположение, что эндотелий сосудов является самой крупной и важной эндокринной железой в организме [18, 31, 45, 47, 56, 60].Если суммировать большинство имеющихся литературных данных, то множество функций эндотелия можно определить следующим образом: Способность к выделению вазоактивных агентов (оксид азота – NO), эндотелиального гиперполяризующего фактора релаксации (ЭГФР), эндотелина, ангиотензина I (АI), возможно, ангеотензина II (АII), простациклина, тромбоксана [31]. Препятствие коагуляции и участие в фибринолизе: тромборезистентная поверхность эндотелия (одинаковый заряд поверхности эндотелия и тромбоцитов). А также образование простациклина и NO, естественных дезагрегантов, тканевого активатора плазминогена (ТАП), экспрессия на поверхности клеток эндотелия тромбомодулина (белка, способного связывать тромбин) и гепариноподобных гликозоаминогликанов, препятствие агрегации тромбоцитов на поверхности эндотелия и формированию тромба [2]. Участие в реакциях врожденного и адаптивного иммунитета. Эндотелиоциты способны выполнять роль антигенпредставляющих клеток, экспрессируя на своей поверхности антигены, представлять их Т-лимфоцитам и секретировать интерлейкин-1 [54]. Ферментативная активность. Известно, что на поверхности эндотелия экспрессируется ангиотензинпревращающийся фермент (АПФ), осуществляющий конверсию АI в АII [3]. Участие в регуляции роста гладкомышечных клеток путем секреции эндотелиального фактора роста (ЭФР) и гепариноподобных ингибиторов роста [43]. Защита гладкомышечных клеток от вазоконстрикторных влияний, обусловленных: гипоксией, гемодинамической перегрузкой, возрастными изменениями, свободнорадикальным повреждением, дислипопротеинемией, действием цитокинов, гипергомоцистеинемией, гипергликемией, гипертензией, эндогенными (почечная, печеночная недостаточность) и экзогенными интоксикациями (курение) и т.д. [42]. Регуляция сократимости сосудистой стенки. В таблице представлены основные эндотелиальные факторы, регулирующие сосудистый тонус.ТаблицаОсновные эндотелиальные вазоконстрикторные и вазодилатирующие факторы [23] Эндотелиальные факторы, регулирующие сосудистый тонусФакторы эндотелиального происхождения, потенцирующие вазоконстрикциювазодилатирующиевазоконстрикторныеПростациклинГиперполяризующий фактор релаксацииОксид азотаЭндотелиальный натрийуретический пептидЭндотелин-1Ангиотензин IIПростагландин F2Тромбоксан А2Свободные радикалыСвободные жирные кислотыАдгезивные молекулыСосудистый фактор проницаемостиЕ-селектинР-селектинФактор ВиллебрандаТромбомодулинЦитокины Универсальный механизм участия эндотелия в возникновении и развитии различных патологических состояний многогранен и связан не только с регуляцией сосудистого тонуса, но и с участием в процессе атерогенеза, тромбообразования, защиты целостности сосудистой стенки и т.д. В упрощенном виде можно выделить три основных стимула, вызывающих «гормональную» реакцию эндотелиальной клетки [31, 49]: 1) изменение скорости кровотока (увеличение напряжения сдвига); 2) тромбоцитарные медиаторы (серотонин, аденозиндифосфат, тромбин); 3) циркулирующие и/или «внутристеночные» нейрогормоны (катехоламины, вазопрессин, ацетилхолин, эндотелин, брадикинин, гистамин и др.).В норме в ответ на эти стимулы клетки эндотелия реагируют усилением синтеза веществ, вызывающих расслабление гладкомышечных клеток сосудистой стенки, в первую очередь, NO, ЭГФР и простациклина [45].Таким образом, эндотелиальная функция может быть определена как баланс противоположно действующих начал – релаксирующих и констрикторных факторов, антикоагулянтных и прокоагулянтных факторов, факторов роста и их ингибирования и т.д., а эндотелиальная дисфункция – нарушение равновесия указанных противоположно действующих начал, нарушающих гемоваскулярный гомеостаз. При этом большинством авторов в последнее время дисфункция эндотелия сводится к состоянию, при котором имеется недостаточная продукция NO.Патофизиологические этапы развития эндотелиальной дисфункции представляются многообразным комплексом соединяющихся и взаимообусловленных механизмов. Однако среди них есть наиболее распространенные, играющие ключевую роль в ее развитии.Учитывая то, что NO-синтетическую активность эндотелия многие авторы считают основной, понимание функциональной активности эндотелиоцитов во многом объясняется продукцией этого биологически активного соединения.NO синтезируется в клетках эндотелия из L-аргинина под влиянием фермента NO-синтазы (eNOS). Под действием различных медиаторов происходит увеличение концентрации внутриклеточного кальция, где он, связываясь, образует комплекс кальций-кальмодулин, который, выступая в роли кофактора, активирует eNOS. Реакция синтеза NO протекает при участии ряда кофакторов, таких как никотинамиддинуклеотидфосфат (НАДФ-Н), флавинадениндикуклеотид (ФАД), флавинмононуклеотид (ФMН), тетрагидробиоптерин (ВН4), гем- и кальмодулин. NO проникает в гладкомышечные клетки и вызывает релаксацию путем активации гуанилатциклазы, тем самым увеличивая концентрацию циклического гуанозинмонофосфата (цГМФ), который, в свою очередь, опосредует эффекты NO [42, 47]. Однако существует ряд веществ, являющихся аналогами L-аргинина, как, например, ассиметричный диметиларгинин, L-N-монометиларгинин и L-нитроаргинина метиловый эфир, выступающий в роли антагонистов синтеза NO. Повышенный уровень ассиметричного диметиларгинина служит показателем эндотелиальной дисфункции [44]. ВН4 является необходимым кофактором для синтеза NO. Недостаток ВН4 может привести к нарушению образования NO и накоплению супероксидного аниона. Даже при нормальном синтезе NO при выраженном окислительном стрессе происходит очень быстрая его инактивация [4].Избыточная продукция активных метаболитов кислорода (АМК) – супероксиданиона, гидроксильного радикала, гидропероксидного радикала, перекиси водорода – также способна вызывать дисфункцию сосудистого эндотелия, так как именно они преодолевают систему антиоксидантной защиты, подвергают окислению и нарушают функции таких биологических макромолекул, как ДНК, белки, углеводы, липиды [62].Избыток АМК вызывает и другие изменения функций эндотелия сосудов: торможение эндотелийзависимой вазодилатации, увеличение синтеза адгезивных молекул, прилипание и проникновение моноцитов в сосудистую стенку, привлечение провоспалительных белков и клеток, повышение адгезии тромбоцитов и тромбообразования, активности апоптоза и др. [23]. Иначе говоря, повышенное образование АМК при сосудистых нарушениях [44] сопровождается выраженной дисфункцией сосудистого эндотелия [58, 62]. Они (особенно супероксид-анион) обладают способностью тормозить экспрессию и снижать активность eNOS, а также связывать NO, приводя к образованию высокотоксичного пероксинитрита, вызывающего повреждение мембран и ДНК клетки, мутации, апоптоз, и способствующего развитию воспалительных процессов и других нарушений [51].Важнейшим фактором эндотелиальной дисфункции является хроническая гиперактивация ренин-ангиотензин-альдостероновой системы. По данным V.J.Dzau [48] 90% всего объема ренин-ангиотензин-альдостероновой системы приходится на органы и ткани (10% – на плазму), среди которых сосудистый эндотелий занимает первое место, поэтому гиперактивация ренин-ангиотензин-альдостероновой системы является непременным атрибутом эндотелиальной дисфункции [48].Участие АПФ в регуляции сосудистого тонуса реализуется через синтез АII, оказывающего мощное вазоконстрикторное влияние посредством стимуляции АТ1-рецепторов гладкомышечных клеток сосудов. Другой механизм, более сопряженный с собственно эндотелиальной дисфункцией, связан со свойством АПФ ускорять деградацию брадикинина. Повышение активности АПФ, расположенного на поверхности эндотелиальных клеток, катализирует распад брадикинина с развитием его относительного дефицита. Отсутствие адекватной стимуляции брадикининовых В2-рецепторов клеток эндотелия приводит к снижению NO-ЭФР и повышению тонуса сосудов [23].Еще одной составляющей частью дисфункции сосудистого эндотелия является гипоксия. Чувствительность клеток разных органов к гипоксии существенно отличается, вместе с тем, эндотелий сосудов всех органов является устойчивым к гипоксии, повреждается при ишемии значительно меньше других клеток, например, нейронов и кардиомиоцитов [59]. При гипоксии отмечены изменения адгезивных свойств, проницаемости, тромбогенной активности и другие проявления дисфункции эндотелия. Эндотелиальные клетки малочувствительны к гипоксии и повреждаются при ишемии значительно меньше других клеток. Вероятно, это связано с их способностью переходить на анаэробный энергетический обмен, а также синтезировать белки теплового шока, глюкозорегулируемые белки, ферменты, участвующие в процессе гликолиза (глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа и ненейрональная энолаза), которые повышают устойчивость клеток к повреждению [25, 53]. Гипоксия вызывает выраженные изменения функциональной активности эндотелия, которые можно расценить, как компенсаторные. Острая гипоксия стимулирует появление молекул адгезии для лейкоцитов и тромбоцитов, а также фактора Виллебранда, но в тоже время есть и тенденция к увеличению тромборезистентности за счет стимуляции образования тромбоспондина-1, тормозящего образование тромбоцитарно-эндотелиальных молекул адгезии. Тромборезистентные свойства эндотелия во многом зависят от NO. При гипоксии отмечается стимуляция экспрессии гена eNOS и усиление образования NO, что имеет протективный характер, поскольку препятствует адгезии тромбоцитов и лейкоцитов за счет угнетения синтеза и секреции P-селектинов к эндотелию [57].Немаловажную роль в регуляции функций сосудистого эндотелия играют гормоны. В частности, взаимодействие эстрогенов с мембранными рецепторами в эндотелии и гладкомышечных клетках сосудов может инициировать дополнительные негеномные сосудистые эффекты их влияния. Например, эстрогены могут тормозить быстрое сокращение сосудов [18]. Кроме того, прогестины могут оказывать прямые сосудистые эффекты и изменить эффекты влияния эстрогенов на сосудистое сокращение. Интересны прямые сосудистые эффекты тестостерона, которые состоят в расширении легочной и коронарной артерий [46]. У прямых негеномных эффектов гормонов есть как эндотелийзависимые, так и эндотелийнезависимые механизмы воздействия [23]. Эндотелий при физиологической и патологически протекающей беременности Основным методом, позволяющим диагностировать состояние эндотелия во время беременности, является лабораторное определение в сыворотке крови различных веществ, синтезируемых эндотелием. По скорости и времени секреции все эндотелиальные факторы можно разделить на 4 группы: 1) факторы, постоянно образующиеся в эндотелии и выделяющиеся из клеток в базолатеральном направлении и в кровь (NO, простациклин); 2) факторы, накапливающиеся в эндотелии, выделяющиеся из него при стимуляции (фактор Виллебранда, тромбоксан, Р-селектин, ТАП); 3) факторы, синтез которых в нормальных условиях практически не происходит, однако резко увеличивается при активации эндотелия (эндотелин-1, ICAM-1, VCAN-1, Е-селектин, PAL-1); 4) факторы, синтезирующиеся и накапливающиеся (тканевой фактор, t-РА) либо являющиеся мембранными белками (тромбомодулин, аннексин-V, фибронектин, рецептор протеина С).Простациклин – биологически активная субстанция, синтезируемая эндотелиальными клетками из арахидоновой кислоты, действующая через цАМФ и обладающая эффектами вазодилатации и ингибирования агрегации тромбоцитов. Уровень простациклина прогрессивно увеличивается во время беременности, достигая максимума к 28-32 неделям и незначительно снижаясь перед родами. Авторы рассматривают это как компенсаторную реакцию фетоплацентарного комплекса и сосудистого эндотелия на гиперкоагуляцию, развивающуюся во время беременности [9, 15, 16].Мощный вазодилататор NO обладает сходными эффектами с простациклином, но действует через цГМФ. Пиковая продукция NO отмечена в 28 недель, ее снижение происходит параллельно с увеличением степени зрелости плаценты [15].Тромбоксан – вазоконстриктор и индуктор агрегации тромбоцитов – синтезируется самими тромбоцитами и действует как ионофер кальция. Уровень тромбоксана достигает максимума к 24 неделе беременности. Мощный вазоконстиктор – эндотелин-1, обладающий также способностью увеличивать синтез простагландинов путем активации фосфолипазы А2. Основным местом его секреции во время беременности является эндотелий сосудов фетоплацентарного комплекса. Уровень эндотелина-1 с ранних сроков беременности прогрессивно увеличивается, особенно интенсивно при формировании плаценты, достигая максимума к 16 неделе беременности, что связывают с активными процессами ангиогенеза в плацентарном ложе. Начиная с 16 недели уровень эндотелина-1 снижается, что, вероятно, связано с формированием маточно-плацентарного кровотока и увеличением объема циркулирующей крови. Начиная с 28 недели беременности, отмечается второй пик уровня эндотелина, что авторы объясняют увеличением степени зрелости плаценты [15].Фибронектин – биологически активное вещество, образующее матрикс эндотелиальной выстилки. Увеличение уровня свободного фибринонектина является признаком повреждения эндотелия. До 16-18 недель беременности изменений его содержания не отмечается; к 24-26 неделям выявлена тенденция к его повышению, что позволяет говорить об имеющем место при физиологическом течении беременности повреждении эндотелиального слоя сосудов [15]. Аналогичные результаты получены и при определении уровня тромбомодулина, который является веществом, располагающимся на поверхности эндотелия, связывающим тромбин, что препятствует активации синтеза фибрина при одновременной активации протеина С и ингибиторов фибринолиза. Тромбомодулин может находиться в двух формах – статической и свободной. Увеличение уровня статического тромбомодулина является признаком активации эндотелия, а его снижение приводит к увеличению образования тромбина [15].В процессе ранней постнатальной адаптации новорожденных от матерей с нормально протекающей беременностью происходит активация сосудистого звена, направленная на адаптацию ребенка к внеутробной жизни, что проявляется снижением уровня васкуло-эндотелиального фактора роста, металлопротеиназы-9, повышением количества NO, VE-кадгерина, sP-селектина в венозной крови ребенка по сравнению со смешанной пуповинной кровью. Данные маркеры, характеризующие функцию сосудистой стенки, взаимосвязаны с состоянием здоровья новорожденных, оцененных по шкале Апгар, и физическим развитием новорожденного [33, 35]. При физиологической беременности развитие плаценты, плодных оболочек и пуповины характеризуется усилением продукции рецепторов сосудисто-эндотелиального фактора роста и ЭФР [20].Таким образом, во время физиологически протекающей беременности в системе гемостаза наблюдается адаптационная перестройка. С одной стороны, создаются все необходимые условия для быстрой остановки кровотечения из сосудов плацентарной площадки, с другой – возникают такие реологические условия в межворсинчатом пространстве, без которых невозможно нормальное функционирование фетоплацентарного комплекса. Главным механизмом, регулирующим гемореологические свойства крови и адекватный кровоток в системе «мать-плацента-плод», является комплекс уравновешивающих друг друга свертывающих и противосвертывающих факторов.Дисфункция эндотелия наблюдается при различных патологических состояниях во время беременности [5, 7, 13, 17, 21]. Предпосылки для повреждения эндотелия легко возникают при беременности, отягощенной анемией. Определяется высокое содержание циркулирующих эндотелиальных клеток, что является признаком дисфункции эндотелия [29]. Как было показано в ряде исследований [19, 55] анемия у беременных сопровождается формированием оксидативного стресса [24], а длительная терапия препаратами железа, как правило, способствует образованию активных форм кислорода и нарушению функции клеток эндотелия. Дисфункция эндотелия, в свою очередь, является причиной синдрома неадекватной продукции эритропоэтина на гипоксию и, таким образом, усугубляет течение анемии и является предиктором гестоза [14, 55], неблагоприятных исходов беременности и более высоко риска развития сердечно-сосудистых заболеваний в дальнейшей жизни [52]. На сегодняшний день большинством исследователей признается, что одним из ключевых звеньев патогенеза гестоза, определяющих его клинические проявления, является эндотелиальная дисфункции [6, 32, 39]. О повреждении эндотелия при гестозе свидетельствует появление большого количества фактора Виллебранда и эндотелина [1, 33]. Выявлено снижение активности синтеза NO до появления первых симптомов гестоза [61]. Согласно сведениям Н.И.Киселевой [13], при гестозе беременных обнаруживается уменьшение концентрации NO, что свидетельствует о функциональной активности эндотелиальной системы. Нарушение функции эндотелия у больных с гестозом проявляется снижением показателей эндотелий-зависимой вазодилатации и продолжительности времени реактивной гиперемии [36]. Количество циркулирующих в крови эндотелиальных клеток коррелирует с клиническим проявлением гестоза: артериальной гипертензией, отеками, протеинурией [12]. Большой интерес представляет изучение эндотелиальных механизмов регуляции сократительных реакций сосудов плаценты. Научные исследования, проведенные В.Н.Сидоренко и соавт. [40], свидетельствуют об усилении влияния вазоконстрикторных агентов на изолированные сосуды плаценты женщин с гестозом. Выявлено вазоконстрикторное действие серотонина и гистамина, увеличивалось чувствительность сосудов плаценты к перекиси водорода у женщин группы риска развития гестоза, а также с клиническими проявлениями патологии легкой степени, что свидетельствует об активации эндотелия в процессе манифестации гестоза [40]. По мнению С.И.Сидоровой и И.Л.Галиновой [41], в развитии гестоза особое место следует уделять нарушению функционального состояния эндотелиоцитов гематоэнцефалического барьера, о факте повреждения которых можно судить по наличию в крови специфических для головного мозга белков: глиофибриллярного кислого протеина и нейроспецифической энолазы. Данные белки авторы предлагают использовать в качестве маркеров оценки тяжести патологии.Беременные с метаболическим синдромом и артериальной гипертонией в большинстве своем также имеют эндотелиальную дисфункцию и, следовательно, входят в группу риска по развитию гестоза и плацентарной недостаточности [22, 21, 28]. Ведущую роль в эндотелиальной дисфункции у женщин при гипертензивных состояниях играет нарушение метаболизма NO [28, 38].Эндотелиальная дисфункция развивается и в пуповинной крови новорожденных от женщин с гипертонической болезнью и гестозом, что проявляется увеличением концентрации эндотелина-1 и NO [8], VE-кадгерина, sP-селектина [34], и у недоношенных новорожденных с церебральной ишемией [27].Маркеры эндотелиальной дисфункции выявляются у беременных, перенесших во время гестации острые респираторные инфекции и грипп [10, 11], у женщин с ожирением [30], наследственной тромбофилией [26], фетоплацентарной недостаточностью [37].Таким образом, в настоящее время доказана роль эндотелиальной дисфункции в патогенезе развития многих заболеваний в период беременности. Эндотелиальная дисфункция – патологическое состояние эндотелия, в основе которого лежит нарушение продукции эндотелиальных факторов, при котором не обеспечивается гемореологический и иммуноинертный баланс крови. Это, в свою очередь, приводит к нарушению функции органов и систем в организме беременной, в том числе в системе «мать-плацента-плод».