Как развивается атеросклероз
Здоровые артерии имеют прочные, эластичные стенки и гладкую внутреннюю оболочку. Атеросклероз – это заболевание интимы, внутренней оболочки артериальной стенки. Стенка артерии состоит из трех слоев: толстой и гибкой наружной (адвентициальной) оболочки, эластичной средней оболочки, содержащей гладкомышечные клетки и способной сокращаться и расслабляться, и внутренней оболочки (см. рис. 1.4). Внутренняя оболочка образована тонким слоем эндотелия, непосредственно контактирующего с кровью, движущейся по просвету артерии. Внутренняя и средняя оболочки разделены тонкой внутренней эластичной мембраной. Кровь в крупные сосуды поступает по сети опоясывающих их мелких сосудов.
Рисунок 1.4. Артерия состоит из трех слоев клеток разного типа. Иллюстрация Герберта Р. Смита
1 – внутренняя оболочка (интима), 2 – средняя оболочка, 3 – наружная оболочка (адвентициальная)
Ранее считалось, что атеросклеротические бляшки формируются постепенно, по мере накопления внутри сосудов излишка холестерина. Современные исследования показывают, что атеросклероз может быть формой воспалительного заболевания, развивающегося в несколько этапов. Развитие болезни обусловлено соотношением ХС ЛНП – «плохого» холестерина, присоединяющегося к атеросклеротическим бляшкам, и ХС ЛВП – «хорошего» холестерина, который отвечает за удаление липида из бляшки.
Ученые давно спорят о том, что провоцирует возникновение атеросклеротического процесса. Из-за чего холестерин начинает откладываться на стенках сосудов и образовывать бляшки? Как правило, липопротеины типа ЛНП свободно проникают через стенки внутрь сосудов и обратно, но при атеросклерозе что-то меняет их обычное поведение. На протяжении последних нескольких десятилетий ученые были убеждены, что атеросклероз начинается как «реакция на повреждение». Согласно данной теории, частицы ЛНП проникают через эндотелий, нарушая целостность стенки артерии. Это повреждение вызывает воспалительную реакцию в стенке сосуда, начинающую атеросклеротический процесс. Курение, повышенное кровяное давление и диабет также способствуют повреждению эндотелия и ускоряют развитие атеросклероза.
Позже данная теория была дополнена некоторыми деталями, объясняющими, почему одни липопротеины вызывают повреждение артериальных стенок, а другие нет. В 1995 году исследователи выдвинули теорию «реакции на накопление». Они предположили, что атеросклеротический процесс начинается тогда, когда частицы ЛНП проникают в эндотелий и застревают в стенке сосуда. Считается, что частицы апо-В в ЛНП соединяются с молекулами, называемыми протеогликанами, которые присутствуют в стенке сосуда для поддержания структурной целостности. Затем ЛНП задерживается во внутренней оболочке, где начинает повреждать эндотелий и отрицательно влиять на функции сосуда. Хотя ЛОНП и ЛПП тоже содержат апо-В, частицы ЛНП имеют меньший размер, им легче проникнуть в эндотелий и связаться с протеогликанами, чем липопротеинам с более крупными молекулами.
Присутствие частиц ЛНП внутри стенки сосуда приводит к воспалению и окислению, а данные процессы относятся к ряду факторов, провоцирующих атеросклероз (см. рис. 1.5). Вырабатываются различные вещества, участвующие в воспалительном процессе, из-за чего поврежденное место притягивает к себе еще больше частиц ЛНП, которые также задерживаются во внутренней оболочке. Иммунные клетки, моноциты и Т-лимфоциты, тоже притягиваются к этой зоне и проникают через эндотелий в стенку сосуда. По мере накопления частицы ЛНП начинают видоизменяться. Наиболее частая форма изменения – окисление при взаимодействии с нестабильными молекулами – свободными радикалами. Окисленные ЛНП гораздо губительнее для стенок сосуда, чем обычные, и их присутствие в стенке усугубляет воспалительный процесс и усиливает иммунный ответ, в результате чего внутри сосудистой стенки накапливается еще больше молекул ЛНП и моноцитов.
Рисунок 1.5. Атеросклеротический процесс начинается с того, что частицы ЛНП застревают в стенке сосуда и запускают воспалительную реакцию и иммунный ответ, в результате чего в стенке начинают накапливаться новые молекулы ЛНП и моноциты. Иллюстрация автора
Не так давно появилась теория о том, что антиоксиданты, в изобилии присутствующие во фруктах и овощах, способны сдерживать развитие атеросклероза и положительно влиять на течение других заболеваний, в том числе онкологических. Однако на сегодняшний день ни одно исследование не подтвердило, что поступающие с пищей или в виде биологически активных добавок антиоксиданты могут предупредить сердечно-сосудистые заболевания. Тем не менее есть вероятность, что антиоксиданты могли бы защитить сосуды от атеросклероза, если бы удалось доставить их в конкретные участки сосудистой стенки.
Теоретически одной из стратегий борьбы с атеросклерозом может быть предупреждение задержки ЛНП в стенке артерии. Предупредив образование апо-В в ЛНП или помешав ему связаться с протеогликанами, можно было бы задержать атеросклероз до того, как он успеет начаться. Например, в настоящее время испытывается один экспериментальный препарат под названием антисмысловый ингибитор апо-В, который «выключает» ген, отвечающий за синтез апо-В, в результате чего вырабатывается меньше частиц апо-В и ЛНП. Существует и другой подход, который основывается на воздействии антителами на апо-В и ЛНП с целью спровоцировать иммунный ответ, воспрепятствовать молекулярному взаимодействию, приводящему к разрастанию бляшки, и, как надеются ученые, предотвратить атеросклероз и ишемическую болезнь сердца. Понадобится время, чтобы подобные экспериментальные методы лечения получили широкое распространение, но нельзя не радоваться тому факту, что ученые сумели изучить механизм развития атеросклероза на молекулярном уровне.
Запустив атеросклеротический процесс, холестерин начинает накапливаться в стенке сосуда (см. рис. 1.6). Моноциты, привлеченные во внутреннюю оболочку стенки, превращаются в макрофаги – разновидность лейкоцитов, способную поглощать другие клетки или их фрагменты. Макрофаги поглощают окисленные или химически измененные ЛНП и увеличиваются в размере из-за содержащегося в них холестерина. Через какое-то время макрофаги превращаются в пенистые клетки, перегруженные липидами. Данный этап атеросклероза может начаться еще в детстве или подростковом возрасте, его характерный признак – липидные полоски. Это плоские желтовато-белые удлиненные образования, состоящие из пенистых клеток, локализованные внутри артерии, но не препятствующие кровотоку. Медицинское обследование не способно выявить наличие липидных полосок, но, по мнению патологоанатомов, они могут появиться даже у годовалого ребенка. Они могут и не разрастаться в зрелые атеросклеротические бляшки, ведущие к ишемической болезни сердца.
