Роль модифицированных липопротеидов и интимальных клеток в развитии атеросклероза Орехов, Александр Николаевич

brief description

Орехов,АлександрНиколаевич.Рольмодифицированныхлипопротеидовиинтимальныхклетоквразвитииатеросклероза: диссертация ... доктора биологических науквформе науч. докл. : 03.00.04. - Санкт-Петербург, 1998. - 47 с. : ил.; 20х15 см.больше
Цитаты из текста:

стр. 5
атеросклерозенарушения в единой кле­ точной сети интимы и разрыв межклеточных контактов являются следствием накопления внутриклеточных липидов, вызванногомодифицированнымиЛНП. На первичных культурахклеток, имеющих разную степень контактной комму­ никации, впервые выявлено, что основные функцииинтимальныхклеток, имеющие отношение катеросклерозу, зависят от степени контактной комму­ никации между ними. Эта зависимость не прямая и для пролиферативной...

стр. 17
клетокбыли получены из внешне непораженной интимы ("нормальныеклетки") и из липофиброзной бляшки ("атеросклеротическиеклетки"). В культуре "нормальных"клетокоценивали степень кон­ тактной коммуникацииклеток, не имеющих липидных включений иклеток, нагруженных липидными включениями (пенистыеклетки).

стр. 38
приходящимся на липофиброзную бляшку. Параллельно с изменени­ ем числаклетокизменяется число пролиферирующихклетокв интиме. При этом пролиферативный индекс оседлыхклетокрастет, а пролиферативный индекс гематогенныхклетокне изменяется. 5. По мереразвитияатеросклерозачислоклеток, синтезирующих колла­

Оглавление диссертациидоктор биологических наук в форме науч. докл. Орехов, Александр Николаевич
Исследования последних 10-20 лет были направлены в основном на изучение молекулярно-клеточных механизмов атерогенеза с использованием современных научных подходов (Климов и др., 1974-1996; Лопухин и др., 1979-1994; Смирнов и др., 1980-1998; Gotto et al., 1977-1998; Ross et al., 1973-1998). Несмотря на существенные достижения в этой области, остались невыясненными такие основополагающие вопросы, как: причины накопления внутриклеточных липидов, роль клеточного липоидоза в атерогенезе, причины разрастания внеклеточного соединительнотканного матрикса и увеличения числа клеток в атеросклеротическом поражении. Другими словами, основные механизмы формирования атеросклеротического поражения остаются нераскрытыми.
Наиболее заметные атеросклеротические изменения затрагивают главным образом внутренний - интимальный слой артерии, который при атеросклерозе локально утолщается, в котором происходит накопление липидов, увеличивается число клеток, наблюдаются другие серьезные изменения (Аничков и др., 1947). Атерогенные проявления связаны в основном с функционированием клеток интимы, причем самые выраженные изменения затрагивают клетки, расположенные в субэндотелиальном пространстве между эн-i сальной выстилкой и медией (Ross etat., 1973-1998). Этим обстоятель-определился предмет исследования настоящей работы - роль субэн-■1лиальных клеток интимы в формировании атеросклеротического nopain ,п|я. В атеросклеротическом поражении интимальные клетки насыщены t; шидами, цитоплазма многих из них имеет пенистый вид из-за большого лЬ липидных гранул и капель (Geer & Haust, 1972). Появление пенистых фо "-интиме - самое яркое проявление атеросклероза на клеточном -.Наиболее вероятным кандидатом на роль источника избыточных ли* пидов, накапливаемых в интимальных клетках являются липопротеиды низкой плотности (ЛНП), циркулирующие в крови и являющиеся основным переносчиком липидов (СоКо ef а/., 1977-1998).
Цель работы. Целью исследования явилось изучение возможной роли в атерогенезе взаимодействия субэндотелиальных клеток интимы аорты человека с ЛНП, приводящего к отложению липидов в клетках, а также установление взаимосвязи между накоплением внутриклеточных липидов и другими проявлениями атеросклероза на клеточном уровне, прежде всего усилением пролиферации и синтеза компонентов внеклеточного матрикса.
Поскольку субэндотелиальные клетки аорты человека ранее подробно не изучались, предстояло ответить на следующие основополагающие вопросы: какие клетки заселяют субэндотелиальную интиму в норме и при атеросклерозе, какие условия необходимы для накопления внутриклеточных липидов под влиянием ЛНП, к каким изменения приводит клеточный липоидоз, как эти изменения участвуют в формировании атеросклеротического поражения? В связи с этим, задачи работы были определены следующим образом:
1) Изучить клеточный состав нормальной и атеросклеротически измененной интимы аорты человека.
2) Установить возможность накопления липидов в клетках интимы под влиянием ЛНП.
3) Выявить морфологические и функциональные изменения клеток в атеро-склеротическом поражении и при накоплении липидов, вызванном ЛНП.
4) Установить связь между атеросклеротическими изменениями клеток и основными проявлениями атеросклероза - накоплением липидов и утолщением интимы.
Научная новизна. Было установлено, что в интиме аорты взрослого человека субэндотелиальные клетки образуют трехмерную клеточную сеть. Впервые показано, что такая клеточная организация в области поражения нарушается, а в фиброзной покрышке бляшки единая клеточная сеть отсутствует. Установлено, что клетки, формирующие единую сеть в интиме, имеют признаки плюрипотентных перицитоподобных мезенхимальных клеток. Про-лиферативная активность интимальных клеток, а также синтез ими коллагена в начальных поражениях, жировой полосе и липофиброзной бляшке значительно выше, чем в непораженной интиме. Именно перицитоподобные клетки накапливают избыточное количества жира, превращаясь в пенистые клетки. Источником внутриклеточного жира являются модифицированные липо-протеиды низкой плотности (ЛНП). В настоящей работе в крови больных с документированным атеросклерозом впервые была обнаружена подфракция атерогенно модифицированных ЛНП и установлен характер химической модификации, а именно - десиалирование, т.е. снижение содержания сиаловой кислоты в частице ЛНП. Впервые продемонстрировано, что добавление в культуру десиалированных ЛНП вызывает не только накопление внутриклеточных липидов, но также стимуляцию пролиферации и усиление синтеза внеклеточного матрикса. Исследованиями в культуре и in situ впервые было установлено, что наблюдаемые при атеросклерозе нарушения в единой клеточной сети интимы и разрыв межклеточных контактов являются следствием накопления внутриклеточных липидов, вызванного модифицированными ЛНП. На первичных культурах клеток, имеющих разную степень контактной коммуникации, впервые выявлено, что основные функции интимальных клеток, имеющие отношение к атеросклерозу, зависят от степени контактной коммуникации между ними. Эта зависимость не прямая и для пролиферативной активности и синтеза белка имеет колоколообразный характер. Накопление внутриклеточных липидов не зависит от степени контактной коммуникации, но падает при полном разрыве межклеточных связей. In vivo с развитием атеросклероза в интиме по мере разрушения клеточной сети и обособления клеток клеточные функции также претерпевают колоколообразные изменения.
Данные, полученные в настоящей работе, позволяют по-новому представить клеточные механизмы атерогенеза на уровне субэндотелиальных клеток. В крови появляются атерогенные модифицированные ЛНП, которые проникают в субэндотелиальное пространство интимы и вызывают накопление липидов в субэндотелиальных клетках. Первичное накопление липидов приводит к стимуляции пролиферации и синтезу внеклеточного матрикса. Такие изменения можно наблюдать в зонах начальных поражений и в жировой полосе. По мере усугубления перегрузки клеток липидами наступает разрыв контактов между субэндотелиальными клетками, единая клеточная сеть интимы нарушается. Происходит дальнейшая стимуляция пролиферативной активности, а также синтеза и секреции внеклеточного матрикса. Это свойственно выраженным жировым поражениям интимы (жировая полоса, липо-фиброзная бляшка). Секретируемый коллаген и другие компоненты матрикса, окружая клетку их синтезировавшую, еще в большей степени обособляют ее от соседей, что в конечном счете приводит к полной изоляции отдельных клеток и исчезновению клеточной сети. При этом активность основных атеро-генных процессов резко падает: снижается накопление липидов в клетках, их пролиферативная активность, синтез внеклеточного матрикса. Такое наблюдается в фиброзной бляшке.
Практическая значимость. Исследования клеточных механизмов ате-рогенеза на субэндотелиальных клетках аорты человека не носили прикладного характера, однако они дали основу некоторым практическим разработкам, из которых можно отметить следующие. (1) Разработан метод диагностики атеросклероза, основанный на определении содержания ЛНП в циркулирующих иммунных комплексах. Этот диагностический показатель имеет значительно большую точность по сравнению с применяемыми в настоящее время для диагностики атеросклероза показателями липидного обмена. (2) Разработан и апробирован в ограниченном клиническом исследовании метод экстракорпорального удаления анти-ЛНП из крови больных. Метод основан на применении сорбента, содержащего аутологичные ЛНП. Регулярное удаление анти-ЛНП в течение 2-х лет позволило снизить атерогенность крови больных до очень низкого уровня, что сопровождалось замедлением развития коронарного атеросклероза по сравнению с естественным его течением. (3) Метод первичной культуры субэндотелиальных клеток аорты человека, разработанный в настоящей работе, широко и с успехом используется в области фармакологии атеросклероза для скрининга потенциальных антиатеро-склеротических лекарственных препаратов, изучения механизмов их действия, разработки и оптимизации антиатеросклеротической лекарственной и диетотерапии.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на следующих научных мероприятиях: V Всесоюзная конференции "Физиология и патология соединительной ткани" (Новосибирск, 1980), I Всесоюзная конференция "Поражение сосудистой стенки и гемостаз" (Полтава, 1981), IX Всемирный конгресс кардиологов (Москва, 1982), I Всесоюзный биофизический съезд (Москва, 1982, IV Всесоюзный симпозиум "Циклические нуклеотиды" (Минск, 1982), II Всесоюзный симпозиум "Метаболизм, структура и функция сердечной клетки" (Ташкент, 1983), 16-я Конференция Федерации европейских биохимических обществ (Москва, 1984), Международная конференция по профилактической кардиологии (Москва, 1985), V Всесоюзный симпозиум "Циклические нуклеотиды и система регуляции ферментативных реакций" (Рязань, 1985), III Симпозиум "Метаболизм, структура и функция сердечной клетки" (Баку, 1986), IV Всесоюзный съезд кардиологов (Москва, 1986), II Съезд терапевтов ТССР (Ашхабад, 1986), Всесоюзный симпозиум "Синтез и исследование простагландинов" (Таллин, 1986), Международный симпозиум "Хроматография в биологии и медицине" (Москва, 1986), Научная конференция "Современные вопросы кардиологии" (Тбилиси, 1986), Всесоюзный симпозиум по биохимии липидов (Алма-Ата, 1987), II Съезда кардиологов Узбекистана (Ташкент, 1988), Всесоюзный симпозиум "Реконструкция, стабилизация и репарация биологических мембран" (Благовещенск, 1989), Всесоюзная научной конференция "Человек-океан" (Махачкала, 1990), Научная конференция "Биохимия - медицине. Молекулярные механизмы формирования патологических состояний" (Ленинград, 1988), Научно-практическая конференция с международным участием "Актуальные вопросы профилактики неинфкцион-ных заболеваний" (Москва, 1993), 1-ый Конгресс кардиологов Центральной Азии (Бишкек, 1993), Научно-практическая конференция "Проблемы атеросклероза" (Воронеж, 1994), Международный симпозиум "Биологически активные добавки к пище - нутрицевтики - и их использование с профилактической и лечебной целью при наиболее распространенных заболеваниях" (Тюмень, 1995), Симпозиум "Полиненасыщенные жирные кислоты N-6 и N-3 семейств: медико-биологические, биохимические и биотехнологические аспекты" (Владивосток, 1995), Симпозиум, посвященный 110-летию со дня рождения академика Н.Н. Аничкова "Липопротиды и атеросклероз" (Санкт-Петербург, 1995), V Всероссийский Съезд кардиологов (Челябинск, 1996), Научно-практическая конференция "Актуальные вопросы лечения хронических форм ИБС" (Жуковский, 1996), Научно-практическая конференция "Современные аспекты кардиологии" (Воронеж, 1996), Международная конференция "Реабилитация и принципы комплексной консервативной терапии больных с заболеваниями сосудов нижних конечностей" (Кисловодск, 1997), III Международный симпозиум "Биологически активные добавки - нутрицевтики и их использование с профилактической и лечебной целью при наиболее распространенных заболеваниях" (Тюмень, 1997), 6th International Symposium on Atherosclerosis (West Berlin, 1982), Fourth International Symposium on Prostaglandins, Thromboxanes and Leukotrienes (Halle, 1984), 4th