Скачать статью

DOI 10.23648/UMBJ.2018.32.22685

УДК 616.1:616-018.74-092

РОЛЬ ЭНДОТЕЛИАЛЬНОЙ ДИСФУНКЦИИ В ПАТОЛОГИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

О.Г. Радайкина, А.П. Власов, Н.А. Мышкина

ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет
им. Н.П. Огарева», г. Саранск, Россия

е-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Обзор литературы посвящен роли эндотелиальной дисфункции в развитии сердечно-сосудистых заболеваний: гипертонической болезни, атеросклероза, ишемической болезни сердца, хронической сердечной недостаточности. Цель обзора – определить вклад дисфункции эндотелия в патогенез данных заболеваний.

Эндотелий рассмотрен как единый паракринный орган, распределенный по всей поверхности человеческого тела. Проанализировано функционирование эндотелия в физиологических условиях и факторы, влияющие на нарушение его функционирования. Описана выработка эндотелиальными клетками разнонаправленных медиаторов, в т.ч. оксида азота, и вскрыты их функции. Оксид азота представлен как универсальный ключевой ангиопротективный фактор и антиатеросклеротический агент. Выявлена определяющая роль гемодинамического фактора в выработке оксида азота на начальных этапах гипертонической болезни. Описан процесс синтеза оксида азота, образования промежуточных веществ и их влияния на сосуды. Установлено модулирующее влияние оксида азота на другие медиаторы, его участие в регуляции ремоделирования и развития атеросклеротических изменений сосудистой стенки. Рассмотрена реакция эндотелия на снижение выработки оксида азота в ответ на действие факторов, приводящих к повреждению эндотелия. Выявлена роль других вазодилатирующих агентов при снижении уровня оксида азота. В частности, роль ангиотензина II, оказывающего мощное вазоконстрикторное действие на артериальные сосуды, стимулирующего выработку цитокинов и тем самым инициирующего воспалительный процесс в сосудистой стенке. Рассмотрены некоторые медикаментозные и немедикаментозные пути улучшения функций эндотелия.

Ключевые слова: эндотелий, дисфункция эндотелия, оксид азота, патология сердечно-сосудистой системы.

Литература

1. Алмазов В.А., Беркович О.А., Сытникова М.Ю. Эндотелиальная дисфункция у больных с дебютом ишемической болезни сердца в разном возрасте. Кардиология. 2001; 5 (41): 26–29.

2. Бабак О.Я., Шапошникова Ю.Н., Немцова В.Д. Артериальная гипертензия и ишемическая болезнь сердца – эндотелиальная дисфункция: современное состояние вопроса. Украинский терапевтический журнал. 2004; 1: 14–21.

3. Белоусов Ю.Б., Намсараев Ж.Н. Эндотелиальная дисфункция как причина атеросклеротических поражений артерий при артериальной гипертензии: методы коррекции. Фарматека. 2004; 6 (84): 9–10.

4. Сторожаков Г.И., Верещагина Г.С., Малышева Н.В. Эндотелиальная дисфункция при артериальной гипертонии у пациентов пожилого возраста. Клиническая геронтология. 2003; 1 (9): 23–28.

5. Щапова Н.Н. Прогностическое значение эндотелиальной дисфункции и психоэмоциональных нарушений у пациентов с ишемической болезнью сердца и артериальной гипертензией в развитии отдаленных сердечно-сосудистых событий: дис. … канд. мед. наук. Иваново; 2013. 157.

6. Коркушко О.В., Лишневская В.Ю. Эндотелиальная дисфункция. Кровообращение и гемостаз. 2003; 2: 4–15.

7. Ющук Е.Н., Васюк Ю.А., Хадзегова А.Б., Филиппов П.Г., Иванова С.В., Школьник Е.Л., Куликов К.Г., Дударенко О.П. Эндотелиальная дисфункция при заболеваниях сердечно-сосудистой системы и методы ее коррекции. Клиническая фармакология и терапия. 2005; 3 (14): 85–88.

8. Born G., Schwartz С. Vascular endothelium. Stuttgart: Schattauer; 1997. 390.

9. Лизогуб В.Г., Кузько Н.В. Ишемическая болезнь сердца. Киев: Здоровье; 2007: 7–14.

10. Лутай М.И. Атеросклероз: современный взгляд на патогенез. Украинский кардиологический журнал. 2004; 1: 22–34.

11. Cosentino F., Patton S., d’Uscio L.V., Werner E.R., Werner-Felmayer G., Moreau P., Malinski T., Luscher T.F. Tetrahydrobiopterin alters superoxide and nitric oxide release in prehypertensive rats. J. Clin. Invest. 1998; 191: 1530–1537.

12. Grundy S. Age as a risk factor: you are as old as tour arteries. The American J. of Cardiology. 1999; 5 (83): 1455–1457.

13. Братусь В.В. Оксид азота как регулятор защитных и гомеостатических реакций организма. Украинский ревматологический журнал. 2003; 4: 3–11.

14. Harrison D.G. Cellular and molecular mechanisms of endothelial cell dysfunction. J. Clin. Invest. 1997; 19: 23–27.

15. Luscher T.F., Tschudi M.R., Wenzel R.R., Noll G. Endotheliale dysfunction und stickstoffmonoxid (NO; Nitric Oxide). Internist. 1997; 38: 411–419.

16. Затейщиков Д.А., Манушкина Л.О., Кудряшова О.Ю., Чистяков Д.А., Носиков В.В., Баринов В.Г., Шимбалова Т.Е., Затейщикова А.А., Пересыпко М.К., Сидоренко Б.А. Полиморфизм генов NO-синтетазы и рецептора ангиотензина ІІ 1-го типа и эндотелиальный гемостаз у больных ишемической болезнью сердца. Кардиология. 2000; 11 (40): 28–32.

17. Austin M.A. Plasma triglyceride and coronary heart disease. Arterioscler Thromb. 1991; 11: 12–14.

18. Galle J., Heermeier K. Angiotensin II and oxidized LDL: an unholy alliance creating oxidative stress. Nephrol Dial Transplant. 1999; 14: 2585–2589.

19. Harrison D.G. Endothelial function and oxidant stress. Clin. Cardiol. 1997; 20: 11–17.

20. Lusher T.E., Barton M. Biology of the endothelium. Clin. Cardiol. 1997; 10 (suppl. II): 3–10.

21. Panza J.A., Casino P.R., Kilcoyne C.M., Quyyumi A.A. Role of endothelium-derived nitric oxide in the abnormal endothelium-dependent vascular relaxation of patients with essential hypertension. Circulation. 1993; 87: 1468–1474.

22. Vanhoutte P.M., Boulanger C.M., Mombouli J.V. Endothelium – derivative relaxing genes and inhibition of an enzyme of conversion. J. Cardiol. 1995; 24: 3–12.

23. Zeiher A.M., Fisslthaler B., Schray U., Busse R. Nitric oxide modulates the expression of monocyte chemoattractant protein 1 in cultured human endothelial cells. Circ. Res. 1995; 76: 86–98.

24. Stamler J.S. Redox signaling: nitrosylation and related target interactions of nitric oxide. Cell. 1994; 74: 931–938.

25. Dzau V.J. Tissue Angiotensin and Pathobiology of Vascular Disease. Hypertension. 2001; 37: 1047.

26. Baudin B., Berard M., Carrier J.L., Legran Y., Drouet L. The vascular origin of coordinates is determined angiotensin I expression of an enzyme with conversion in endothelial cells. Hypertension. 1997; 29: 124–131.

27. Clozel M., Kuhn H., Hefti F., Baumgartner H.R. Endothelial dysfunction and subendothelial monocyte macrophages in hypertension. Effect of angiotensin converting enzyme inhibition. Hypertension. 1991; 18: 132–141.

28. Creager M.A., Cooke J.P., Mendelsohn M.E. Impaired vasodilation of forearm resistance vessels in hypercholesterolemic humans. J. Clin. Invest. 1990; 86: 228–234.

29. Johnstone M.T., Creager S.J., Scales K.M., Cusco J.A., Lee B.K., Creager M.A. Impaired endothelium-dependent vasodilation in patients with insulin-dependent diabetes mellitus. Circulation. 1993; 88: 2510–2516.

30. Zeiher A.M., Schachinger V., Minners J. Long-term сigarette smoking impairs endothelium-dependent coronary arterial vasodilator function. Circulation. 1995; 92: 1094–1100.

31. Chambers J.C., McGregor A., Jean-Marie J., Obeid O.A., Kooner O.A. Demonstration of Rapid Onset Vascular Endothelial Dysfunction After Hyperhomocysteinemia: An Effect Reversible With Vitamin C Therapy. Circulation. 1999: 1156–1160.

32. Yoshida A., Nakao S., Kobayashi M., Kobayashi H. Flow-Mediated Vasodilation and Plasma Fibronectin Levels in Preeclampsia. Hypertension. 2000; 36: 400–404.

33. Maiorana A., O'Driscoll G., Dembo L., Cheetham C., Goodman C., Taylor R., Green D. Effect of aerobic and resistance exercise training on vascular function in heart failure. Am J. Physiol. 2000; 279: 1999–2005.

34. Quyyumi A.A., Dakak N., Andrews N.P., Husain S., Arora S., Gilligan D.M., Panza J.A., Cannon R.O. Nitric oxide activity in the human coronary circulation: impact of risk factors for coronary atherosclerosis. J. Clin. Invest. 1995; 95: 1747–1755.

35. Cai H., Harrison D.G. Endothelial Dysfunction in Cardiovascular Diseases: The Role of Oxidant Stress. Circ. Res. 2000; 87: 840.

36. Kerr S., Brosnan M.J., McIntyre M., Reid J.L., Dominiczak A.F., Hamilton C.A. Superoxide anion production is increased in a model of genetic hypertension: role of the endothelium. Hypertension. 1999; 33: 1353–1358.

37. Rubanyi G.M., Vanhoutte P.M. Superoxide anions and hyperoxia inactivate endothelium-derived relaxing factor. Am J. Physiol. 1986; 250: 822–827.

38. Casino P.R., Kilcoyne C.M., Quyyumi A.A., Hoeg J.M., Panza J.A. Investigation of decreased availability of nitric oxide precursor as the mechanism responsible for impaired endothelium-dependent vasodilation in hypercholesterolemic patients. JACC. 1994; 23: 844–850.

39. Panza J.A., Quyumi A., Callahan T., Epstein S.E. Effect of antihypertensive treatment on endothelium-dependent vascular relaxation in patients with essential hypertension. JACC. 1993; 21: 1145–1151.

40. Lind L., Grantsam S., Millgard J. Endothelium-dependent vasodilation in hypertension – A review. Blood Pressure. 2000; 9: 4–15.

41. Momboli J.V., Vanhoutte P.M. Endothelial function after converting-enzyme inhibition. Medicographia. 1996; 1 (18): 35–40.

42. Benzuly K.H., Padgett R.C., Koul S., Piegors D.J., Armstrong M.L. Functional improvement precedes structural regression of atherosclerosis. Circulation. 1994; 89: 1810–1818.

43. Davis S.F., Yeung A.C., Meridith I.T., Charbonneau F., Ganz P., Selwyn A.P., Anderson T.J. Early endothelial dysfunction predicts the development ottransplant coronary artery disease at I year posttransplant. Circulation. 1996; 93: 457–462.

44. Celemajer D.S., Sorensen K.E., Georgakopoulos D. Cigarette smoking is associated with dose-related and potentially reversible inpairement of endothelium-dependent dilation in healthy young adults. Circulation. 1993; 88: 2140–2155.

45. Vogel R.A., Coretti M.C., Ploinic G.D. Effect of single high-fat meal on endothelial hinction in healthy subject. Amer. J. Cardiol. 1997; 79: 350–354.

46. Azen S.P., Qian D., Mack W.J., Sevanian A., Selzer R.H., Liu C.R., Liu C.H., Hodis H.N. Effect of supplementary antioxidant vitamin intake on carotid arterial wall intima-media thickness in a controlled clinical trial of cholesterol lowering. Circulation. 1996; 94: 2369–2372.

47. Levine G.V., Erei B., Koulouris S.N., Gerhard M.D., Keaney J.F., Vita J.A. Ascorbic acid reverses endothelial vasomotor dysfunction in patients with coronary artery discase. Circulation. 1996; 93: 1107–1113.

48. Homing B., Maier V., Drexler H. Physical training improves endothelial function in patients with chronic heart failure. Circulation. 1996; 93: 210–214.

49. Jensen-Urstad K.J., Reichard P.G., Rosfors J.S., Lindblad L.E., Jensen-Urstad M.T. Early atherosclerosis is retarded by improved long-term blood-glucose control in patients with IDDM. Diabetes. 1996; 45: 1253–1258.

50. Scandinavian Simvastatin Sunnval Study Investigators. Randomiseci trial cholesterol lowering in 4444 patients with coronary heart disease: The Scandinavian Sinivastatin Survival Study (4S). Lancet. 1994; 344: 1383–1389.

51. Crcager M.A., Gallagher S.J., Girerd X.J., Coleman S.M., Dzau V.J., Cooke J.P. L-arginine improves endothelium-dependent vasodilation in hypercholcsterolcrnic humans. J. Clin. Invest. 1992; 90: 1242–1253.

Download article

DOI 10.23648/UMBJ.2018.32.22685

ROLE OF ENDOTHELIAL DYSFUNCTION IN CARDIOVASCULAR SYSTEM PATHOLOGY

O.G. Radaykina, A.P. Vlasov, N.A. Myshkina

Ogarev Mordovia State University, Saransk, Russia

е-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

The literature review focuses on the role of endothelial dysfunction in cardiovascular diseases: hypertension, atherosclerosis, coronary heart disease, and chronic heart failure. The purpose of the review is to determine the role of endothelial dysfunction in the pathogenesis of these diseases.

The endothelium is considered as a single paracrine organ distributed over the entire surface of the human body. Endothelium functioning under physiological conditions and factors affecting its functioning are analyzed. The production of multidirectional mediators (including nitric oxide) by endothelial cells and their functions is revealed. Nitric oxide is presented as a universal key angioprotective factor and an anti-atherosclerotic agent. The crucial role of the hemodynamic factor in the production of nitric oxide in the initial stages of hypertension is revealed. The process of nitric oxide synthesis, intermediate substance formation and their effect on the vessels is described. The modulating effect of nitric oxide on other mediators, its role in remodeling regulation and the development of atherosclerotic changes in the vascular wall is established. The endothelium reaction to decrease in nitric oxide production in response to factors leading to endothelium damage is considered. The role of other vasodilating agents in case of decrease in nitric oxide level is revealed, e.g., the role of angiotensin II, which has a powerful vasoconstrictor effect on arterial vessels, stimulates the cytokine production and, thus, initiates an inflammatory process in vascular walls. Some pharmacological and drug-free ways to improve endothelium functions are considered.

Keywords: endothelium, endothelium dysfunction, nitric oxide, cardiovascular pathology.

References

1. Almazov V.A., Berkovich O.A., Sytnikova M.Yu. Endotelial'naya disfunktsiya u bol'nykh s debyutom ishemicheskoy bolezni serdtsa v raznom vozraste [Endothelial dysfunction in patients with debut coronary heart disease at various age]. Kardiologiya. 2001; 5 (41): 26–29 (in Russian).

2. Babak O.Ya., Shaposhnikova Yu.N., Nemtsova V.D. Arterial'naya gipertenziya i ishemicheskaya bolezn' serdtsa – endotelial'naya disfunktsiya: sovremennoe sostoyanie voprosa [Arterial hypertension and coronary heart disease – endothelial dysfunction: Current state of the problem]. Ukrainskiy terapevticheskiy zhurnal. 2004; 1: 14–21 (in Russian).

3. Belousov Yu.B., Namsaraev Zh.N. Endotelial'naya disfunktsiya kak prichina ateroskleroticheskikh porazheniy arteriy pri arterial'noy gipertenzii: metody korrektsii [Endothelial dysfunction as a cause of atherosclerotic arterial lesions in hypertension: Correction methods]. Farmateka. 2004; 6 (84): 9–10 (in Russian).

4. Storozhakov G.I., Vereshchagina G.S., Malysheva N.V. Endotelial'naya disfunktsiya pri arterial'noy gipertonii u patsientov pozhilogo vozrasta [Endothelial dysfunction in elderly patients with arterial hypertension]. Klinicheskaya gerontologiya. 2003; 1 (9): 23–28 (in Russian).

5. Shchapova N.N. Prognosticheskoe znachenie endotelial'noy disfunktsii i psikhoemotsional'nykh narusheniy u patsientov s ishemicheskoy bolezn'yu serdtsa i arterial'noy gipertenziey v razvitii otdalennykh serdechno-sosudistykh sobytiy [Prognostic value of endothelial dysfunction and psycho-emotional disorders in the development of remote cardiovascular events in patients with coronary heart disease and arterial hypertension]: dis. … kand. med. nauk. Ivanovo; 2013. 157 (in Russian).

6. Korkushko O.V., Lishnevskaya V.Yu. Endotelial'naya disfunktsiya [Endothelial dysfunction]. Krovoobrashchenie i gemostaz. 2003; 2: 4–15 (in Russian).

7. Yushchuk E.N., Vasyuk Yu.A., Khadzegova A.B., Filippov P.G., Ivanova S.V., Shkol'nik E.L., Kulikov K.G., Dudarenko O.P. Endotelial'naya disfunktsiya pri zabolevaniyakh serdechno-sosudistoy sistemy i metody ee korrektsii [Endothelial dysfunction in cardiovascular diseases and methods for its correction]. Klinicheskaya farmakologiya i terapiya. 2005; 3 (14): 85–88 (in Russian).

8. Born G., Schwartz С. Vascular endothelium. Stuttgart: Schattauer; 1997. 390.

9. Lizogub V.G., Kuz'ko N.V. Ishemicheskaya bolezn' serdtsa [Coronary heart disease]. Kiev: Zdorov'e; 2007: 7–14 (in Russian).

10. Lutay M.I. Ateroskleroz: sovremennyy vzglyad na patogenez [Atherosclerosis: Modern view on pathogenesis]. Ukrainskiy kardiologicheskiy zhurnal. 2004; 1: 22–34 (in Russian).

12. Grundy S. Age as a risk factor: you are as old as tour arteries. The American J. of Cardiology. 1999; 5 (83): 1455–1457.

13. Bratus' V.V. Oksid azota kak regulyator zashchitnykh i gomeostaticheskikh reaktsiy organizma [Nitric oxide as a regulator of protective and homeostatic reactions in the body]. Ukrainskiy revmatologicheskiy zhurnal. 2003; 4: 3–11 (in Russian).

14. Harrison D.G. Cellular and molecular mechanisms of endothelial cell dysfunction. J. Clin. Invest. 1997; 19: 23–27.

15. Luscher T.F., Tschudi M.R., Wenzel R.R., Noll G. Endotheliale dysfunction und stickstoffmonoxid (NO; Nitric Oxide). Internist. 1997; 38: 411–419.

16. Zateyshchikov D.A., Manushkina L.O., Kudryashova O.Yu., Chistyakov D.A., Nosikov V.V., Barinov V.G., Shimbalova T.E., Zateyshchikova A.A., Peresypko M.K., Sidorenko B.A. Polimorfizm genov NO-sintetazy i retseptora angiotenzina ІІ 1-go tipa i endotelial'nyy gemostaz u bol'nykh ishemicheskoy bolezn'yu serdtsa [Polymorphism of NO-synthase genes and angiotensin II type 1 receptor and endothelial hemostasis in patients with coronary heart disease]. Kardiologiya. 2000; 11 (40): 28–32 (in Russian).