Ендотелни клетки: обща информация. Стени на кръвоносните съдове, ендотел Съдов ендотел

Подробности

Ендотелът е интимата на кръвоносните съдове. Той изпълнява редица важни функции, включително: регулира тонуса на кръвоносните съдове, насърчава промените в техния диаметър, е сензор за увреждане на съдовата стена и може да задейства механизма на кръвосъсирването.

1. Общ план на структурата на съдовата стена.

2. Основните функции на съдовия ендотел.

• Регулиране на съдовия тонус и съдовото съпротивление
• Регулиране на кръвния поток
• Регулиране на ангиогенезата
• Осъществяване на възпалителния процес

3. Основните функции на ендотела се реализират:

1) Промяна в секреторната функция на ендотела към вазодилататорни фактори (90% се отчитат от азотен оксид).

2) Инхибиране:

• Тромбоцитни агрегации
• Адхезия на белите кръвни клетки
• Пролиферация на гладката мускулатура

Основните функции на ендотелния слой на съдовата клетка се определят от неговия синтетичен фенотип - набор от вазоактивни фактори, синтезирани от ендотела.

4. При ендотелна дисфункция се наблюдава следното:

1) Изместване на секреторната функция на ендотела към вазоконстрикторни фактори

2) Печалба:

• тромбоцитна агрегация
• адхезия на белите кръвни клетки
• пролиферация на гладкомускулни клетки

Което води до намаляване на съдовия лумен, образуване на тромби, появата на огнище на възпаление и хипертрофия на съдовата стена.

5. Регулирането на течливостта на кръвта с участието на ендотела е нормално.

6. Изместване на синтетичната активност на ендотелната клетка към прокоагулантен фенотип, когато целостта на ендотела е нарушена или възникне възпалителен процес.

7. СИНТЕЗ НА СЪДОВИЯ ЕНДОТЕЛ И ОСВОБОЖДАВА ВАЗААКТИВНИ ФАКТОРИ НА КОНТРАКТОР И ДИЛИАТОР:

8. Видове действие на вазоактивните фактори, синтезирани от ендотела на съдовата стена.

9. Основните пътища на метаболизма на арахидоновата киселина.

Циклооксигеназен път
Липооксигеназен път
Епоксигеназен път
Трансацилазен (мембранен) път

Активирането на фосфолипаза А2 (брадикинин) стимулира освобождаването на арахидонова киселина в разтворимата част на клетката и нейния метаболизъм

10. Кооперативен метод за активиране на арахидонова киселина.

11. Метаболизъм на арахидоновата киселина (АК) с участието на фосфолипаза А2 (PLA2).

==>>Възпаление.

12. Метаболити на арахидоновата киселина чрез циклооксигеназния път.

13. Механизмът на действие на нестероидните противовъзпалителни средства с аналгетичен ефект.

14. Видове циклооксигенази. Тяхното стимулиране и инхибиране.

Циклооксигеназа тип I (инхибирана от парацетамол) и тип II (инхибирана от диклофенак)

15. Механизмът на действие на простациклин (PG2) върху съдовата гладка мускулатура.

16. Схема на синтез на ендогенни канабиноиди.

Ендогенните канабиноиди (НАЕ) – (анандамид) се метаболизират до образуване на арахидонова киселина и нейното последващо разграждане.

Механизмът на действие на ендогенния канабиноид – анандамид върху съдовата стена:

Бързото разграждане в ендотела намалява потенциала за разширяване на ендоканабиноидите.

Ефектът на анандамид върху резистентността на перфузираното чревно съдово легло (A) и изолирания резистивен мезентериален съд (B).

Схема на възможен метаболитен път за анандамид, инхибиращ неговия директен вазодилатативен ефект върху съдовата гладка мускулатура.

17. Ендотел-зависима вазодилатация.

Синтез на азотен оксид: ключовият елемент е NO синтазата (конститутивна - винаги работи и индуцируема - активирана под въздействието на определени фактори)

18. Изоформи на NO синтази: невронална, индуцируема, ендотелна и митохондриална.

Структура на изоформите на азотен оксид синтаза:

mtNOS е алфа формата на nNOS, характеризираща се с фосфорилиран С-край и два променени аминокиселинни остатъка.

19. Ролята на NO синтазите в регулацията на различни функции на организма.

20. Схема на активиране на синтеза на NO и cGMP в ендотелна клетка.

21. Физиологични и хуморални фактори, които активират ендотелната форма на NO синтазата.

Фактори, определящи бионаличността на азотния оксид.

Участие на азотния оксид в реакцията на оксидативен стрес.

Ефектът на пироксинитрита върху клетъчните протеини и ензими.

22. Синтез на азотен оксид от ендотелни клетки и механизмът на дилатация на гладката мускулатура на съдовете.

23. Гуанилат циклазата е ензим, който катализира образуването на cGMP от GTP, структура и регулация. Механизмът на съдова дилатация с участието на cGMP.

24. Инхибиране на cGMP Rho-киназния път на съдовата гладкомускулна контракция.

25. Вазоактивни фактори, синтезирани от ендотела и начини за осъществяване на ефекта им върху гладката мускулатура на съдовете.

26. Откриване на ендотелин, ендогенен пептид с вазоактивни свойства.

Ендотелинът е ендогенен пептид, синтезиран от ендотелните клетки на съдовата система.

Ендотелинът е 21-членен пептид с вазоконстрикторни свойства.

Структура на ендотелин-1, семейство ендотелини: ЕТ-1, ЕТ-2, ЕТ-3.

Ендотелин:

Експресия на различни форми на пептида в тъканите:

• Ендотелин-1 (ендотел и съдова гладка мускулатура, сърдечни миоцити, бъбреци и др.)
• Ендотелин-2 (бъбреци, мозък, стомашно-чревен тракт и др.)
• Ендотелин-3 (черва, надбъбречни жлези)

Механизъм на синтез в тъканите:три различни гена -
Препроендотелин-->голям ендотелин-->ендотелини
*фуриноподобен ендопепт. ендотелинпрев. ферми
(клетъчна повърхност, вътреклетъчни визикули)
Видове рецептори и ефекти:
Eta (гладък мускул - контракция)
ETB (ендотелиум-секреция ендотелиум-фабричен експанзионен фактор свиване на гладката мускулатура)
Съдържание в тъкани и кръв: fm/мл
увеличаване 2-10 пъти на сърдечна недостатъчност, белодробна хипертония, бъбречна недостатъчност, субарахноидален кръвоизлив и др.

27. Синтез на ендотелин от ендотелни клетки и механизмът на свиване на гладката мускулатура на съдовете.

28. Механизмът на осъществяване на действието на ендотелина върху съдовата гладка мускулатура в нормални и патологични състояния.

29. Патологична роля на ендотелина.

• вазоконстрикция
• хипертрофия
• фиброза
• възпаление

30. Основните фактори на хуморалната регулация на съдовия тонус, медииращи ефекта им чрез промени в секреторната функция на ендотела.

• Катехоламини (адреналин и норепинефрин)
• Ангиотезин-ренинова система
• Ендотелиново семейство
• АТФ, АДФ
• Хистамин
• Брадикинин
• Тромбин
• Вазопресин
• Вазоактивен интензивен пептид
• Колцитонин ген свързващ пептид
• Натриуретичен пептид
• Азотен оксид

Патологията на сърдечно-съдовата система продължава да заема основно място в структурата на заболеваемостта, смъртността и първичната инвалидност, като води до намаляване на общата продължителност и влошаване качеството на живот на пациентите както по света, така и у нас. Анализът на здравните показатели на населението на Украйна показва, че заболеваемостта и смъртността от болести на кръвообращението остават високи и представляват 61,3% от общата смъртност. Ето защо разработването и прилагането на мерки, насочени към подобряване на профилактиката и лечението на сърдечно-съдовите заболявания (ССЗ), е неотложен проблем в кардиологията.

Според съвременните представи ендотелната дисфункция (ЕД) играе основна роля в патогенезата на възникването и прогресията на редица ССЗ - коронарна болест на сърцето (ИБС), артериална хипертония (АХ), хронична сърдечна недостатъчност (ХСН) и белодробна хипертония (ПХ). ).

Нормалната роля на ендотела

Както е известно, ендотелът е тънка полупропусклива мембрана, която отделя кръвния поток от по-дълбоките структури на съда, който непрекъснато произвежда огромно количество биологично активни вещества и следователно е гигантски паракринен орган.

Основната роля на ендотела е да поддържа хомеостазата чрез регулиране на противоположни процеси, протичащи в тялото:

1. съдов тонус (баланс на вазоконстрикция и вазодилатация);
2. анатомична структура на кръвоносните съдове (потенциране и инхибиране на факторите на пролиферация);
3. хемостаза (потенциране и инхибиране на факторите на фибринолизата и тромбоцитната агрегация);
4. локално възпаление (производство на про- и противовъзпалителни фактори).

Основните функции на ендотела и механизмите, чрез които той осъществява тези функции

Съдовият ендотел изпълнява редица функции (таблица), най-важната от които е регулирането на съдовия тонус. Също R.F. Furchgott и J.V. Zawadzki доказа, че съдовата релаксация след прилагане на ацетилхолин възниква поради освобождаването на ендотелен фактор на релаксация (EGF) от ендотела и активността на този процес зависи от целостта на ендотела. Ново постижение в изследването на ендотела е определянето на химическата природа на EGF - азотен оксид (NO).

Азотният оксид като фактор на ендотелна релаксация

НЕе сигнална молекула, която е неорганично вещество със свойствата на радикал. Малкият размер, липсата на заряд, добрата разтворимост във вода и липиди му осигуряват висока пропускливост през клетъчните мембрани и субклетъчните структури. Времето на живот на NO е около 6 s, след което с участието на кислород и вода се превръща в нитрат (NO2)И нитрит (NO3).

NO се образува от аминокиселината L-аргинин под въздействието на ензимите NO синтаза (NOS). Понастоящем са идентифицирани три изоформи на NOS: невронална, индуцируема и ендотелна.

Невронен NOSекспресиран в нервната тъкан, скелетните мускули, кардиомиоцитите, бронхиалния и трахеалния епител. Това е конституционален ензим, модулиран от вътреклетъчното ниво на калциевите йони и участващ в механизмите на паметта, координацията между нервната дейност и съдовия тонус и осъществяването на болкова стимулация.

Индуцируем NOSлокализиран в ендотелни клетки, кардиомиоцити, гладкомускулни клетки, хепатоцити, но основният му източник са макрофагите. Той не зависи от вътреклетъчната концентрация на калциеви йони и се активира под въздействието на различни физиологични и патологични фактори (провъзпалителни цитокини, ендотоксини) в случаите, когато това е необходимо.

ЕндотеленNOS- конституционален ензим, регулиран от нивата на калций. Когато този ензим се активира в ендотела, се синтезира физиологично ниво на NO, което води до релаксация на гладкомускулните клетки. NO, образуван от L-аргинин, с участието на ензима NOS, активира гуанилат циклазата в гладкомускулните клетки, стимулирайки синтеза на цикличен гуанозин монофосфат (c-GMP), който е основният вътреклетъчен носител в сърдечно-съдовата система и намалява съдържание на калций в тромбоцитите и гладките мускули. Следователно крайните ефекти на NO са съдова дилатация и инхибиране на активността на тромбоцитите и макрофагите. Вазопротективните функции на NO включват модулиране на освобождаването на вазоактивни модулатори, блокиране на окисляването на липопротеини с ниска плътност и потискане на адхезията на моноцити и тромбоцити към съдовата стена.

По този начин ролята на NO не се ограничава до регулирането на съдовия тонус. Проявява ангиопротективни свойства, регулира пролиферацията и апоптозата, окислителните процеси, блокира агрегацията на тромбоцитите и има фибринолитичен ефект. NO е отговорен и за противовъзпалителните ефекти.

Така, NO има многопосочни ефекти:

1. директен отрицателен инотропен ефект;
2. вазодилатативен ефект:

- антисклеротичен(инхибира клетъчната пролиферация);
- антитромботичен(предотвратява адхезията на циркулиращите тромбоцити и левкоцити към ендотела).

Ефектите на NO зависят от неговата концентрация, мястото на производство, степента на дифузия през съдовата стена, способността за взаимодействие с кислородните радикали и нивото на инактивиране.

Съществуват две нива на секреция на NO:

1. Базална секреция- при физиологични условия поддържа съдовия тонус в покой и осигурява неадхезивност на ендотела по отношение на образуваните елементи на кръвта.
2. Стимулирана секреция- повишен синтез на NO по време на динамично напрежение на мускулните елементи на съда, намалено съдържание на кислород в тъканта в отговор на освобождаването на ацетилхолин, хистамин, брадикинин, норепинефрин, АТФ и др. в кръвта, което осигурява вазодилатация в отговор на кръвта поток.

Нарушената бионаличност на NO възниква поради следните механизми:

Намален синтез (дефицит на NO субстрата - L-аргинин);
- намаляване на броя на рецепторите на повърхността на ендотелните клетки, чието дразнене обикновено води до образуването на NO;
- повишено разграждане (разрушаването на NO става преди веществото да достигне мястото на действие);
- повишаване на синтеза на ЕТ-1 и други вазоконстрикторни вещества.

В допълнение към NO, вазодилататорите, образувани в ендотела, включват простациклин, ендотелен хиперполяризиращ фактор, С-тип натриуретичен пептид и др., които играят важна роля в регулацията на съдовия тонус, когато нивата на NO намаляват.

Основните ендотелни вазоконстриктори включват ЕТ-1, серотонин, простагландин Н2 (PGN2) и тромбоксан А2. Най-известният и проучен от тях, ET-1, има директен констрикторен ефект върху стената както на артериите, така и на вените. Други вазоконстриктори включват ангиотензин II и простагландин F 2a, които действат директно върху гладкомускулните клетки.

Ендотелна дисфункция

Понастоящем ЕД се разбира като дисбаланс между медиатори, които нормално осигуряват оптималния ход на всички зависими от ендотела процеси.

Някои изследователи свързват развитието на ЕД с липсата на производство или бионаличност на NO в артериалната стена, други с дисбаланс в производството на вазодилатиращи, ангиопротективни и ангиопролиферативни фактори, от една страна, и вазоконстрикторни, протромботични и пролиферативни фактори, от една страна. другият. Основна роля в развитието на ЕД играе оксидативният стрес, производството на мощни вазоконстриктори, както и цитокини и тумор некрозисфактор, които потискат производството на NO. При продължително излагане на увреждащи фактори (хемодинамично претоварване, хипоксия, интоксикация, възпаление), ендотелната функция се изчерпва и нарушава, което води до вазоконстрикция, пролиферация и образуване на тромби в отговор на нормални стимули.

В допълнение към горните фактори, ЕД се причинява от:

Хиперхолестеролемия, хиперлипидемия;
- АГ;
- вазоспазъм;
- хипергликемия и захарен диабет;
-пушене;
- хипокинезия;
- чести стресови ситуации;
- исхемия;
- наднормено телесно тегло;
- мъжки пол;
- напреднала възраст.

Следователно основните причини за увреждане на ендотела са рискови фактори за атеросклероза, които реализират своя увреждащ ефект чрез повишени процеси на оксидативен стрес. ЕД е началният етап в патогенезата на атеросклерозата. ИнвитроУстановено е намаляване на производството на NO в ендотелните клетки по време на хиперхолестеролемия, което причинява увреждане на клетъчните мембрани от свободните радикали. Окислените липопротеини с ниска плътност увеличават експресията на адхезионни молекули на повърхността на ендотелните клетки, което води до моноцитна инфилтрация на субендотелиума.

При ED се нарушава балансът между хуморални фактори, които имат защитен ефект (NO, PGN) и фактори, които увреждат съдовата стена (ET-1, тромбоксан A 2, супероксиден анион). Една от най-значимите връзки, увредени в ендотела по време на атеросклероза, е нарушение в системата NO и инхибиране на NOS под влияние на повишени нива на холестерол и липопротеини с ниска плътност. Получената ЕД причинява вазоконстрикция, повишен клетъчен растеж, пролиферация на гладкомускулни клетки, натрупване на липиди в тях, адхезия на кръвни плочки, образуване на тромби в кръвоносните съдове и агрегация. ET-1 играе важна роля в процеса на дестабилизиране на атеросклеротичната плака, което се потвърждава от резултатите от изследването на пациенти с нестабилна стенокардия и остър миокарден инфаркт (МИ). Проучването отбелязва най-тежкия ход на острия МИ с намаляване на нивата на NO (въз основа на определянето на крайните продукти на метаболизма на NO - нитрити и нитрати) с честото развитие на остра левокамерна недостатъчност, ритъмни нарушения и образуване на хронична аневризма на лявата камера на сърцето.

Понастоящем ЕД се счита за основен механизъм за образуване на хипертония. При хипертония един от основните фактори за развитието на ЕД е хемодинамичният, който влошава ендотелиум-зависимата релаксация поради намаляване на синтеза на NO със запазена или повишена продукция на вазоконстриктори (ET-1, ангиотензин II), ускорено разграждане и промени в съдова цитоархитектура. По този начин нивото на ET-1 в кръвната плазма на пациенти с хипертония вече в началните етапи на заболяването значително надвишава това на здрави индивиди. Най-голямо значение за намаляване на тежестта на ендотелиум-зависимата вазодилатация (EDVD) се отдава на вътреклетъчния оксидативен стрес, тъй като свободнорадикалното окисление рязко намалява производството на NO от ендотелните клетки. ЕД, която пречи на нормалната регулация на мозъчното кръвообращение при пациенти с хипертония, също е свързана с висок риск от мозъчно-съдови усложнения, водещи до енцефалопатия, преходни исхемични атаки и исхемичен инсулт.

Сред известните механизми на участие на ЕД в патогенезата на CHF са следните:

1) повишена активност на ендотелния АТФ, придружена от увеличаване на синтеза на ангиотензин II;
2) потискане на ендотелната експресия на NOS и намален синтез на NO, причинени от:

Хронично намаляване на кръвния поток;
- повишени нива на провъзпалителни цитокини и тумор некрозисфактор, потискащи синтеза на NO;
- повишаване на концентрацията на свободен R(-), инактивиращ EGF-NO;
- повишаване на нивото на зависими от циклооксигеназа ендотелни констрикционни фактори, които предотвратяват разширяващия ефект на EGF-NO;
- намалена чувствителност и регулаторно влияние на мускариновите рецептори;

3) повишаване на нивото на ЕТ-1, което има вазоконстриктивен и пролиферативен ефект.

NO контролира белодробните функции като активност на макрофагите, бронхоконстрикция и дилатация на белодробните артерии. При пациенти с ПХ нивото на NO в белите дробове намалява, една от причините за което е нарушение на метаболизма на L-аргинин. По този начин при пациенти с идиопатична PH се отбелязва намаляване на нивото на L-аргинин заедно с повишаване на активността на аргиназата. Нарушеният метаболизъм на асиметричния диметиларгинин (ADMA) в белите дробове може да инициира, насърчи или поддържа хронични белодробни заболявания, включително артериална PH. Повишени нива на ADMA се наблюдават при пациенти с идиопатична ПХ, хронична тромбоемболична ПХ и ПХ при системна склероза. Понастоящем ролята на NO също се изучава активно в патогенезата на белодробните хипертонични кризи. Повишеният синтез на NO е адаптивен отговор, който противодейства на прекомерното повишаване на налягането в белодробната артерия по време на остра вазоконстрикция.

През 1998 г. се формират теоретичните основи за ново направление на фундаментални и клинични изследвания за изучаване на ЕД в патогенезата на хипертонията и други ССЗ и методите за нейната ефективна корекция.

Принципи на лечение на ендотелна дисфункция

Тъй като патологичните промени в ендотелната функция са независим предиктор за лоша прогноза при повечето ССЗ, ендотелиумът изглежда идеална цел за терапия. Целта на лечението на ЕД е да се елиминира парадоксалната вазоконстрикция и чрез повишена наличност на NO в съдовата стена да се създаде защитна среда срещу фактори, водещи до ССЗ. Основната цел е да се подобри наличието на ендогенен NO чрез стимулиране на NOS или инхибиране на разграждането.

Нелекарствени лечения

Експериментални изследвания са установили, че консумацията на храни с високо съдържание на липиди води до развитие на хипертония поради повишено образуване на свободни кислородни радикали, които инактивират NO, което налага необходимостта от ограничаване на мазнините. Високият прием на сол потиска действието на NO в периферните резистивни съдове. Физическите упражнения повишават нивата на NO при здрави индивиди и при пациенти със ССЗ, следователно добре познатите препоръки относно намаляването на приема на сол и данните за ползите от физическата активност при хипертония и коронарна артериална болест намират своята допълнителна теоретична обосновка. Смята се, че употребата на антиоксиданти (витамини С и Е) може да има положителен ефект върху ЕД. Прилагането на витамин С в доза от 2 g при пациенти с коронарна артериална болест допринася за значително краткотрайно намаляване на тежестта на ендометриалната дисплазия, което се обяснява с улавянето на кислородните радикали от витамин С и по този начин увеличаването в наличието на НЕ.

Лекарствена терапия

1. Нитрати. За терапевтични ефекти върху коронарния тонус отдавна се използват нитрати, които са способни да освобождават NO към съдовата стена, независимо от функционалното състояние на ендотела. Въпреки това, въпреки ефективността при вазодилатация и намаляване на тежестта на миокардната исхемия, употребата на лекарства от тази група не води до дългосрочно подобряване на ендотелната регулация на коронарните съдове (ритмичността на промените в съдовия тонус, което е контролирани от ендогенен NO, не могат да бъдат стимулирани от екзогенно администриран NO).
2. Инхибитори на ангиотензин-конвертиращия ензим (ACE) и инхибитори на рецептора на ангиотензин II.Ролята на системата ренин-ангиотензин-алдостерон (RAS) по отношение на ЕД е свързана главно с вазоконстрикторната ефективност на ангиотензин II. Основната локализация на АСЕ са мембраните на ендотелните клетки на съдовата стена, които съдържат 90% от общия обем на АСЕ. Именно кръвоносните съдове са основното място за превръщане на неактивния ангиотензин I в ангиотензин II. Основните блокери на RAS са АСЕ инхибиторите. В допълнение, лекарствата от тази група проявяват допълнителни вазодилатиращи свойства поради способността им да блокират разграждането на брадикинин и да повишават нивото му в кръвта, което насърчава експресията на ендотелни NOS гени, увеличавайки синтеза на NO и намалявайки неговото разрушаване.
3. Диуретици. Има доказателства, че индапамид има ефекти, които в допълнение към диуретичния ефект имат директен вазодилатиращ ефект поради антиоксидантни свойства, повишавайки бионаличността на NO и намалявайки неговото разрушаване.
4. Калциеви антагонисти.Блокирането на калциевите канали намалява пресорния ефект на най-важния вазоконстриктор ET-1, без да засяга директно NO. В допълнение, лекарствата от тази група намаляват концентрацията на вътреклетъчния калций, което стимулира секрецията на NO и причинява вазодилатация. В същото време агрегацията на тромбоцитите и експресията на адхезионни молекули се намаляват и активирането на макрофагите се потиска.
5. статини. Тъй като ЕД е фактор, водещ до развитие на атеросклероза, при заболявания, свързани с нея, е необходимо коригиране на нарушените ендотелни функции. Ефектите на статините са свързани с намаляване на нивата на холестерола, инхибиране на неговия локален синтез, инхибиране на пролиферацията на гладкомускулни клетки, активиране на синтеза на NO, което спомага за стабилизиране и предотвратяване на дестабилизация на атеросклеротичната плака, както и намаляване на вероятността от на спастични реакции. Това е потвърдено в множество клинични проучвания.
6. Л-аргинин.Аргининът е условно незаменима аминокиселина. Средната дневна нужда от L-аргинин е 5,4 g. Той е необходим прекурсор за синтеза на протеини и биологично важни молекули като орнитин, пролин, полиамини, креатин и агматин. Основната роля на аргинина в човешкото тяло обаче е, че той е субстрат за синтеза на NO. L-аргининът, получен от храната, се абсорбира в тънките черва и навлиза в черния дроб, където по-голямата част от него се използва в цикъла на орнитин. Останалата част от L-аргинин се използва като субстрат за производството на NO.

Ендотел-зависими механизмиЛ-аргинин:

Участие в синтеза на NO;
- намалена адхезия на левкоцитите към ендотела;
- намаляване на тромбоцитната агрегация;
- намаляване на нивото на ЕТ в кръвта;
- повишаване на еластичността на артериите;
- възстановяване на EDVD.

Трябва да се отбележи, че системата за синтез и освобождаване на NO от ендотела има значителни резервни възможности, но необходимостта от постоянно стимулиране на неговия синтез води до изчерпване на субстрата на NO - L-аргинин, който е нов клас ендотелни протектори - БЕЗ донори - предназначен е за попълване. Доскоро нямаше отделен клас ендотелиални защитни лекарства; лекарства от други класове с подобни плейотропни ефекти се считаха за средства, способни да коригират ЕД.

Клинични ефекти на L-аргинин като N донорО. Наличните данни показват, че ефектът на L-апгинин зависи от неговата плазмена концентрация. Когато L-апгинин се приема перорално, неговият ефект е свързан с подобряване на EDVD. L-апгининът намалява агрегацията на тромбоцитите и намалява адхезията на моноцитите. С повишаване на концентрацията на L-аргинин в кръвта, което се постига чрез интравенозно приложение, се появяват ефекти, които не са свързани с производството на NO, а високото ниво на L-аргинин в кръвната плазма води до неспецифична дилатация.

Ефект върху хиперхолестеролемията.Понастоящем има медицина, основана на доказателства за подобряване на ендотелната функция при пациенти с хиперхолестеролемия след прием на L-апгинин, потвърдено в двойно-сляпо, плацебо-контролирано проучване.

Под влияние на пероралното приложение на L-апринин при пациенти с ангина пекторис се повишава толерантността към физическа активност според 6-минутния тест за ходене и натоварването на велоергометъра. Подобни данни са получени при краткотрайна употреба на L-апгинин при пациенти с хронична исхемична болест на сърцето. След инфузия на 150 µmol/l L-апринин при пациенти с коронарна артериална болест се отбелязва увеличение на диаметъра на лумена на съда в стенотичния сегмент с 3-24%. Употребата на разтвор на аргинин за перорално приложение при пациенти със стабилна ангина пекторис II-III функционален клас (15 ml 2 пъти на ден в продължение на 2 месеца) в допълнение към традиционната терапия допринесе за значително увеличаване на тежестта на EDVD, повишена толерантност към упражнения и подобрено качество на живот. При пациенти с хипертония е доказан положителен ефект при добавяне на L-аргинин към стандартната терапия в доза 6 g/ден. Приемът на лекарството в доза от 12 g/ден спомага за намаляване на диастолното кръвно налягане. Рандомизирано, двойно-сляпо, плацебо-контролирано проучване демонстрира положителния ефект на L-апгинин върху хемодинамиката и способността за извършване на физическа активност при пациенти с артериална PH, които приемат лекарството перорално (5 g на 10 kg телесно тегло 3 пъти на ден). ден). Установено е значително повишаване на концентрацията на L-цитрилин в кръвната плазма на такива пациенти, което показва увеличение на производството на NO, както и 9% понижение на средното белодробно артериално налягане. В случай на CHF, приемането на L-аргинин в доза от 8 g/ден в продължение на 4 седмици повишава толерантността към физическо натоварване и подобрява ацетилхолин-зависимата вазодилатация на радиалната артерия.

През 2009 г. V. Bai et al. представи резултатите от мета-анализ на 13 рандомизирани проучвания, проведени за изследване на ефекта от пероралното приложение на L-аргинин върху функционалното състояние на ендотела. Тези проучвания изследват ефекта на L-апгинин в доза от 3-24 g/ден при хиперхолестеролемия, стабилна стенокардия, периферна артериална болест и CHF (продължителност на лечението от 3 дни до 6 месеца). Мета-анализ показа, че пероралното приложение на L-апгинин, дори при кратки курсове, значително увеличава тежестта на EDVD на брахиалната артерия в сравнение с показателя при приемане на плацебо, което показва подобрение на ендотелната функция.

По този начин резултатите от множество проучвания, проведени през последните години, показват възможността за ефективна и безопасна употреба на L-аргинин като активен донор на NO за елиминиране на ЕД при ССЗ.

Коноплева Л.Ф.

Собственици на патент RU 2309668:

Изобретението се отнася до медицината, а именно до функционалната диагностика и може да се използва за неинвазивно определяне на ендотелната функция. За да се направи това, трансмуралното налягане в крайника се намалява и амплитудите на плетизмографските сигнали се записват при различни налягания. Определя се налягането, при което амплитудата на плетизмографския сигнал е максимална, докато налягането се намалява до стойност, съответстваща на даден процент от максималната амплитуда, и се извършва тест за оклузия, по време на който се прилага маншет проксимално на зоната на разположения крайник. След това се създава налягане, което надвишава систоличното налягане на субекта с поне 50 mmHg, докато оклузията се извършва за най-малко 5 минути. Устройството включва двуканален сензор, който може да записва пулсови криви от периферните артерии. Устройство за създаване на налягане, конфигурирано да създава нарастващо стъпаловидно налягане в маншета. Електронен блок, конфигуриран да определя налягането в маншета, съответстващо на максималната амплитуда на плетизмографския сигнал, и да управлява единицата за генериране на налягане, за да установи налягане в маншета, съответстващо на амплитудата на плетизмографския сигнал, което е предварително определен процент от максимума амплитуда, при което сензорният блок е свързан към електронния блок, към изхода на който е свързан блок за генериране на налягане. Заявеното изобретение позволява да се повиши надеждността на оценката на ендотелната функция, независимо от кръвното налягане на пациента. 2 п. и 15 заплата f-ly, 6 ил.

Изобретението се отнася до медицината, а именно до функционалната диагностика и позволява ранно откриване на наличието на сърдечно-съдови заболявания и проследяване на ефективността на терапията. Изобретението ще позволи да се оцени състоянието на ендотела и въз основа на тази оценка да се реши въпросът за ранната диагностика на сърдечно-съдовите заболявания. Изобретението може да се използва при провеждане на широкомащабно клинично изследване на населението.

Напоследък задачата за ранно откриване на сърдечно-съдови заболявания става все по-важна. За целта се използва широк набор от диагностични средства и методи, описани в патентна и научна литература. Така патент на САЩ No. 5,343,867 разкрива метод и устройство за ранна диагностика на атеросклероза, използвайки импедансна плетизмография за идентифициране на характеристиките на пулсовата вълна в съдовете на долните крайници. Доказано е, че параметрите на кръвния поток зависят от външното налягане, приложено върху изследваната артерия. Максималната амплитуда на плетизмограмата до голяма степен се определя от стойността на трансмуралното налягане, което е разликата между кръвното налягане вътре в съда и налягането, приложено отвън с помощта на маншет на тонометър. Максималната амплитуда на сигнала се определя при нулево трансмурално налягане.

От гледна точка на структурата и физиологията на артериалните съдове това може да се представи по следния начин: налягането от маншета се предава към външната стена на артерията и балансира вътреартериалното налягане от вътрешната стена на артерията. В този случай податливостта на артериалната стена се увеличава рязко, а преминаващата пулсова вълна разтяга артерията с голямо количество, т.е. увеличаването на артериалния диаметър при същото пулсово налягане става голямо. Това явление може лесно да се види на осцилометричната крива, направена при записване на кръвното налягане. В тази крива максималната осцилация възниква, когато налягането в маншета е равно на средното артериално налягане.

Патент на САЩ No. 6322515 разкрива метод и устройство за определяне на редица параметри на сърдечно-съдовата система, включително тези, използвани за оценка на състоянието на ендотела. Тук бяха използвани фотодиоди и фотодетектори като сензор за определяне на пулсовата вълна и беше извършен анализ на фотоплетизмографски (PPG) криви, записани върху дигиталната артерия преди и след теста с реактивна хиперемия. При записването на тези криви върху оптичния сензор на пръста се поставя маншет, в който се създава налягане от 70 mm Hg.

Патент на САЩ No. 6,939,304 разкрива метод и устройство за неинвазивна оценка на ендотелната функция с помощта на PPG сензор.

Патент на САЩ No. 6,908,436 разкрива метод за оценка на състоянието на ендотела чрез измерване на скоростта на разпространение на пулсова вълна. За това се използва двуканален плетизмограф, сензори се монтират на фалангата на пръста и се създава оклузия с помощта на маншет, поставен на рамото. Промените в състоянието на артериалната стена се оценяват по забавянето на разпространението на пулсовата вълна. Закъснение от 20 ms или повече се счита за тест, потвърждаващ нормалната ендотелна функция. Забавянето се определя чрез сравнение с PPG кривата, записана на ръката, на която не е извършен тестът за оклузия. Въпреки това, недостатъците на известния метод са определянето на забавянето чрез измерване на изместването в минималната област непосредствено преди систоличното покачване, т.е. в област, която е силно променлива.

Най-близкият аналог на претендирания метод и устройство е методът и устройството за неинвазивно определяне на промените във физиологичното състояние на пациента, описани в RF патент № 2220653. Известният метод се състои в проследяване на периферния артериален тонус чрез поставяне на маншет върху пулсовите сензори и повишаване на налягането в маншета до 75 mm Hg, след това измерване на кръвното налягане с повишаване на налягането в маншета над систолното за 5 минути, след което записване на пулсова вълна с помощта на PPG метода, след което се извършва амплитуден анализ на PPG кривата по отношение на получените измервания преди и след затягане и се определя увеличението на PPG сигнала. Известното устройство включва сензор за измерване на налягането с маншет, нагревателен елемент за нагряване на повърхността на разположената област на тялото и процесор за обработка на измерените сигнали.

Известният метод и устройство обаче не позволяват висока надеждност на извършените изследвания поради ниската точност на измерванията и тяхната зависимост от колебанията в налягането на пациента.

Ендотелна дисфункция възниква при наличие на рискови фактори за сърдечно-съдови заболявания (ССЗ) като хиперхолестеролемия, артериална хипертония, тютюнопушене, хиперхомоцистеинемия, възраст и др. Установено е, че ендотелът е прицелен орган, в който патогенетично се реализират рискови фактори за развитие на ССЗ. Оценката на състоянието на ендотела е „барометър“, един поглед върху който позволява ранна диагностика на ССЗ. Такава диагностика ще ни позволи да се отдалечим от подхода, при който е необходимо да се проведат серия от биохимични тестове (определяне на нивото на холестерола, липопротеините с ниска и висока плътност, хомоцистеин и др.), За да се идентифицира наличието на рисков фактор. Икономически по-изгодно е да се направи скрининг на населението на първия етап, за да се използва интегрален показател за риска от развитие на заболяването, който е оценка на състоянието на ендотела. Оценката на състоянието на ендотела също е изключително важна за обективизиране на провежданата терапия.

Задачата, към която са насочени заявените изобретения, е да се създаде физиологично базиран, неинвазивен метод и устройство за надеждно определяне на състоянието на ендотелната функция на изследвания пациент, осигуряващ диференциран подход в зависимост от състоянието на пациента и базиран на система за преобразуване, усилване и запис на PPG сигнала под действието на оптималната стойност на дадено налягане или сила, локално приложена към локализираната артерия преди и след оклузионния тест.

Техническият резултат, който се постига при използването на претендираното устройство и метод, е да се повиши надеждността на оценката на ендотелната функция, независимо от кръвното налягане на пациента.

Техническият резултат по отношение на метода се постига чрез намаляване на трансмуралното налягане в крайника, записване на амплитудата на плетизмографските сигнали при различни налягания, определяне на налягането, при което амплитудата на PG сигнала е максимална, намаляване на налягането до стойност, съответстваща на до даден % от максималната амплитуда, провеждане на тест за оклузия, по време на който се създава налягане в маншета, поставен проксимално от местоположението на крайника, което надвишава систоличното налягане на субекта с най-малко 50 mm Hg, и се извършва оклузия навън за поне 5 минути.

Техническият резултат се подобрява от факта, че трансмуралното налягане се намалява чрез прилагане на маншет върху областта на крайника, в която се създава налягане.

Налягането върху тъканта на крайника се увеличава дискретно на стъпки от 5 mm Hg. и продължителност на стъпката от 5-10 секунди, се записва амплитудата на PG сигнала.

За да се намали трансмуралното налягане в разположената артерия, се използва механична сила, локално приложена към тъканите на крайника.

За да се намали трансмуралното налягане в разположената артерия, хидростатичното налягане се намалява чрез повдигане на крайника до определена височина спрямо нивото на сърцето.

След избиране на стойността на трансмуралното налягане, при която амплитудата на PG сигнала е 50% от максималното увеличение на PG сигнала, се създава супрасистолно налягане в оклузионния маншет, монтиран проксимално от разположената артерия, и се записва плетизмографският сигнал.

След най-малко 5 минути излагане на оклузионния маншет, монтиран проксимално от локализираната артерия, налягането в него се намалява до нула и промените в PG сигнала се записват едновременно през два референтни и тестови канала за най-малко 3 минути.

Записаният плетизмографски сигнал след теста за оклузия се анализира с помощта на едновременен амплитуден и времеви анализ въз основа на данни, получени от два референтни и тестови канала.

При извършване на амплитуден анализ, стойностите на амплитудата на сигнала в референтния и тестовия канал, скоростта на нарастване на амплитудата на сигнала в тестовия канал, съотношението на амплитудите на сигнала на получения максимум при различни стойности на трансмуралното налягане се сравняват с максималната стойност на сигнала, получена след теста за оклузия.

При извършване на времеви анализ се сравняват плетизмографските криви, получени от референтния и тестовия канал, извършва се процедура за нормализиране на сигнала и след това се определя времето на забавяне или фазовото изместване.

Техническият резултат по отношение на устройството се постига благодарение на факта, че устройството включва сензорен блок, направен двуканален и способен да записва пулсови криви от периферните артерии, блок за създаване на налягане, изпълнен с възможност за създаване на стъпаловидно нарастващо налягане в маншета и електронен блок, направен с възможност за определяне на налягането в маншета, съответстващо на максималната амплитуда на PG сигнала и управление на блока за създаване на налягане за установяване на налягане в маншета, съответстващо на амплитудата на PG сигнала, което е даден процент от увеличението на максималната амплитуда, докато сензорният блок е свързан към електронния блок, към изхода на който е свързан блокът за създаване на налягане.

Техническият резултат се подобрява от факта, че устройството за създаване на налягане е проектирано да създава стъпаловидно нарастващо налягане в маншета на стъпки от 5 mm Hg. Изкуство. и продължителност на стъпката 5-10 секунди.

Сензорният блок във всеки канал включва инфрачервен диод и фотодетектор, разположени с възможност за регистриране на светлинен сигнал, преминаващ през локационната зона.

Сензорният блок във всеки канал включва инфрачервен диод и фотодетектор, разположен с възможност за регистриране на разсеяния светлинен сигнал, отразен от зоната на локация.

Сензорният блок включва импедансни електроди или сензори на Хол или еластична тръба, пълна с електропроводим материал.

Фотодетекторът е свързан към филтър, който има способността да изолира импулсната компонента от общия сигнал.

Сензорният блок включва средство за поддържане на зададена температура на местоположението на областта на тялото.

Устройството включва течнокристален дисплей за показване на резултатите от оценката на ендотелната функция и/или интерфейс, свързан с електронен блок за предаване на данни за ендотелната функция към компютър.

Техническата същност на заявеното изобретение и възможността за постигане на технически резултат, постигнат в резултат на тяхното използване, ще бъдат по-ясни, когато се опише примерно изпълнение с позоваване на позициите на чертежите, където фигура 1 илюстрира динамиката на показателите на обемните кръвния поток и диаметъра на брахиалната артерия по време на тест за оклузия, на Фиг.2 е показана диаграма на формирането на PPG сигнал, Фиг.3 показва PPG крива, Фиг.4 показва семейство от PPG криви, получени при различни стойности ​​на трансмуралното налягане при пациенти в контролната група, Фиг.5 показва ефекта от промените в хидростатичното налягане върху амплитудата на PPG сигнала, а Фиг.6 показва схематична блокова диаграма на заявеното устройство.

Електронният блок определя налягането в маншета 1, съответстващо на максималната амплитуда на PG сигнала, и управлява блока за генериране на налягане, за да установи налягането в маншета 1, съответстващо на амплитудата на PG сигнала, което е определен процент (50%) от максималното увеличение на амплитудата. Възможна е реализация на сензорния блок в няколко варианта: при първия вариант инфрачервеният светодиод 2 и фотодетекторът 3 са разположени с възможност за регистриране на светлинния сигнал, преминаващ през локализираната зона, от противоположните страни на локализираната зона на ​крайника, във втория - инфрачервеният светодиод 2 и фотодетекторът 3 са разположени с възможност за регистриране на отразения от локализираната зона на разсеяния светлинен сигнал, от едната страна на локализирания съд.

В допълнение, сензорният блок може да бъде направен на базата на импедансни електроди или сензори на Хол или еластична тръба, напълнена с електропроводим материал.

Оценката на ендотелната функция се извършва въз основа на регистриране на PG сигнала, получен с помощта на сензорен блок, инсталиран на горните крайници на пациента, който се изследва, последвано от електрическо преобразуване на получения сигнал по време на линейно повишаване на налягането в маншета 1 ( или големината на силата, локално приложена към локализираната артерия) до максималната амплитуда на сигнала, след което налягането в маншета или локално приложената сила се фиксира и тестът за оклузия се провежда при фиксирано налягане или сила. В този случай сензорният блок е монтиран от вътрешната страна на маншета 1 или разположен в края на устройството, което създава сила в областта на проекцията на артерията върху повърхността на кожата. За автоматично задаване на това налягане се използва обратна връзка за амплитудата на PG сигнала, идващ от цифрово-аналоговия преобразувател 8 през контролера 9 към компресора 11 на блока за генериране на налягане.

Тестът за оклузия се провежда с помощта на маншет, монтиран проксимално (горната част на ръката, предмишницата, китката) спрямо артерията, която се намира (брахиална, радиална или дигитална). В този случай референтен е сигналът, получен от другия крайник, на който не се извършва тест за оклузия.

Заявеният метод за определяне на състоянието на ендотелната функция на пациента, който се изследва, включва два основни етапа: първият позволява да се получи серия от плетизмографски криви, записани при различни налягания в маншета 1 (или сили, приложени към разположената артерия), и вторият етап е самият тест за оклузия. Резултатът от първия етап е информация за вискоеластични свойства на артериалното легло и избор на налягане или сила за провеждане на оклузионен тест. Промените в амплитудата на PG сигнала под действието на приложен натиск или сила показват тонуса на гладката мускулатура на артерията и състоянието на нейните еластични компоненти (еластин и колаген). Локално приложеното налягане или сила е придружено от промяна в трансмуралното налягане, чиято величина се определя от разликата между кръвното налягане и външно приложеното налягане или сила. С намаляване на трансмуралното налягане, тонусът на гладките мускули намалява, което е придружено от увеличаване на лумена на артерията, съответно с повишаване на трансмуралното налягане се получава стесняване на артерията. Това е миогенната регулация на кръвния поток, насочена към поддържане на оптимално налягане в микроциркулационната система. Така че, когато налягането в главния съд се промени от 150 mm Hg. до 50 mm Hg в капилярите налягането остава практически непроменено.

Промяната в тонуса на гладката мускулатура се реализира не само под формата на стесняване или дилатация на артерията, но също така води до увеличаване на твърдостта или съответствието на артериалната стена. С намаляване на трансмуралното налягане гладкомускулният апарат на съдовата стена се отпуска в една или друга степен, което се проявява в PPG като увеличаване на амплитудата на сигнала. Максималната амплитуда се получава, когато трансмуралното налягане е нула. Това е показано схематично на фигура 4, където S-образната крива на деформация показва, че максималното увеличение на обема се определя при трансмурално налягане, близко до нула. При равни вълни на пулсово налягане, приложени към различни части на кривата на деформация, максималният плетизмографски сигнал се наблюдава в областта, близка до нулевата стойност на трансмуралното налягане. При пациенти от контролната група, сравними по възраст и диастолно налягане с групата хора с клинични прояви на исхемична болест, увеличението на амплитудата на сигнала с промени в трансмуралното налягане може да бъде повече от 100% (фиг. 4). Докато в групата на пациентите с коронарна болест на сърцето това увеличение на амплитудата не надвишава 10-20%.

Такава динамика на промените в амплитудата на PG сигнала при различни стойности на трансмуралното налягане може да се свърже само с особеностите на вискоеластични свойства на артериалното легло при здрави хора и пациенти със стенозираща атеросклероза на различни локализации. Тонусът на гладката мускулатура на артериите може да се разглежда предимно като вискозен компонент, докато еластиновите и колагенови влакна представляват чисто еластичен компонент на структурата на съдовата стена. Чрез намаляване на тонуса на гладките мускули, когато се приближаваме до нулеви стойности на трансмуралното налягане, изглежда намаляваме приноса на вискозния компонент на гладките мускули към кривата на деформация. Тази техника позволява не само да се извърши по-подробен анализ на кривата на деформация на еластичните компоненти на стената на артериалните съдове, но и да се регистрира феноменът на реактивна хиперемия при по-благоприятни условия след оклузионен тест.

Степента на увеличаване на диаметъра на аферентната артерия е свързана с функционирането на ендотелните клетки. Увеличаването на напрежението на срязване след тест за оклузия води до увеличаване на синтеза на азотен оксид (NO). Възниква така наречената „дилатация, предизвикана от потока“. Когато функцията на ендотелните клетки е нарушена, способността за производство на азотен оксид и други вазоактивни съединения е намалена, което води до липса на феномена на индуцирана от потока съдова дилатация. В тази ситуация не възниква пълноценна реактивна хиперемия. Понастоящем това явление се използва за откриване на ендотелна дисфункция, т.е. ендотелна дисфункция. Индуцираната от потока съдова дилатация се определя от следната последователност от събития: оклузия, повишен кръвен поток, ефектът от напрежението на срязване върху ендотелните клетки, синтез на азотен оксид (като адаптация към повишен кръвен поток) и ефектът на NO върху гладката мускулатура .

Максималният кръвен поток се постига 1-2 секунди след отстраняване на оклузията. Трябва да се отбележи, че при едновременно наблюдение на количеството кръвен поток и диаметъра на артерията, количеството на кръвния поток първоначално се увеличава и едва след това диаметърът на съда се променя (фиг. 1). След бързо (няколко секунди) достигане на максималната скорост на кръвния поток, диаметърът на артерията се увеличава, достигайки максимум след 1 минута. След което се връща към първоначалната си стойност в рамките на 2-3 минути. Използвайки примера за характеристиките на състоянието на еластичния модул на артериалната стена при пациенти с артериална хипертония, можем да направим предположение за възможното участие на първоначалната твърдост на артерията в проявата на отговора на ендотелните клетки към тест за оклузия. Не може да се изключи, че при същото производство на азотен оксид от ендотелните клетки, проявата на отговор от гладкомускулните клетки на артерията ще се определя от първоначалното състояние на модула на еластичност на артериалната стена. За нормализиране на реакцията на гладкомускулния апарат на артериалната стена е желателно първоначалната скованост на артериите при различни пациенти да е, ако не идентична, то възможно най-близка. Една от възможностите за такова обединяване на първоначалното състояние на артериалната стена е изборът на стойността на трансмуралното налягане, при която се отбелязва най-голямото му съответствие.

Оценката на резултатите от теста за оклузия според параметрите на реактивната хиперемия може да се извърши не само на брахиалната артерия, но и на по-малки съдове.

Използван е оптичен метод за определяне на зависима от потока дилатация. Методът се основава на увеличаване на оптичната плътност, свързано с пулсово увеличаване на кръвния обем на разположената артерия. Входящата пулсова вълна разтяга стените на артерията, увеличавайки диаметъра на съда. Тъй като по време на PPG оптичният сензор не регистрира промяна в диаметъра на артерията, а увеличение на обема на кръвта, което е равно на квадрата на радиуса, това измерване може да се извърши с по-голяма точност. Фигура 2 показва принципа на получаване на PPG сигнал. Фотодиодът регистрира светлинния поток, преминаващ през разположената област на тъканта на пръста. С всяка пулсова вълна артерията на пръста се разширява, увеличавайки обема на кръвта. Кръвният хемоглобин абсорбира в голяма степен инфрачервеното лъчение, което води до увеличаване на оптичната плътност. Пулсовата вълна, преминаваща през артерията, променя своя диаметър, което е основният компонент на пулсовото увеличаване на кръвния обем в локализираната област.

Фигура 3 показва PPG кривата. Можете да видите два пика на кривата, първият от които е свързан със свиването на сърцето, вторият с отразената пулсова вълна. Тази крива е получена чрез инсталиране на оптичен сензор върху последната фаланга на показалеца.

Преди да започне измерванията, компресорът 11, въз основа на сигнал от контролера 9, създава налягане в маншета 1. Налягането се увеличава на стъпки от 5 mm Hg, продължителността на всяка стъпка е 5-10 секунди. С увеличаване на налягането трансмуралното налягане намалява и когато налягането в маншета е равно на налягането в разположената артерия, то става равно на нула. На всяка стъпка се записва PPG на сигнала, идващ от фотодетектора 3. Сигналът от изхода на преобразувателя 4 се усилва в усилвателя 5 и се филтрира във филтъра 6, за да се изключат смущенията с индустриална честота от 50 Hz и. неговите хармоници. Основното усилване на сигнала се осъществява от мащабируем (инструментален) усилвател 7. Усиленото напрежение се подава към аналогово-цифровия преобразувател 8 и след това през USB интерфейса 10 към компютъра. Контролер 9 определя налягането, при което амплитудата на сигнала е максимална. Синхронното откриване се използва за подобряване на съотношението сигнал/шум.

Процедурата за оценка на ендотелната функция е разделена на две части:

1) намаляване на трансмуралното налягане чрез прилагане на натиск върху част от пръста (въздушен маншет, еластичен оклудер, механична компресия) или чрез промяна на хидростатичното налягане чрез повдигане на крайника до определена височина. Последната процедура може напълно да замести налагането на външна сила върху съдовата стена. В опростена версия за оценка на състоянието на ендотела е възможно да се елиминира сложната схема за автоматизация и само чрез повдигане и спускане на ръката да се определи средното налягане въз основа на максималната амплитуда на плетизмографския сигнал, да се достигне линейната част на кривата на съответствие (50% от максималното увеличение) и след това направете тест за оклузия. Единственият недостатък на този подход е необходимостта от позициониране на ръката и извършване на оклузия с повдигната ръка.

С намаляване на трансмуралното налягане, импулсният компонент на PPG се увеличава, което съответства на увеличаване на съответствието на изследваната артерия. При излагане на последователност от нарастващи налягания, приложени върху пръста, е възможно, от една страна, да се види тежестта на авторегулаторната реакция, а от друга страна, да се изберат оптимални условия (въз основа на стойността на трансмуралното налягане) за събиране на информация при провеждане на тест за оклузия (избиране на най-стръмния участък от кривата на артериалното съответствие);

2) създаване на оклузия на артерията чрез прилагане на супрасистолно налягане (при 30 mm Hg) за 5 минути. След бързо освобождаване на налягането в маншета, монтиран на радиалната артерия, се записва динамиката на PPG кривата (амплитуден и времеви анализ). Регистрирането на промените в PG сигнала се извършва едновременно през два референтни и тестови канала за най-малко 3 минути. При извършване на амплитуден анализ се сравняват стойностите на амплитудата на сигнала в референтния и тестовия канал, скоростта на нарастване на амплитудата на сигнала в тестовия канал, съотношението на амплитудите на сигнала, максимумът, получен при различни стойности на трансмуралния налягане, с максималната стойност на сигнала, получена след теста за оклузия. При извършване на времеви анализ се сравняват плетизмографските криви, получени от референтния и тестовия канал, извършва се процедура за нормализиране на сигнала и след това се определя времето на забавяне или фазовото изместване.

Максималните амплитуди на PPG сигналите се наблюдават при нулево трансмурално налягане (налягането, приложено към съда отвън, е равно на средното артериално налягане). Изчислението се извършва по следния начин - диастолично налягане плюс 1/3 от пулсовото налягане. Тази реакция на артерията към външно налягане не зависи от ендотела. Методът за избор на налягане, приложено външно към артерията, не само дава възможност да се проведе тест с реактивна хиперемия въз основа на динамиката на PPG сигнала в най-оптималната област на артериално съответствие, но също така има своя собствена диагностична стойност. Записването на семейство PPG криви при различни стойности на трансмуралното налягане позволява да се получи информация за реологичните характеристики на артерията. Тази информация дава възможност да се разграничат промените, свързани с авторегулаторния ефект на гладкомускулния апарат на артериалната стена под формата на увеличаване на диаметъра от еластичните свойства на артерията. Увеличаването на диаметъра на артерията води до увеличаване на постоянния компонент), поради по-големия обем кръв, разположен в локализираната област. Импулсният компонент на сигнала отразява увеличаването на кръвния обем по време на систола. Амплитудата на PPG се определя от еластичността на артериалната стена по време на преминаването на вълната на пулсовото налягане. Луменът на артерията като такъв не влияе на амплитудата на PPG сигнала. Не се наблюдава пълен паралелизъм между увеличаването на диаметъра на съда и съответствието на стената с промените в трансмуралното налягане.

При ниско трансмурално налягане артериалната стена става по-малко твърда в сравнение с нейните механични свойства, определени при физиологични стойности на кръвното налягане.

Оптимизирането на теста въз основа на трансмуралното налягане значително повишава неговата чувствителност, което прави възможно откриването на патология в най-ранните стадии на ендотелна дисфункция. Високата чувствителност на теста ще даде възможност за ефективна оценка на фармакологичната терапия, насочена към коригиране на нарушенията на ендотелната функция.

Когато налягането в маншета се увеличи до 100 mm Hg. Имаше постоянно увеличение на сигнала, максималната амплитуда на сигнала беше определена при 100 mm Hg. По-нататъшното увеличаване на налягането в маншета доведе до намаляване на амплитудата на PPG сигнала. Намалено налягане до 75 mm Hg. беше придружено от намаляване на амплитудата на PPG сигнала с 50%. Налягането в маншета също промени формата на PPG сигнала (виж Фиг. 3).

Промяната във формата на PPG сигнала се състои в рязко увеличаване на скоростта на нарастване на систоличното покачване с едновременно забавяне на началото на покачването. Тези промени във формата отразяват влиянието на маншета върху преминаването на вълната на пулсовото налягане. Това явление възниква поради изваждането на стойността на налягането на маншета от пулсовата вълна.

Повдигането на ръката спрямо „точката на равно налягане“ (нивото на сърцето) ви позволява да избегнете използването на външен натиск (напрежение) с помощта на маншет. Повдигането на ръката от „точката на равен натиск“ до позиция, протегната нагоре, увеличава амплитудата на PPG. Последващото спускане на ръката до първоначалното ниво намалява амплитудата до първоначалното ниво.

Важен фактор, влияещ върху големината на трансмуралното налягане, е гравитацията. Трансмуралното налягане в дигиталната артерия на вдигната ръка е по-малко от налягането в същата артерия, разположена на нивото на сърцето, чрез произведението на плътността на кръвта, гравитационното ускорение и разстоянието от „точката на равенство на налягането“:

където Ptrh е трансмуралното налягане в дигиталната артерия на вдигнатата ръка,

Ptrho - трансмурално налягане в дигиталната артерия, разположена на нивото на сърцето, p - кръвна плътност (1,03 g/cm), g - гравитационно ускорение (980 cm/sec), h - разстояние от точката на равно налягане до пръста артерия на повдигнатата ръка (90 см). На дадено разстояние от „точката на равенство на налягането“ налягането на стоящ човек с вдигната ръка е 66 mm Hg. под средното дигитално артериално налягане, измерено на нивото на сърцето.

По този начин трансмуралното налягане може да бъде намалено чрез увеличаване на външно приложеното налягане или чрез намаляване на налягането в съда. Намаляването на налягането в дигиталната артерия е доста лесно. За да направите това, трябва да вдигнете ръката си над нивото на сърцето. Чрез постепенно повдигане на ръката намаляваме трансмуралното налягане в дигиталната артерия. В този случай амплитудата на PPG сигнала рязко се увеличава. При вдигната ръка средното налягане в дигиталната артерия може да намалее до 30 mm Hg, докато когато ръката е на нивото на сърцето, то е 90 mm Hg. Трансмуралното налягане в артериите на крака може да бъде четири пъти по-голямо, отколкото в артериите на повдигнатата ръка. Влиянието на хидростатичното налягане върху стойността на трансмуралното налягане може да се използва във функционален тест за оценка на вискоеластични свойства на артериалната стена.

Заявените изобретения имат следните предимства:

1) налягането за извършване на тест за оклузия се избира индивидуално за всеки пациент,

2) предоставя се информация за вискоеластични свойства на артериалното легло (въз основа на зависимостта на амплитудата на PG сигнала от налягането (силата)),

3) съотношението сигнал/шум е подобрено,

4) тестът за оклузия се провежда в най-оптималната област на артериално съответствие,

5) изобретенията позволяват да се получи информация за реологичните характеристики на артерията чрез записване на семейство PPG криви при различни стойности на трансмуралното налягане,

6) изобретенията повишават чувствителността на теста и следователно надеждността на оценката на ендотелната функция,

7) правят възможно идентифицирането на патология в най-ранните етапи на ендотелна дисфункция,

8) ви позволяват надеждно да оцените ефективността на фармакотерапията.

1. Метод за неинвазивно определяне на ендотелната функция, включващ извършване на оклузионен тест, при който в маншет, поставен проксимално от локализираната област на крайника, се създава налягане, надвишаващо систолното налягане на субекта, и се извършва оклузия проведено в продължение на 5 минути, характеризиращо се с това, че на първия етап се намалява трансмуралното налягане в крайника, записват се амплитудите на плетизмографските сигнали при различни налягания, определя се налягането, при което амплитудата на плетизмографския сигнал е максимална, след което се намалява налягането до стойност, съответстваща на даден процент от максималната амплитуда, на втория етап се провежда тест за оклузия и се създава налягане, надвишаващо налягането на изпитвания субект с най-малко 50 mm Hg, след което след теста за оклузия се записва плетизмографският сигнал се анализира с помощта на едновременен анализ на амплитудата и времето, като се използват данни, получени от референтния и тестовия канал.

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че трансмуралното налягане се намалява чрез прилагане на маншет, в който се създава натиск в областта на крайника.

3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че натискът върху тъканите на крайника се увеличава дискретно на стъпки от 5 mm Hg. и продължителност на стъпката 5-10 s, едновременно се записва амплитудата на плетизмографския сигнал.

4. Методът съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че за намаляване на трансмуралното налягане в разположената артерия, хидростатичното налягане се намалява чрез повдигане на крайника до определена височина спрямо нивото на сърцето.

5. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че след избиране на стойността на трансмуралното налягане, при която амплитудата на плетизмографския сигнал е 50% от максималната възможна стойност, се създава надсистолно налягане в оклузионния маншет, монтиран проксимално от разположената артерия. и плетизмографският сигнал се записва.

6. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че след най-малко 5 минути експозиция на оклузионния маншет, монтиран проксимално от разположената артерия, налягането в него се намалява до нула и се извършва регистриране на промени в плетизмографския сигнал. извеждат едновременно в два, референтен и тестов, канала за поне 3 минути.

7. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че при извършване на амплитуден анализ се сравняват стойностите на амплитудата на сигнала в референтния и тестовия канал, скоростта на нарастване на амплитудата на сигнала в тестовия канал, съотношението на сигнала амплитуди, максимумът, получен при различни стойности на трансмуралното налягане с максималната стойност на сигнала, получен след извършване на тест за оклузия.

8. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че при извършване на времеви анализ се сравняват плетизмографските криви, получени от референтния и тестовия канал, извършва се процедурата за нормализиране на сигнала и след това се определя времето на забавяне или фазовото изместване.

9. Устройство за неинвазивно определяне на ендотелната функция, включващо двуканален сензорен блок, способен да записва пулсови криви от периферните артерии, блок за създаване на налягане, способен да създава стъпаловидно налягане в маншета, и електронен блок, способен да определя налягане в маншета, съответстващо на максималната амплитуда на плетизмографския сигнал, и контролиране на единицата за генериране на налягане, за да се установи налягане в маншета, съответстващо на амплитудата на плетизмографския сигнал, съставляващо предварително определен процент от максималната амплитуда, при което сензорният блок е свързан към електронния блок, към изхода на който е свързан блокът за генериране на налягане.

10. Устройство съгласно претенция 9, характеризиращо се с това, че блокът за създаване на налягане е конфигуриран да създава стъпаловидно нарастващо налягане в маншета със стъпка от 5 mmHg и продължителност на стъпката от 5-10 s.

11. Устройство съгласно претенция 9, характеризиращо се с това, че всеки канал на сензорния блок включва инфрачервен диод и фотодетектор, разположени с възможност за регистриране на светлинен сигнал, преминаващ през локализираната зона.

12. Устройство съгласно претенция 9, характеризиращо се с това, че всеки канал на сензорния блок включва инфрачервен диод и фотодетектор, разположен с възможност за регистриране на разсеян светлинен сигнал, отразен от зоната на местоположение.

13. Устройство съгласно претенция 9, характеризиращо се с това, че сензорният блок включва импедансни електроди, или сензори на Хол, или еластична тръба, напълнена с електропроводим материал.

14. Устройство съгласно претенция 11, характеризиращо се с това, че фотодетекторът е свързан с филтър, способен да изолира импулсната компонента от общия сигнал.

Изобретението се отнася до медицината и физиологията и може да се използва за цялостна оценка на нивото на физическата работоспособност на практически здрави лица на възраст над 6 години с различни нива на годност, които нямат здравословни ограничения.

Изобретението се отнася до медицината, а именно до функционалната диагностика и може да се използва за неинвазивно определяне на ендотелната функция

ЕНДОТЕЛ - клетъчна обвивка на вътрешната повърхност на кръвоносните, лимфните съдове и ендокарда.

Ендотелът е идентичен с плоския епител, но се развива от мезенхима (виж) и генетично не е свързан с епителната тъкан (виж). Терминът "ендотел" е въведен през 1865 г. от W. His Senior.

Структурата на ендотела до голяма степен определя характеристиките на хемодинамиката (виж). Ендотелните клетки имат диаметър 20-40 микрона, в зависимост от структурните характеристики на кръвоносните съдове (виж), дебелина 0,1-1,0 микрона; в зоната на ядрото дебелината на клетките се увеличава 4-5 пъти. Сърцевината е разположена централно, тя е повече или по-малко голяма, с кръгла или овална форма. Краищата на клетките са сравнително плътно затворени или свързани чрез назъбени връзки до пръстови връзки (интердигитация) или пълзят една върху друга като люспи. В съответствие с това ендотелните клетки, свързвайки се, могат да образуват непрекъсната линия или фенестрирани интерендотелни цепнатини. Ширината на междуендотелните празнини варира от 100 до 200 nm. В цитоплазмата на ендотелните клетки има набор от органели, микрофиламенти и микротубули, които изграждат ендотелната строма, както и множество везикули или везикули с диаметър 600-700 nm, някои от които се отварят навън (базално ) повърхност, други - към вътрешната (луминална) повърхност в лумена на съда, а трети лежат свободно в цитоплазмата, без да се свързват с плазмените мембрани. Когато везикулите се слеят, се образуват трансцелуларни тубули. При значително изтъняване на цитоплазмения слой в клетките се появяват отвори или истински пори (например в ендотела на капилярите на бъбречните гломерули). Порите, затворени от тънка плазмена мембрана (до 40 nm) или диафрагма, се наричат ​​фенестри. Те се намират в кръвоносните капиляри на бъбреците, ендокринните жлези, костния мозък и чревните въси (виж Капиляри). Fenestrae могат да бъдат намерени и в устията на везикулите на плазмалемата върху базалната повърхност на ендотелните клетки (везикули на диафрагмата).

На вътрешната повърхност на ендотела има клетъчни израстъци (микровили), диференцирани микрозони са мозаично разпределени, различни по структура, концентрация на аниони и плътност. Външната повърхност на ендотела граничи с базалната мембрана. Компонентите на базалната мембрана под формата на гликопротеини проникват в междуендотелните цепнатини. В съдовете със среден и голям калибър под ендотелиума има субендотелен слой, който е неразделна част от вътрешната обвивка на съдовата стена.

Специфичните особености на ендотела на различни видове съдове и различни органи определят разнообразието на неговите функции. Ендотелът осигурява метаболитни процеси между кръвта и тъканите чрез транспортиране на вещества през везикули, както и през пори, фенестри и междуендотелни празнини (виж Капилярна циркулация, Микроциркулация), а нискомолекулни съединения и йони се транспортират през междуклетъчните пространства и се транспортират макромолекули с помощта на везикули. В ендотела се образуват колаген, ДНК, актин, простациклин, фибринолизин, плазминоген и други вещества. Ендотелът има антигенна активност и способност за фагоцитоза (виж); влияе върху реологичните свойства на кръвта (виж Кръв, Реология); характеризиращ се с добре изразена способност за пролиферация. Промените във формата, местоположението на ендотелните клетки или локалните промени в повърхностния електрически заряд (особено във фенестрирани капиляри, например гломерули) под въздействието на външни или вътрешни патологични фактори водят до нарушаване на тяхната пропускливост (виж). Ендотелът може да стане източник на развитие на ангиоендотелиом (виж).

Библиография: Заварзин А. А. Избрани произведения, т. 1-4, М.-JI., 1950-1953; Караганов Я. Л., Керди-Варенко Н. В. и Левин В. Н., Микроангиология, Кишинев, 1982 г.; Куприянов В.В. Пътища на микроциркулацията, Кишинев, 1969 г.; X lo p i n N. G. Общи биологични и експериментални основи на хистологията, L., 1946; Шах л а-мов В. А. Капиляри, М., 1971; Shchelkunov S.I. Основни принципи на клетъчна диференциация, М., 1977; A 1 t-s с h u 1 R. Ендотел, неговото развитие, морфология, функция и патология, N. Y., 1954; Freudenberg N., Riese K. - H. a. Freudenberg M. A. Васкуларната ендотелна система, Stuttgart - N. Y., 1983; Съдов ендотел и базални мембрани, изд. от V. M. Altura, Basel - N. Y., 1980.

Какво е ендотел?
Ендотел - това са специални клетки, облицоващи вътрешната
повърхността на кръвоносните, лимфните съдове и сърдечните кухини. Той разделя кръвния поток от по-дълбоките слоеве на съдовата стена и служи като граница между тях.

От голямо значение за нормалното функциониране на различни системи на тялото, включително нервната система, е адекватното получаване на „хранителни вещества“ от всичките му клетки и неврони чрез кръвния поток.
За какво, от първостепенно значение е състоянието на големите, малките и миниатюрните съдове и особено вътрешната им стена - ендотела.

Ендотелът е активен орган. Той непрекъснато произвежда голямо количество биологично активни вещества (БАВ). Те са важни за процеса на кръвосъсирване, регулиране на съдовия тонус и стабилизиране на кръвното налягане. „Ендотелните” биологично активни вещества участват в процеса на мозъчен метаболизъм и са важни за филтрационната функция на бъбреците и контрактилитета на миокарда.

Специална роля принадлежи на състоянието на ендотелната цялост. Въпреки че не е увреден, той активно синтезира различни БАН фактори.
Анти-съсирването, в същото време разширява кръвоносните съдове и предотвратява растежа на гладките мускули, което може да стесни този лумен.
Здравият ендотел синтезира оптималното количество азотен оксид (NO), който поддържа кръвоносните съдове в състояние на разширение и осигурява адекватен кръвен поток, особено към мозъка.

NO е активен ангиопротектор, помага за предотвратяване на патологично преструктуриране на съдовата стена, прогресиране на атеросклероза и артериална хипертония, антиоксидант, инхибитор на тромбоцитната агрегация и адхезия.

Ендотелът синтезира фактори, участващи в съсирването на кръвта (тромбомодулин, фактор на фон Вилебранд, тромбоспондин).
По този начин биологично активните вещества, които постоянно се произвеждат от ендотела, са основата за адекватен кръвен поток. Те засягат състоянието на съдовата стена (спазъм или релаксация) и активността на коагулационните фактори.

Нормално функциониращият ендотел предотвратява адхезията на тромбоцитите (залепването им към съдовата стена), агрегацията на тромбоцитите (залепването им заедно), намалява коагулацията на кръвта и спазма на кръвоносните съдове.

Но когато структурата му се промени, настъпват и функционални нарушения. Ендотелът "произвежда" вредни активни вещества - агрегати, коагуланти, вазоконстриктори - повече от необходимото. Те оказват неблагоприятно влияние върху функционирането на цялата кръвоносна система и водят до заболявания, включително исхемична болест на сърцето, атеросклероза, артериална хипертония и др.
Дисбаланс в производството на активни вещества се нарича ендотелна дисфункция (ЕД).
DE води до микро- и макроангиопатия. При захарен диабет микроангиопатията води до развитие на ретино- и нефропатия, макроангиопатията води до развитие на атеросклероза с увреждане на съдовете на сърцето, мозъка, периферните артерии на крайниците, най-често долните. Всяка ангиопатия се характеризира с триада на Вирхов - промени в ендотела, нарушения на кръвосъсирването и антикоагулационната система и забавяне на кръвния поток.
DE е дисбаланс между производството на вазодилатиращи (вазодилататорни), антитромботични, ангиопротективни фактори, от една страна, и вазоконстрикторни (вазоконстрикторни), протромбични, пролиферативни фактори, от друга.

DE е, от една страна, един от важните патогенетични механизми

Колкото по-изразено е, толкова повече мозъчните (и всички други органи и тъкани) съдове, особено малките и малки, страдат. Нарушава се микроциркулацията и клетките, които получават необходимото хранене.

Косвено, тежестта на DE може да се определи от определени биохимични показатели на кръвта - нивото на факторите, които увреждат ендотела. Те се наричат ​​медиатори на ендотелно увреждане.

Навременното идентифициране на показатели за увреждане на ендотела ще позволи навременни мерки за тяхното намаляване и по-ефективно провеждане на първична и вторична профилактика на различни заболявания на кръвоносната система и съдови заболявания на мозъка.

Проверка: 4b3029e9e97268e2