Инфаркт миокарда и воспаление

И. И. Чукаева, Богова О. Т., Корочкин И. М., Алешкин В. А., Литвинова С. Н.
Кафедра факультетской терапии педиатрического факультета РГМУ
Городская клиническая больница № 13
НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского.

При инфаркте миокарда (ИМ) ремоделирование обусловлено некрозом миокарда, точнее особенностями его формирования, процессами деструкции и репарации. Эти процессы неразрывно связаны с понятием "воспаление".

Биологический смысл воспаления как эволюционно сложившегося процесса заключается в отграничении и ликвидации очага повреждения и вызвавших его патогенных факторов [11]. Воспалительной реакцией организм отвечает как на экзогенные, так и на эндогенные патологические раздражители.

Среди факторов, обусловливающих изменения при воспалении, большое значение имеют так называемые реактанты острой фазы. Эти вещества появляются через 4 - 6 часов после разнообразных повреждений тканей. Их делят на позитивные и негативные. К позитивным относятся те, которые появляются в крови или содержание которых в тканях возрастает. Среди них наибольшее значение имеют С-реактивный белок (CRP), ИЛ-I, a-1-гликопротеид, Т-кининоген, апоферритин, пептидогликаны. Негативными называют те вещества этой группы, содержание которых в тканях при их повреждении снижается (альбумин и трансферрин). Большинство из реактантов острой фазы позитивной группы синтезируется макрофагами, гепатоцитами и другими клетками [20, 24].

Смысл острофазового ответа заключается в том, чтобы помочь организму восстановить нарушенный гомеостаз путем контроля за кровопотерей, отграничения зоны повреждения и резорбции некротических тканей, связывания и удаления избыточного количества тканевых протеаз и экзогенных субстанций, создания условий для репарации.

Ведущую роль в острофазовом ответе играют изменения в 4-х протеолитических медиаторных системах: в системе свертывания, в системе комплемента, в калликреин-кининовой и плазминовой системах. При взаимодействии этих систем происходит активация молекул комплемента и кининов с последующей опсонизацией, хемотаксисом, дегрануляцией тучных клеток, увеличением проницаемости сосудистой стенки и расширением сосудистого просвета и, как следствие всего этого, активный фагоцитоз. Фагоцитирующие макрофаги и нейтрофилы выделяют кислые и нейтральные лизосомальные протеазы, которые играют большую роль в повреждении посредством протеолитической активации медиаторов. Многообразие протеолитических ферментов нейтрофилов обеспечивает их действие на различные белковые субстраты. Сюда относятся, в частности, компоненты соединительной ткани (коллаген, эластин, пептидные элементы протеогликанов, фибрин, иммуноглобулины и др.). При этом известно, что на ранних стадиях повреждения ведущую роль в деполимеризации нативных белков играют сериновые протеазы - катепсин и эластаза; оба эти фермента характеризуются широкой субстратной специфичностью. Другой продукт лейкоцитов, так называемый лейкоцитарный катионный белок, может связывать С-реактивный белок и таким образом активировать комплемент [14]. Перечисленные выше процессы контролируются рядом белков - ингибиторов острой фазы.

Плазма крови человека содержит две важные группы протеазных ингибиторов, принимающих участие в процессах, происходящих при воспалительном, опухолевом, бактериальном и прочих повреждениях. Первая из них включает СI-ингибитор, факторы I и Н, которые ингибируют комплементный каскад по классическому и альтернативному путям, и антитромбин-III, инактивирующий тромбин, участвуя в системе свертывания крови. Причем, концентрация последнего если и увеличивается в острофазовом ответе, то незначительно, в связи с резким и значительным возрастанием его потребления. Вторая группа протеазных ингибиторов изначально связана с ингибицией продуктов фагоцитирующих клеток: a-1-антитрипсин (a-1-АТ), специфически связывает нейтральные протеазы из лизосом лейкоцитов, коллагенозу и эластазу, a-1-антихимотрипсин (a-1-АСТ) активен в отношении катепсина G, а гаптоглобин (Нр) ингибируют лизосомальные тиольные протеазы, катепсины B, H, I. Воздействие нейтральных и кислых протеаз на субстрат с активацией патологических процессов делает вышеназванную группу ингибиторов протеаз чрезвычайно важной не только в ограничении протеолитического повреждения тканей, но и в контроле положительной обратной связи [30].

Преимущественное выведение продуктов повреждения осуществляется транспортными белками плазмы крови: церулоплазмином (Ср), гаптоглобином (Нр), сывороточным амилоидом-А (SAA), СRP. Ср активен как в случае связывания супероксидных радикалов, освобождающихся во время фагоцитоза, так и в предупреждении аутоокисления липидов в разрушенных мембранах клеток. Нр играет важную роль в связывании гемоглобина (Нb), образующегося в результате разрушения эритроцитов при повреждении. SAA - аполипопротеин, присутствующий в большом количестве в HDL-3-фракции (третья фракция липопротеидов высокой плотности), по-видимому, является рецептором для выведения HI – связанного холестерина из циркуляции; количество последнего резко возрастает при повреждении, за счет накопления его в результате фагоцитоза макрофагами мембран разрушенных клеток. Другим белком, способствующим удалению фрагментов поврежденных клеток и продуктов их распада за счет связывания с липопротеидами низкой и относительно низкой плотности, является CRP [14]. В то же время, в последние годы обнаружено участие этого белка в регуляции функции иммунокомпетентных клеток - моноцитов, Т-клеток, естественных киллеров, клеток супрессоров и нуль-клеток за счет связывания с Fc-рецептором на поверхности указанных клеток [30]. В эту же группу иммунорегуляторов входит a-1-кислый-гликопротеин–орозомукоид, характеризующийся определенной иммуномодулирующей активностью. Проведенные исследования показали [22], что этот белок супрессирует ответ лимфоцитов на некоторые виды митогенов, антительный ответ и клеточно-опосредованную цитотоксичность. При этом следует подчеркнуть, что наиболее выраженными иммунорегуляторными свойствами обладают агалактоасиаловые формы орозомукоида, образующиеся, в частности, при опухолевой патологии [18].

Белки острой фазы (БОФ) являются прежде всего ингибиторами и дезактиваторами тех ферментов, которые освобождаются при деструкции клеток и могут приводить к вторичному повреждению ткани [2].

Среди белков острой фазы выделяют следующие группы: белки- медиаторы, белки-ингибиторы, транспортные, иммунорегуляторы, репараторы и резорбаторы [1]. Один белок по своим функциональным свойствам может относиться сразу к нескольким группам.

Роль БОФ в острофазовом ответе представлена в таблице [14, 30].

Таблица. Роль БОФ в острофазовом ответе

Белки

Функция

Медиаторы

С-реактивный белок

Связывание лиганда, активация комплемента

Компоненты комплемента: С1, С2, С3, С4, С5, С9, фактор В

Опсонизация, хемотаксис, дегрануляция тучных клеток

Калликреин

Усиление сосудистой проницаемости и вазодилатация

Кинины, фактор VIII, протромбин

--

Фибриноген

Свертывание крови, образование фибринного матрикса для репарации

Плазминоген

Протеолитическая активация комплемента и свертывающей системы крови

Ингибиторы

Антитромбин-III

Контроль действия медиаторов

CI-ингибитор, факторы I и Н

--

a-1-антитрипсин

Связывает коллагеназу, эластазу

a-1-антихимотрипсин

Связывает катепсин

Гаптоглобин

Связывает катепсин В, Н, I

Транспортные

Гаптоглобин

Связывание гемоглобина

Сывороточный амилоид-А

Связывание холестерина

Церулоплазмин

Связывание кислорода

С-реактивный бедок

Связывание LDL (липопротеидов низкой плотности)

Иммуномодуляторы

С-реактивный белок

Взаимодействие с Т- и В-клетками, ингибитор Т-клеток

Орозомукоид

--

Репараторы и резорбаторы

Орозомукоид

Активация роста фибробластов, взаимодействие с коллагеном

a-1-антитрипсин

Ограничение поверхности вновь образованных эластических волокон

a-1-антихимотрипсин, СI-ингибитор

--

Во время острофазового ответа концентрация БОФ в крови резко повышается, причем, в зависимости от силы и времени ответа белки острой фазы подразделяются на: очень сильные - "эффектные" (время ответа 6 - 10 часов, увеличение концентрации БОФ в 20 - 1000 раз), сильные (время ответа 10 - 24 часа, повышение концентрации БОФ в 2 - 5 раз) и слабые (время ответа 49 - 72 часа, повышение концентрации БОФ на 30 - 60 %) [5].

К первой группе относятся С-реактивный белок и сывороточный амилоид-А, ко второй - a-1-антихимотрипсин, a-1-ингибитор протеаз, орозомукоид, гаптоглобин и фибриноген, к третьей - С-3, С-4, С-5-компоненты комплемента, инактиватор С-I-компонента комплемента. Предназначенные, наряду с другими факторами, для выполнения защитной роли, белки острой фазы представляют собой функционально гетерогенную группу, в состав которой входят белки, участвующие в работе и регуляции различных систем: системы ингибиторов протеаз (a-1-антитрипсин, a-1-антихимотрипсин), свертывающей системы крови (фибриноген и др.), системы комплемента, системы транспортных белков (гаптоглобин, церулоплазмин), системы иммуномодуляции (С-реактивный белок, орозомукоид и др.). Роль этих белков в воспалении различна. Так, С-реактивный белок участвует в связывании липидов и липопротеидов низкой плотности, активации комплемента, взаимодействии Т- и В-лимфоцитов [5]. Альфа-1-антитрипсин участвует в связывании коллагеназы, эластазы, ограничении поверхности вновь образовавшихся эластиновых волокон. Орозомукоид ингибирует Т-лимфоциты, активирует пролиферацию фибробластов, связывает коллаген. Компоненты системы комплемента участвуют в опсонизации, хемотаксисе, дегрануляции тучных клеток, лизисе поврежденных миоцитов и элиминации некротических масс. Калликреин и кинины усиливают сосудистую проницаемость и являются мощными вазодилататорами [1].

Острофазовый ответ представляет собой совокупность локальных и системных реакций организма на тканевое повреждение, вызванное различными

причинами - инфекцией, травмой, воспалением, опухолевым ростом. Местные реакции, протекающие непосредственно после тканевого повреждения, включают в себя вазодилатацию, повышение проницаемости стенок сосудов, агрегацию тромбоцитов и образование кровяного сгустка, накопление нейтрофилов и макрофагов в месте повреждения, высвобождение протеаз и других лизосомальных ферментов, стимуляцию фибробластов и образование медиаторов [1]. Медиаторы (интерлейкины -1 и -6, простогландины, кинины, гистамин, серотонин) попадают в кровоток и, воздействуя на различные органы и органные системы, вызывают системные реакции [6, 7]. Это лихорадка, боль, лейкоцитоз, увеличение секреции кортизола, адренокортикотропного гормона, активация системы комплемента и свертывающей системы крови, снижение сывороточной концентрации ионов железа и цинка, перенос аминокислот из мышц в печень, увеличение синтеза острофазовых белков в печени.

Особенностям течения острофазового ответа при инфаркте миокарда посвящены единичные исследования. Тем не менее, они позволили выявить существенные закономерности.

Развитие инфаркта миокарда влечет за собой возникновение системной и локальной воспалительной реакции, активации острофазовых белков, в частности, компонентов системы комплемента, С-реактивного белка, орозомукоида, a-1-антитрипсина, калликреина, кининов [23]. Системная модуляция проявляется в развитии лихорадки, боли, лейкоцитоза, стимуляции костного мозга, появлении простагландинов, интерферона, белков острой фазы, антител [6, 7].

Увеличение содержания БОФ в крови служит индикатором острофазового ответа, причем, его амплитуда и характер в определенной степени зависят от активности заболевания, размеров зоны инфаркта и т.д. [10].

Описана трехфазность изменений уровня БОФ при ИМ. В первой фазе происходит повышение CRP, орозомукоида, Ср, ингибиторов протеаз, антихимотрипсина, Нр и фибриногена [27], достигающих максимума к пятому дню и нормализующихся при благоприятном исходе к концу 3-й недели. Вторая фаза - снижение на 5-е сутки и нормализация к концу 3-й недели отрицательных острофазных белков - альбумина, трансферрина и др. Третья фаза - постепенное увеличение концентраций Ср и С3-компонента с максимумом в конце 2-й недели. В то же время другие авторы [25] отмечают пик Ср и С3-компонента к пятому дню ИМ и не выявляют достаточной корреляции между уровнем БОФ и ферментами ИМ.

Инициатором этого процесса является CRP, который запускает комплементный каскад, происходит элиминация обломков клеток, а затем под контролем ингибиторов протеаз - воссоздание соединительной ткани. С-реактивный белок является представителем сразу нескольких функциональных групп: медиаторов, транспортных белков, иммуномодуляторов. В отличие от всех других белков острой фазы С-реактивный белок не содержит углеводного компонента, то есть является негликозилированным белком. Он активирует систему комплемента также активно, как и антитела класса G, и, таким образом, может вызывать воспалительные, литические, опсонические эффекты комплемента, С-реактивный белок выполняет защитную функцию, блокируя продукцию медиаторов воспаления за счет связывания фосфолипидов мембран [15]. Обнаружено участие этого белка в регуляции функции иммунокомпетентных клеток. С-реактивный белок активирует моноциты, регулирует функцию нейтрофилов по принципу обратной связи, усиливает фагоцитоз. На ранней стадии воспаления он является элементом механизма активации макрофагов, индуцируя хемотаксис и выработку супероксидазы. В то же время отмечается возможность ингибирования С-реактивным белком хемотаксиса, дегрануляции тучных клеток, фагоцитоза и его иммуносупрессивное действие [19]. С-реактивный протеин способствует удалению фрагментов поврежденных клеток и продуктов их распада за счет связывания с липопротеидами низкой и очень низкой плотности. При сопоставлении различных неспецифических показателей воспаления и некроза большинство авторов отмечают, что С-реактивный белок в сыворотке больных инфарктом миокарда встречается чаще, чем лейкоцитоз, ускорение СОЭ, подъем температуры и предлагают использовать его как маркер инфаркта миокарда [21]. Отмечается корреляция СРБ у больных инфарктом миокарда с уровнем миоглобина [29].

В группу иммунорегуляторов входит a-1-кислый-гликопротеин-орозомукоид, характеризующийся определенной иммуномодулирующей активностью. Проведенные исследования показали [28], что этот белок супрессирует ответ лимфоцитов на некоторые виды митогенов, антительный ответ и клеточно-опосредованную цитотоксичность. При этом следует подчеркнуть, что наиболее выраженными иммунорегуляторными свойствами обладают агалактоасиаловые формы орозомукоида, образующиеся, в частности, при опухолевой патологии [18]. Отмечается, что в более низких концентрациях орозомукоид оказывает митогенное действие на лимфоциты периферической крови, особенно на Т-клетки, усиливает рост фибробластов и лимфоцитов. Орозомукоид способствует росту фибробластов и связыванию коллагена [29]. Отмечается диагностическое и прогностическое значение изменения концентрации орозомукоида при инфаркте миокарда [1, 13]. Выявлена корреляция уровня орозомукоида, креатининкиназы и лактатдегидрогеназы; уровня орозомукоида и размеров инфаркта миокарда. Выявлена также высокая степень корреляции орозомукоида с уровнем миоглобина. Для определения отдаленного прогноза большую значимость приобретает динамика орозомукоида в подостром периоде инфаркта миокарда. Повышение уровня орозомукоида в крови больных на 14-й день инфаркта миокарда является независимым прогностическим признаком развития недостаточности кровообращения в течение года [7, 13].

Наименее изученным, но привлекающим все больше внимания ОФБ, является гаптоглобин (Нр) , обнаруживший в последние годы полиморфность и генетический контроль над ИМ [4].

Одним из наиболее важных свойств Нр является его способность быстро образовывать комплекс с гемоглобином (Нb), причем, связываясь практически необратимо, гаптоглобин и гемоглобин оказывают в комплексе значительное взаимное влияние, выражающееся в проявлении новых свойств, не присущих отдельным белкам. Обнаружено, что Нр эффективно ингибирует свободно-радикальные реакции (перекисное окисление липидов и разложение перекиси водорода), инициированные как нативным, так и модифицированным окислителями гемоглобином [1, 3].

Комплексы гаптоглобина с оксигемоглобином очень стабильны, тогда как его способность связываться с дезоксигемоглобином невелика [26]. Образование комплекса подавляется некоторыми агентами, в частности гепарином.

Функции Нр в организме к настоящему времени еще не выяснены окончательно, но общее представление о его защитной роли можно считать устоявшимся. При заболеваниях, связанных с разрушением эритроцитов, высвобождающийся Нb связывается с Нр и выводится из кровотока. В присутствии Нр не происходит выделение Нb через почки, так как, в отличие от Нb, размеры молекул комплекса Нр/Нb слишком велики, чтобы пройти через гломерулярную мембрану. В то же время, наличие либо отсутствие в кровотоке Нр не оказывает видимого влияния на накопление высвободившегося в результате гемолитических процессов Нb в печени, костном мозге и селезенке [21].

Нр является ингибитором одного из протеолитических ферментов - катепсина В, высвобождающегося в процессе разрушения тканей. Комплекс Нр/Нb стимулирует синтез коллагена.

Уровень Нр в плазме возрастает при острых или хронических воспалениях, а также при любых заболеваниях, сопровождающихся процессами деструкции тканей, причем, при воспалении Нр является главной варьирующей составляющей 1-глобулиновой фракции, что особенно выражено при инфаркте миокарда [25]. Изменения концентрации Нр в сыворотке крови возникают уже на ранних стадиях развития патологических процессов, что делает возможным использование его в качестве клинико-биохимического показателя [2].

Заслуживают особого внимания работы, посвященные взаимосвязи Нр и заболеваний сердечно-сосудистой системы [4]. Ряд исследователей наблюдали возрастание уровня Нр при ИБС и установили тесную корреляцию между уровнем Нр и степенью тяжести поражения сердца. В исследованиях подобного рода отчетливо прослеживаются две основные тенденции:

выявление взаимосвязи между уровнем (концентрацией) Нр в плазме крови больных различными формами ИБС и степенью поражения сердечной мышцы; попытки использовать показатель концентрации Нр в плазме с диагностической целью [9, 16]: было показано существование взаимосвязи между концентрацией Нр и размерами ИМ, установленными с использованием энзиматических тестов, однако доказать ценность концентрации Нр для долговременного прогноза для пациентов с ИМ не удалось; была установлена также корреляция между уровнем Нр и летальностью пациентов с ОИМ [17].
установление взаимосвязи между определенными фенотипами Нр и наличием либо степенью развития ИБС [8].

Еще в 1965 г. Lundh обнаружил быстрое увеличение количества Нр в плазме крови при инфаркте миокарда, что позже подтвердили Каrl и Feissman. Большинство авторов отмечают возрастание уровня Нр на 2 и 3 день после коронарной атаки с пиком на 3 - 9 день. Этот показатель нормализуется на 6 - 8 день и до 9-ти недель [9, 16]. Насчет дальнейшей динамики этого показателя в литературе не существует единого мнения, в частности, отмечено, что динамика уровня Нр в плазме зависит от характера поражения миокарда и наличия осложнений [12].

Несмотря на множество исследований, посвященных изучению изменений уровня Нр при ИМ, доказать ценность определения концентрации Нр для долговременного прогноза у пациентов с ИМ не удалось. Это обстоятельство и определяет направление дальнейших исследований.

Таким образом, активное участие в деструктивных и репаративных процессах при инфаркте миокарда многих БОФ несомненно. Предпринятые попытки выявления их диагностической и прогностической значимости продемонстрировали неоднозначность уровней БОФ в разных группах больных. В этой связи мнения о клиническом значении исследования БОФ у больных инфарктом миокарда противоречивы.

Определение "острофазовый" подчеркивает в первую очередь тот факт, что концентрация реактантов быстро возрастает в циркуляции при соответствующем стимуле, до вовлечения иммунных механизмов, и исчезают они (или их содержание резко снижается) при устранении причины, вызывающей нарастание их количества. В случае продолжающейся деструкции ткани или наличия инфекционного процесса эти реактанты могут длительное время персистировать в организме.

В этом плане важна оценка возможных маркеров деструкции, что позволило бы при определении характера течения острофазового ответа решить вопрос об адекватности его.

Не менее важно изучение влияния на эти параметры применения ряда медикаментозных препаратов, вмешательство которых в острофазовые реакции определяет процессы деструкции и репарации и может повлечь за собой существенное изменение прогноза.