Ишемический инсульт является важнейшей медико-социальной проблемой современности. В превалирующем проценте случаев причиной окклюзирующих поражений сосудистой системы мозга является атеротромбоз. Согласно современной концепции генерализованного и прогрессирующего процесса атеросклероза и атеротромбоза манифестация большинства сердечно-сосудистых катастроф непосредственно связана с нарушением целостности атеросклеротической бляшки [1]. Многогранность патогенетических механизмов развития и прогрессирования церебрального атеросклероза как основных и ведущих в возникновении ишемических поражений мозга диктует необходимость изучения различных аспектов этой проблемы — от структурно-морфологических изменений сосудов и вещества мозга до различных характеристик крови (биохимические, реологические, иммунологические, про- и противовоспалительные и др.).

Следует, однако, обратить внимание, что данная проблема не носит исключительно фундаментальный характер — напротив, выявление значимых маркеров церебрального атеросклероза представляется одной из важнейших клинических задач, которая определит возможности персонифицированной профилактики атеротромботических осложнений (в том числе ишемического инсульта). За прошедшие несколько десятилетий было предложено множество биомаркеров такого рода, однако использование каждого из них по отдельности не позволило с достаточной долей вероятности выделить группы лиц высокого риска по развитию атеросклерозассоциированных событий. Перспективным, по нашему мнению, является мультимодальный подход, сочетающий исследования нескольких категорий параметров, отражающих различные звенья и этапы атеросклеротического процесса: эндотелиальную дисфункцию, нарушения свертывающей и противосвертывающей систем крови, метаболические расстройства, патологию липидного обмена.

Цель настоящего исследования — оценка выраженности изменений ряда биомаркеров у пациентов с атеросклерозом брахиоцефальных артерий, а также формирование биомаркерного профиля церебрального атеросклероза как интегративного показателя.

При проведении скринингового обследования 320 лиц с проявлениями атеросклероза в различных сосудистых бассейнах нами была выделена группа из 124 пациентов (82 мужчины и 42 женщины) в возрасте от 37 до 73 лет (средний — 63±8,6 года), с атеросклеротическим поражением внутренних сонных артерий (ВСА).

Среди 124 обследованных с церебральным атеросклерозом у 60 (48%) пациентов не было анамнестических указаний на перенесенные нарушения мозгового кровообращения (НМК) и/или транзиторные ишемические атаки (ТИА); у 23 (19%) пациентов имели место ТИА в бассейне стенозированной ВСА; 41 (33%) пациент перенес НМК по ишемическому типу в бассейне пораженной ВСА без грубого неврологического дефицита. Основными группами сравнения в настоящем исследовании стали «асимптомные» (т.е. без указаний в анамнезе на перенесенное НМК) и «симптомные» пациенты — как крайние выражения стабильного и нестабильного течения атеросклероза брахиоцефальных артерий.

У превалирующего большинства (97%) была диагностирована артериальная гипертензия. Из сопутствующей кардиальной патологии у половины больных обнаружены хроническая сердечная недостаточность (у 64%) и ишемическая болезнь сердца: стенокардия напряжения (у 29%), инфаркт миокарда в анамнезе (у 13%), пароксизмальная форма мерцательной аритмии (у 5% больных); 36% обследованных страдали сахарным диабетом 2-го типа. Наряду с общеклиническими и неврологическими методами обследования всем пациентам проводились также: а) цветовое дуплексное сканирование артерий головы на приборах Logiq 9 («GE») и iU 33 («Phillips»). Исследовали: толщину комплекса интима—медиа в общих сонных артериях и в области бифуркации; степень стеноза в области бифуркации и/или в устье ВСА; структуру и протяженность атеросклеротических бляшек в области бифуркации и/или в устье BCA; б) исследование линейки биомаркеров (метаболиты оксида азота (NO) — нитрит (NO₂^–), нитрат (NO₃^–); асимметричный диметиларгинин (АДМА), адипонектин, липопротеидассоциированная фосфолипаза А2 (Lp-PLA2), тканевый активатор плазминогена (t-PA), ингибитор активатора плазминогена-1 (РА1−1)) осуществлялось с помощью микропланшетного ридера Victor2, «Perkin-Elmer» (США). При всех исследованиях использовались калибраторы фирм-производителей реагентов. Контроль исполнения анализов иммуноферментным методом проводился в дублях с использованием лиофилизнованных контрольных сывороток/плазм с низким и высоким содержанием исследуемых параметров; в) нейровизуализационное исследование МРТ головного мозга по стандартной методике на томографе Magnetom Symphony («Siemens») с величиной магнитной индукции 1,5 Тл.

Части пациентов при наличии показаний к ангиореконструктивным операциям проводилось хирургическое лечение — каротидная эндартерэктомия. Удаленные в ходе операции атеросклеротические бляшки подвергались морфологическому исследованию по стандартному протоколу с обязательным анализом областей максимального атеростеноза и макроскопически выявленных изменений (изъязвления, тромбы, кровоизлияния). В 20 случаях также были проведены электронно-микроскопическое и иммуногистохимическое исследования бляшек каротидного синуса (использовались стандартные протоколы обработки материала). В иммуногистохимической реакции применялись кроличьи поликлональные антитела к фактору фон Вилленбранда («BioCare Medical», США) и эндотелиальной NO-синтазе («Lab Vision Corporation», США). Для визуализации иммунопероксидазной реакции использовали систему UltraVision Quanto («Lab Vision Corporation», США), выявление пероксидазной активности проводили с помощью 3,3-диаминобензидина (DAB) на автостейнере 360 производства «Thermo Fisher Scientific» (США). Электронно-микроскопический анализ проводили в электронном микроскопе JEM-1011 (JEOL, Япония), заливку материала осуществляли в смесь эпоксидных смол (epon 812, epon DDSA и epon MNA).

Всем пациентам была назначена антиагрегантная, гипотензивная и (при наличии показаний) гипогликемическая, гиполипидемичекая терапия.

Статистическую обработку результатов проводили с применением программ Microsoft Excel, а также пакета компьютерных прикладных программ Statistics, версия 6.0 («StatSoft», 2003). Использованы общепринятые критерии различий с определением статистической достоверности при р<0,05.

Всех пациентов разделили на 2 категории по степени стеноза ВСА, определенного с помощью метода дуплексного сканирования: с умеренными стенозами (50—69%) 43% и с выраженными стенозами (70—99%) 57% пациентов. У обследованных пациентов чаще встречались двусторонние стенозы ВСА (76% пациентов) по сравнению с односторонним поражением (24%), при этом степень стеноза ВСА с разных сторон, как правило, различалась в среднем на 20—30%. В ряде случаев каротидный стеноз сочетался с патологией подключичной и позвоночной артерий — соответственно у 30% пациентов, причем данные изменения встречались при выраженных стенозах (>70%). По данным ультразвукового исследования отмечались плотные или гетерогенные с преобладанием плотного компонента бляшки (61%) на стороне гемодинамически значимого стеноза в сравнении с эхонегативными и гетерогенными с преобладанием гиподенсивного компонента бляшками (39%). Патоморфологическое исследование продемонстрировало, что плотный компонент преимущественно соответствовал кальцификатам разного размера или фиброзной ткани с выраженным пылевидным обызвествлением, тогда как гиподенсивный компонент — атероматозным массам.

При оценке изменений биомаркерного профиля в зависимости от наличия или отсутствия НМК было выявлено, что показатели концентрации NO₃^–, NO₂^– и NO плазмы крови достоверно отличались между группами (рис. 1).

Иммуногистохимическое исследование удаленных при операции каротидной эндартерэктомии бляшек продемонстрировало отсутствие корреляции между уровнем экспрессии эндотелиальной NO-синтазы в эндотелии каротидного синуса и признаками воспаления и активности деструктивных процессов в бляшке.

При оценке интегративного показателя, представляющего отношение NO₃^– к NO₂^–, выявлены значимые различия между группами. Так, у пациентов с перенесенными НМК отмечено снижение этого соотношения по сравнению пациентами без НМК в анамнезе (1,5 [1,2; 1,7] и 2,2 [1,9; 2,9] соответственно).

Концентрация АДМА статистически достоверно не различалась между группами. Однако в соответствии с патофизиологическим механизмом действия АДМА, являющегося эндогенным ингибитором NO, нами было исследовано соотношение АДМА/NO. Полученные коэффициенты статистически различались между группами (р=0,045), составив 0,02 [0,01; 0,05] у пациентов со стенозами ВСА и 0,01 [0,008; 0,02] в группе сравнения.

Ультраструктурный анализ эндотелия каротидного синуса продемонстрировал значительные структурные и функциональные изменения, свидетельствующие о снижении его атромбогенных свойств, усугубляющихся по мере нарастания активности атеросклеротического процесса. Они выражались в значимом повышении экспрессии фактора фон Виллебранда, адгезии тромбоцитов, эритроцитов и наложениях фибрина на поверхности эндотелиоцитов наряду с их деструктивными изменениями, нарушением целости эндотелиального пласта и повышением проницаемости эндотелия, о чем свидетельствовало упрощение контактов и расхождение контактных поверхностей с формированием щелей между клетками.

Концентрации тканевого активатора плазминогена (t-PA) и ингибитора тканевого активатора плазминогена-1 (PAI-1), характеризующих систему фибринолиза, статистически различалась между группами (р=0,006 и р=0,002 соответственно) (см. таблицу).

Обращает на себя внимание более высокая активность фибринолитической системы у пациентов без НМК в анамнезе и смещение равновесия в сторону протромботического состояния крови у пациентов со стенозирующей патологией в системе ВСА, приведшей к развитию инсульта.

Показательны также однонаправленные изменения уровня t-PA и NO, корреляция между которыми является высокой степени статистически достоверной (r=0,71) (рис. 2).

Различий в содержании данных маркеров в крови в зависимости от пола получено не было (р=0,21 для t-PA и р=0,57 для PAI-1), однако у лиц мужского пола выявлена обратная зависимость содержания PAI-1 от активности NO (r= –0,33). У женщин такой корреляции не прослеживалось. Связь активности показателей системы фибринолиза и возраста пациентов, включенных в исследование, также не выявлялась (r= –0,07 для t-PA и r=0,05 для PAI-1), что может свидетельствовать в пользу возрастнезависимого формирования тромбогенного потенциала крови у пациентов с цереброваскулярной патологией.

При анализе показателя Lp-PLA2, отражающего нарушения метаболического характера, было выявлено, что у пациентов с инсультом уровень Lp-PLA2 был выше, чем в группе без НМК, и составил 354,72±44,16 и 298,45±54,12 нг/мл соответственно (р=0,04). В обследуемых группах пациентов найдены статистически значимые отличия в содержании другого важного медиатора жировой ткани — адипонектина, причем повышение уровня этого показателя характерно именно для пациентов без патологии сонных артерий. Так, концентрация адипонектина в основной группе составила 9,46 [4,7; 14,0] мкг/мл, а в группе контроля — 15,73 [8,6; 19,7] мкг/мл (р=0,0002). Все маркеры в соответствии с патофизиологической ролью и выявленными изменениями в настоящем исследовании были условно разделены на проатерогенные (АДМА, LpPLA2, PAI-1) и антиатерогенные (адипонектин, NO). Каждому биомаркеру было присвоено определенное значение, в соответствии с которыми сформирована модель биомаркерной отягощенности пациентов (рис. 3).

Пациенты с атеросклеротическим поражением церебральных артерий представляют клинический интерес в связи как с распространенностью патологии, так и с высокой частотой развития у этих больных острых церебральных катастроф [2]. Современные методы профилактики прогрессирования атеросклероза включают как медикаментозное, так и оперативное воздействие. Несмотря на это, процент острых НМК, развивающихся на фоне стенозирующих процессов в магистральных артериях головы, остается высоким, что является предпосылкой к дальнейшему изучению факторов риска этой патологии, а также путей наиболее раннего выявления пациентов высокого риска.

Принципиально важным звеном патогенеза атеросклероза и его осложнений (атеротромбоз, атеро- и тромбоэмболия, атероокклюзия) является эндотелиальная дисфункция. Эндотелий, внутренняя выстилка сосудов, состоит приблизительно из 1,6·10¹³ клеток, общей массой около 1 кг и общей площадью около 900 м². Находясь в постоянном непосредственном контакте с кровью, эндотелий получает сигналы несколькими путями: через воздействие циркулирующих в крови веществ, рецепторы к которым находятся на люминальной поверхности эндотелия, при непосредственном взаимодействии клеток крови с эндотелиоцитами, а также посредством изменения напряжения сдвига или линейной скорости кровотока. Эндотелий является не только органом-мишенью, но и эффектором при различной сердечно-сосудистой патологии: вырабатывая различные биологически активные вещества, он принимает самое активное участие в поддержании сосудистого тонуса, атромбогенности сосудистой стенки, регуляции адгезии и агрегации тромбоцитов, проявляет про- и антикоагулянтную, фибринолитическую активность, участвует в процессах воспаления [3].

Дисфункция эндотелия, согласно современной гипотезе, развивается вследствие хронического его повреждения, что приводит к адгезии тромбоцитов к субэндотелиальному слою и их агрегации, высвобождению факторов роста, способствующих миграции гладкомышечных клеток из медии в интиму с образованием фиброзных бляшек. Этапы эволюции атеросклеротической бляшки ассоциированы с эндотелиальной дисфункцией, хотя это состояние правильнее определить как эндотелиопатия, поскольку речь идет не только и не столько о функциональных, но и о значительных структурных повреждениях клеток.

Развивающаяся при атеросклеротическом поражении брахиоцефальных артерий эндотелиальная дисфункция приводит к снижению способности к вазодилатации, провоспалительному состоянию, сопровождающемуся протромботической активностью [4]. Нарушение эндотелийопосредуемой вазодилатации связано со снижением биодоступности основного регулятора сосудистого тонуса NO, который также снижает агрегацию тромбоцитов, замедляет адгезию моноцитов и лейкоцитов к эндотелию, ингибирует пролиферацию гладкомышечных клеток, а также препятствует окислению холестерина липопротеидов низкой плотности [5].

Известно также, что фермент эндотелиальной синтазы NO (eNOS) находится и в тромбоцитах, что определяет возможность продуцирования ими NO [6, 7]. На молекулярном уровне ингибирование eNOS приводило к усилению экспрессии молекул лейкоцитарной адгезии и цитокинов, в частности белка-хемоаттрактанта моноцитов-1 [8, 9], ответственного за миграцию моноцитов в интиму в местах атеросклеротического поражения сосудов [10—12]. Учитывая современные представления о возникновении и развитии атеросклероза, а также влияние NO на практически каждое из патогенетических звеньев этого процесса, некоторыми авторами NO рассматривается как эндогенная антиатеросклеротическая молекула, а снижение концентрации NO — как одна из основных причин эндотелиальной дисфункции [13]. Немаловажную роль в атерогенезе играют NO₃^– и NO₂^– — промежуточные компоненты метаболизма NO. В настоящей работе показано достоверное различие между группами в уровне NO. Однако статистически значимыми оказались и различия в уровнях NO₃^– и NO₂^–. Так, по результатам опубликованного в 2015 г. исследования на популяции более чем из 1000 человек было продемонстрировано повышение уровней NO₃^– и NO₂^– у пациентов, перенесших ишемический инсульт [14]. Показано также, что они являются не только продуктами метаболического пути NO, но при определенных условиях сами могут становиться «продуцентами» этого соединения [15], причем этот нитритный путь образования NO активируется при гипоксических состояниях [16].

Низкие значения содержания NO могут быть вызваны повышением концентрации эндогенного ингибитора eNOS — АДМА. Продемонстрировано сочетание высоких концентраций АДМА с другими факторами риска прогрессирования атеросклероза: гиперхолестеринемией, артериальной гипертонией, гипертриглицеридемией, сахарным диабетом, инсулинорезистентностью, гипергомоцистеинемией [17—19]. Установлена значимая корреляция уровня АДМА и толщины комплекса интима—медиа, который является суррогатным маркером для определения риска развития сердечно-сосудистых событий [20, 21]. Сходные результаты получены при измерении толщины комплекса интима—медиа у 712 добровольцев наряду с определением концентрации АДМА [22]. Инфузия АДМА приводит к снижению перфузии головного мозга и увеличению степени ригидности мозговых артерий [23].

В собственных исследованиях было продемонстрировано значимое уменьшение активности NO у пациентов с выраженным атеросклерозом брахиоцефальных артерий, что может свидетельствовать об истощении антиатерогенного потенциала сосудистой стенки [24]. Указанное снижение демонстрирует истощение компенсаторных возможностей сосудистой стенки (в первую очередь отражая интенсивность синтеза NO) у пациентов с НМК, что может свидетельствовать о патогенетической роли данных механизмов в развитии атеросклерозассоциированных ишемических осложнений. В то же время нами не обнаружено стойкого снижения экспрессии эндотелиальной NO-синтазы по мере нарастания активности атеросклеротического процесса, поэтому сохранение сниженной биодоступности NO можно отнести на счет подавления активности, а не экспресии NO-синтазы или разделения субъединиц фермента с результирующей продукцией супероксида одной из субъединиц и усилением окислительного стресса [25].

Важнейшим фактором индуцирования и прогрессирования атеросклероза могут быть гемореологические изменения. Так, единые патогенетические механизмы этих процессов включают увеличение агрегации тромбоцитов, ухудшение реологических характеристик эритроцитов и, как следствие, изменение вязкостных параметров крови [26]. Эндотелиальный компонент гемореологического воздействия может быть представлен такими ключевыми ферментами, как t-PA и PAI-1.

Антитромботическое влияние NO также может быть связано с отрицательным воздействием на экспрессию ингибитора активатора плазминогена-1 (PAI-1) — протромботического белка [27]. Концентрация PAI-1 рассматривается многими исследователями как предиктор именно атеросклерозассоциированных острых сосудистых событий: инфаркта миокарда, инсульта [28]. PAI-1 — это наиболее важный физиологический ингибитор t-PA, а также одна из важнейших регуляторных молекул фибринолитической системы крови [29]. Показаны корреляционные связи между сывороточными уровнями PAI-1 и риском сердечно-сосудистых заболеваний. Так, повышение плазменной концентрации PAI-1 ассоциировано с риском инфаркта миокарда, стенокардии напряжения и атеросклероза [30].

Среди биомаркеров воспалительной реакции, тесно ассоциированной с развитием атеросклероза, наибольшей специфичностью в отношении церебрального атеросклероза обладает Lp-PLA2. Lp-PLA2 синтезируется макрофагами в атеросклеротической бляшке (особенно интенсивно в бляшках сонных артерий), а затем через повреждения в покрышке атеромы проникает в общий кровоток, где связывается с циркулирующими в плазме атерогенными частицами липопротеидов низкой плотности. Установлена связь повышения массы и активности Lp-PLA2 с прогрессированием церебрального атеросклероза [31].

Следует обратить внимание на гендерные различия в содержании большинства исследованных биомаркеров — у женщин чаще определялось более «благоприятное» соотношение, чем у мужчин, что может косвенно подтверждать выявленную ранее в многочисленных исследованиях протективную роль гормонального фона в отношении развития и прогрессирования атеросклеротического процесса [32].

Описанные биомаркеры характеризуют различные звенья атерогенеза, а использование их в комплексном персонифицированном подходе позволит не только определить риск развития и прогрессирования церебрального атеросклероза, но также и сформировать (в некоторых случаях) адекватную терапевтическую концепцию.

Биомаркерный профиль (или «биомаркерная отягощенность») пациентов с церебральным атеросклерозом представляет потенциально специфичный инструмент для своевременной диагностики ассоциированных состояний. Изменение уровня биомаркеров на фоне атеросклероза и ассоциированных НМК может дать предикторную информацию о клиническом ухудшении. Анализ изменений вышеуказанных биомаркеров наряду с дуплексным сканированием брахиоцефальных артерий, позволяющим оценить структуру и поверхность атеросклеротической бляшки сонной артерии, в сопоставлении с клиническими параметрами могут дать характеристику активности атеросклеротического процесса. Прогрессирующее и «злокачественное» течение атеросклероза может быть выявлено на ранних этапах, что позволит начать интенсивную и таргетную коррекцию указанной патологии. Следует сказать, что, не обладая абсолютной специфичностью и чувствительностью по отдельности, определение про- и антиатерогенных биомаркеров в совокупности позволит выявить группу пациентов высокого риска по развитию сердечно-сосудистых осложнений и сформировать персонифицированный, многокомпонентный подход к их лечению и профилактике осложнений. В сочетании с другими диагностическими методами биомаркеры могут повысить точность прогноза и предупредить риск внезапной сердечно-сосудистой смерти. Разработанная шкала, отражающая биомаркерную «отягощенность» пациента с церебральным атеросклерозом, может явиться первым шагом к персонифицированной профилактике ассоциированных ишемических осложнений.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

*e-mail: rasckey@live.com