Взгляд хирурга на атеросклероз: не начинается ли настоящая проблема в собственных мелких кровеносных сосудах стенки артерии?

Оглавление

• Ключевые моменты
• Предпосылки: почему этот вопрос важен
• Случай в операционной
• Загадка хирурга: почему некоторые артерии остаются здоровыми?
• Объединяющая теория: гипотеза vasa vasorum
• Доказательства из четырех клинических сценариев
• Экспериментальные доказательства на животных
• Понимание vasa vasorum: собственное кровоснабжение сосуда
• Как это сравнивается с существующими теориями
• Клинические последствия: что это означает для пациентов
• Ограничения теории
• Рекомендации и направления будущих исследований
• Часто задаваемые вопросы
• Информация об источнике

Ключевые моменты

• Атеросклероз может начинаться в собственных мелких кровеносных сосудах стенки артерии, vasa vasorum, а не во внутренней оболочке.
• Артерии без vasa vasorum, такие как внутренние грудные артерии, часто остаются свободными от заболевания даже при тяжелом атеросклерозе.
• Ишемия стенки сосуда из-за закупорки vasa vasorum может спровоцировать как формирование бляшек, так и аневризматическое расширение.
• Стандартная профилактика — контроль артериального давления, отказ от курения, управление весом, снижение стресса — вероятно, защищает микрососуды.
• Эта теория является гипотезой хирурга, основанной на клинических наблюдениях; для ее подтверждения необходимы дополнительные исследования.

Введение: почему этот вопрос важен

Атеросклероз — это состояние, при котором жировые отложения, кальций и воспалительные клетки накапливаются внутри стенок крупных и средних артерий. Со временем эти бляшки могут сужать или блокировать кровеносные сосуды, что приводит к инфарктам, инсультам, боли в ногах при ходьбе и другим серьезным осложнениям. Это ведущая причина смертности во всем мире, однако многие аспекты того, как именно начинается это заболевание, остаются удивительно неясными.

Большинство медицинских учебников учат, что атеросклероз начинается с повреждения интимы, внутреннего слоя артерии, который находится в непосредственном контакте с кровью. Однако доктор Хаверих, который на протяжении десятилетий работал кардиохирургом в Ганноверской медицинской школе в Германии, давно относится к этому объяснению скептически.

Его скептицизм проистекает из простого, но примечательного наблюдения, которое он делал сотни раз во время операций: атеросклероз поражает не все артерии одинаково. Даже у пациентов с тяжелым, распространенным заболеванием некоторые артерии остаются совершенно чистыми. Понимание причин этого может стать ключом к истинному происхождению болезни.

Случай в операционной

19 августа 2016 года доктор Хаверих выполнил свою 3431-ю операцию аортокоронарного шунтирования. Пациенткой была 67-летняя женщина с внушительным набором факторов риска и клинических находок:

• Кальцинированный трехсосудистый атеросклероз коронарных артерий (тяжелые закупорки во всех трех основных сердечных артериях)
• Гиперхолестеринемия (высокий уровень холестерина)
• 42 пачко-года курения (определяется как выкуривание одной пачки в день на протяжении 42 лет)
• Артериальная гипертензия (высокое артериальное давление)
• Полная окклюзия левой сонной артерии (основной артерии, снабжающей кровью мозг)
• Сужение (стеноз) правой подключичной артерии (снабжающей кровью руку)
• Предыдущая операция по реконструкции бедренной артерии (основной артерии бедра)

Через несколько часов после завершения тройного аортокоронарного шунтирования доктор Хаверих задумался о поразительной закономерности, которую он наблюдал бесчисленное количество раз ранее. Атеросклероз пациентки был тяжелым и распространенным — однако примечательно, что некоторые артерии остались совершенно не затронуты болезнью.

Загадка хирурга: почему некоторые артерии остаются свободными от болезни?

Во время операции шунтирования доктор Хаверих и его команда забирали две артерии из собственного тела пациентки для использования в качестве шунтов. Левая лучевая артерия (расположенная на предплечье) не имела никаких признаков атеросклероза — хотя у нее была увеличенная толщина стенки и, что примечательно, на ее поверхности отсутствовали видимые vasa vasorum (микроскопические сети кровеносных сосудов, снабжающие кровью наружные слои крупных артерий). Левая внутренняя грудная артерия (расположенная внутри грудной стенки) была похожа: отсутствие атеросклероза, тонкая и здоровая стенка, и снова — отсутствие видимых vasa vasorum.

Оба шунта выглядели совершенно не затронутыми атеросклерозом, несмотря на тяжелое бремя факторов риска у пациентки. Это явление, на которое хирурги давно опираются: внутренняя грудная артерия, в частности, славится тем, что остается свободной от болезни даже у самых тяжелых пациентов, и поэтому является предпочтительным сосудом для аортокоронарного шунтирования.

Но самое удивительное открытие было сделано позже. Восходящий отдел аорты пациента (главный артериальный ствол, отходящий от сердца) был сильно кальцифицирован, как и проксимальные сегменты всех трех эпикардиальных коронарных артерий (участки, расположенные ближе всего к сердцу). Ниже по ходу сосуда передняя нисходящая и правая коронарные артерии демонстрировали локализованные кальцинированные бляшки наряду с зонами высокой васкуляризации и воспаленной адвентицией (плотным наружным слоем стенки артерии).

Его команда в конечном итоге выявила ветвь окружной артерии, подходящую для создания шунта, однако этот сосуд демонстрировал максимальное уплотнение в своих дистальных отделах. Тем не менее, короткий участок этой же артерии проникал непосредственно в мышечную ткань боковой стенки левого желудочка. Когда доктор Хаверих тщательно препарировал эту миокардиальную перемычку (мышечный пучок, покрывающий часть артерии), он обнаружил под ней тонкостенную артерию без бляшек, в которой полностью отсутствовали сосуды стенки сосуда (vasa vasorum).

Этот образ неоднократно описывался в хирургической литературе, и хирурги регулярно используют эти участки, свободные от заболевания, во время операций шунтирования. Однако второй ассистент доктора Хавериха — студент-медик шестого курса — начал задавать правильные вопросы: как артерия с тяжелым уплотнением как до, так и после определенного сегмента может быть полностью свободна от патологии в своей средней части? Почему факторы риска пациента не влияют на внутримышечный (расположенный внутри сердечной мышцы) сегмент его окружной артерии? Как внешняя мышечная перемычка защищает интиму, где, как предполагается, начинается заболевание?

Как давний скептик теории «повреждение интимы в первую очередь», доктор Хаверих указал студенту на то, что участки, обычно избегающие атеросклероза, часто лишены vasa vasorum. Но он был вынужден признать: ему не удалось полностью объяснить лежащую в основе заболевания причину.

Объединяющая теория: гипотеза vasa vasorum

Этот опыт побудил доктора Хавериха стремиться разработать единое объяснение. Его рассуждения были следующими: если один механизм — например, мышечное покрытие — может защищать стенку кровеносного сосуда от широкого спектра факторов риска, возможно, нераспознанный патофизиологический механизм может объяснить самое начало патологического процесса.

Этот механизм, по его предположению, должен быть связан с адвентицией (наружным слоем артерии), а не с интимой. Наблюдается все больше доказательств в пользу «снаружи-внутрь» прогрессирования атеросклероза, при котором сосудистое воспаление начинается в адвентиции и распространяется внутрь к интиме. Этот механизм также должен объяснять две основные формы атеросклероза: образование бляшек, блокирующих артерии, и аневризматическое расширение (когда стенка артерии ослабевает и выпячивается наружу).

Его вывод одновременно прост и радикален: атеросклероз может быть заболеванием микрососудов, а не крупных сосудов. Крупные артерии вовлекаются во вторичном порядке после того, как микрососуды, питающие их стенки, перестают функционировать.

Доказательства из четырех клинических сценариев

Если здоровые артерии на фоне распространенного заболевания представляют одну сторону медали, то кардиохирурги также знают и обратную картину: тяжелую дегенерацию сосудов у людей без распространенного атеросклероза. По мнению доктора Хавериха, эти случаи дают сильные подсказки. Он выделяет четыре примера:

1. Непроходимость венозных шунтов. Когда хирурги используют вены ноги для коронарного шунтирования, эти шунты часто закупориваются и требуют повторной операции всего через несколько лет. При заборе шунта хирурги научились любой ценой сохранять наружный слой (адвентицию) вены. Почему? Потому что нарушение кровоснабжения стенки сосуда приводит к ишемии стенки сосуда (недостатку кровоснабжения ткани), что является наиболее важным фактором дегенерации венозного шунта — процесса, тесно напоминающего ускоренный атеросклероз артерий.
2. Кальцинированные аллотрансплантаты сердечных клапанов. Трансплантированные сердечные клапаны (аллографты) часто кальцифицируются и требуют замены. Современные методы сохранения не поддерживают функциональную целостность vasa vasorum. В отличие от этого, доктор Хаверих и его коллеги разработали децеллюляризированные гомографты — клапаны, из которых удалены все клетки, что снижает потребность в кислороде и уменьшает влияние ишемии стенки сосуда. У более чем 200 пациентов, наблюдавшихся в течение последних 14 лет, они не наблюдали дегенерации этих трансплантатов.
3. Сифилитическая аортит. При этом осложнении нелеченого сифилиса в аорте развиваются очаговые участки некроза ткани. Интересно, что спирохеты — бактерии, вызывающие сифилис, неоднократно обнаруживались внутри стенки аорты, располагаясь в просветах (отверстиях) vasa vasorum, вызывая воспалительную обструкцию. Результатом является локальная ишемия стенки сосуда, очаговая кальцификация и формирование аневризмы — тот же тип повреждения, который наблюдается при атеросклерозе.
4. Артериальный проток у недоношенных детей. Этот фетальный кровеносный сосуд, соединяющий легочную артерию с аортой, имеет тонкую стенку у недоношенных младенцев и может быть легко закрыт хирургически. Однако у более старших младенцев его стенка сильно утолщена. Если он остается открытым у взрослых, он обычно кальцифицирован. В норме проток закрывается спонтанно в первые дни после рождения — и это закрытие происходит за счет обструкции его vasa vasorum, что, по словам доктора Хавериха, является «самой ускоренной формой атеросклероза», известной науке.

Все эти четыре сценария указывают в одном направлении: ишемия стенки сосуда — истощение собственной ткани артериальной стенки — участвует на ранних стадиях атеросклероза.

Экспериментальные доказательства на животных

Доктор Хаверих подкрепляет свои клинические наблюдения экспериментальными данными. В исследованиях на животных, когда исследователи физически сужали vasa vasorum, они наблюдали развитие липидных пятен (самых ранних видимых признаков атеросклероза) в подлежащем артериальном сегменте (Heistad and Marcus, 1979). В другом эксперименте обструкция vasa vasorum в брюшной аорте у животных приводила к формированию аневризмы (Tanaka et al., 2015).

Эти результаты демонстрируют, что вмешательство в кровоснабжение самой стенки артерии может спровоцировать оба основных паттерна заболевания — обструкцию и расширение — наблюдаемые при атеросклерозе у человека.

Понимание vasa vasorum: собственное кровоснабжение сосуда

Vasa vasorum (с лат. «сосуды сосудов») — это микроскопические сети кровеносных сосудов, которые снабжают наружные слои крупных и средних артерий. Они проникают в стенку артерии через адвентицию и обеспечивают питание, которое не может достичь более толстых участков стенки путем простой диффузии из крови внутри самой артерии.

У младенцев сосуды сосудов не обнаруживаются — даже в восходящей аорте. Это логично: когда артерии младенца тонкие, питание легко диффундирует из кровотока через все слои. Но по мере роста наши артерии — особенно интимальный слой — становятся толще из-за увеличения напряжения стенки. В этот момент сосуды сосудов становятся необходимыми, потому что одной диффузии уже недостаточно для питания более глубоких слоев сосудистой стенки.

Важно отметить, что сосуды сосудов представляют собой так называемые функциональные конечные артерии, то есть между ними нет значимых альтернативных соединений. Если сосуд сосудов закупоривается, ткань, которую он снабжает кровью, не имеет резервного пути. Результатом становится ишемический некроз (гибель клеток из-за недостатка кислорода) в субинтимальных слоях стенки артерии, что точно соответствует зоне, обеспечиваемой закупоренным сосудом.

Этот механизм наглядно объясняет, почему некоторые артерии защищены от атеросклероза. Такие области, как интрамиокардиальные мостики (участки артерий, погруженные в сердечную мышцу) и внутренние грудные артерии, имеют мало или вообще не имеют сосудов сосудов. Без этих микрососудов они не могут страдать от ишемии стенки сосуда, вызванной нарушениями микроциркуляции, — и остаются свободными от заболевания даже у пациентов с тяжелым атеросклерозом в других местах.

Как это соотносится с существующими теориями

Две основные теории доминировали в представлениях о начале развития атеросклероза. Первая — теория «реакции на повреждение», согласно которой повреждение эндотелиального покрытия артерий запускает процесс заболевания. Вторая — теория «реакции на воспаление», которая предполагает, что воспалительные процессы в стенке сосуда являются основным драйвером.

В обеих теориях эндотелий — единственный слой клеток, выстилающий внутреннюю поверхность артерий, — считается главной мишенью факторов риска. Однако доктор Хаверих указывает на логическую проблему: если бы эндотелиальная дисфункция была первичным повреждением, мы ожидали бы гораздо большего количества повреждений от тромботических событий (образования тромбов) в обширном микрососудистом русле, чем в крупных артериях. Бляшки и закупорки в крупных артериях, которые мы ассоциируем с атеросклерозом, были бы вторичным следствием, а не основным событием.

Вместо этого он предлагает, что обструкция сосудов сосудов сначала вызывает функциональные нарушения, за которыми следует структурное повреждение «сосуда-матери» — самой крупной артерии. Порядок событий имеет значение, поскольку он предполагает, что предотвращение повреждения микрососудов может предотвратить заболевание крупных артерий.

Клинические последствия: что это означает для пациентов

Если атеросклероз по своей сути является заболеванием адвентициальных микрососудов, многие хорошо известные факторы риска внезапно обретают гораздо больше смысла:

• Артериальная гипертензия (высокое кровяное давление): Повышенное давление нагружает стенку артерии и ее микрососуды, потенциально нарушая кровоток в сосудах сосудов.
• Стресс: Связанные со стрессом изменения кровотока и сосудистого тонуса могут повлиять на микроциркуляцию стенки сосуда.
• Курение: Токсины табака повреждают мелкие кровеносные сосуды по всему телу, включая сосуды сосудов.
• Ожирение и периваскулярная жировая ткань (жир, окружающий кровеносные сосуды): Жировая ткань вокруг артерий увеличивается при ожирении и выделяет воспалительные сигналы, которые могут повредить соседние микрососуды.

Эта точка зрения является обнадеживающей новостью для пациентов. Как отмечает доктор Хаверих, «большая часть того, что педиатрические и взрослые кардиологи рекомендуют сегодня для профилактики и лечения атеросклероза, уже направлена на защиту микрососудистой системы.» Другими словами, изменения образа жизни и лекарства, которые врачи уже рекомендуют, — контроль артериального давления, отказ от курения, управление весом, снижение стресса, — вероятно, защищают не только ваши крупные артерии, но и крошечные сосуды, которые поддерживают жизнь этих артерий.

Ограничения теории

Важно понимать, что эта статья представляет собой взгляд хирурга и объединяющую гипотезу, а не окончательное доказательство. Теория в значительной степени построена на клинических наблюдениях, сделанных во время операции, которые — хотя и убедительны и многократно повторялись — не устанавливают причину и следствие так, как это могут сделать контролируемые проспективные исследования.

Доктор Хаверих признает, что он не смог полностью объяснить лежащую в основе патофизиологию медицинскому студенту, чьи вопросы спровоцировали эту эссе. Точные молекулярные и клеточные механизмы, связывающие дисфункцию сосудов сосудов с началом атеросклероза, еще предстоит изучить. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, может ли защита или даже усиление сосудов сосудов предотвратить или замедлить развитие атеросклероза у людей.

Рекомендации и будущие направления

Для пациентов практический вывод из этой статьи ясен: защита здоровья вашей микрососудистой системы, вероятно, защищает ваши артерии. Это поддерживает стандартные рекомендации, которые уже дают кардиологи:

1. Контролируйте артериальное давление с помощью изменений образа жизни и лекарств в соответствии с предписаниями
2. Бросьте курить — табак повреждает как крупные, так и мелкие кровеносные сосуды
3. Поддерживайте здоровый вес, чтобы уменьшить периваскулярный жир и его воспалительное воздействие
4. Управляйте стрессом, который влияет на всю сосудистую систему
5. Следуйте рекомендациям вашего врача по контролю уровня холестерина, поскольку гиперхолестеринемия тесно связана с прогрессированием сосудистых заболеваний

Взгляд в будущее: теория доктора Хавериха открывает захватывающую новую область исследований. Стенки кровеносных сосудов человека нуждаются во внешнем кровоснабжении, "причем большее количество васа васорум, вероятно, лучше, чем меньшее." Их усиление — возможно, с помощью подходов регенеративной медицины — может стать будущей стратегией профилактики или лечения атеросклероза.

Будущие исследования подтвердят эту теорию или уточнят ее, но ценность постановки правильных вопросов неоспорима. Как говорит доктор Хаверих, его мотивация заключается в надежде, что нынешнее поколение студентов-медиков будет продолжать задавать сложные вопросы — и что их любопытство приведет к новым ответам.

Часто задаваемые вопросы

Что такое атеросклероз?

Атеросклероз — это состояние, при котором внутри стенок крупных и средних артерий накапливаются жировые отложения, кальций и воспалительные клетки. Со временем эти бляшки могут сужать или блокировать кровеносные сосуды, приводя к инфарктам, инсультам, боли в ногах при ходьбе и другим серьезным осложнениям. Это основная причина смертности во всем мире.

Что такое васа васорум?

Васа васорум — это микроскопические сети кровеносных сосудов, которые снабжают внешние слои крупных артерий. Они проникают через адвентицию и питают более толстые участки стенки артерии, которые не могут получать питание путем простой диффузии. Это функциональные конечные артерии, что означает отсутствие значимых альтернативных соединений между ними; поэтому, если одна из них блокируется, ткань, которую она снабжает, не имеет резервного пути кровоснабжения.

Почему некоторые артерии остаются здоровыми даже у пациентов с тяжелым атеросклерозом?

Области, такие как внутри myocardial мостики (участки артерий, погруженные в сердечную мышцу), и грудные артерии имеют мало васа васорум или не имеют их вовсе. Без этих микрососудов они не страдают от ишемии стенки сосуда, вызванной проблемами микроциркуляции. Это объясняет, почему эти участки остаются свободными от заболевания даже у пациентов с тяжелым атеросклерозом в других местах, и почему хирурги используют их в качестве шунтов.

Что такое теория «снаружи-внутрь» развития атеросклероза?

Теория «снаружи-внутрь» предполагает, что атеросклероз начинается как заболевание мелких кровеносных сосудов, питающих саму стенку артерии (васа васорум), а не начинается во внутренней выстилке крупных артерий. Сосудистое воспаление начинается в адвентиции и распространяется внутрь к интиме. Это представляет собой отход от традиционного взгляда о том, что сначала повреждается интима.

Какие клинические данные поддерживают гипотезу о васа васорум?

Четыре клинических сценария поддерживают эту гипотезу: неудачные обходные операции с использованием вен, кальцинированные аллотрансплантаты сердечных клапанов, сифилитическая аортит и артериальный проток у недоношенных детей. Во всех этих случаях нарушение или блокировка васа васорум приводит к ишемии стенки сосуда, что тесно напоминает повреждения, наблюдаемые при атеросклерозе. Это «голодание» ткани стенки артерии участвует в ранних стадиях заболевания.

Что означает эта теория для профилактики или лечения атеросклероза?

Теория предполагает, что защита вашей микроваскулярной системы защищает ваши артерии. Стандартные рекомендации — контроль артериального давления, отказ от курения, поддержание здорового веса, управление стрессом и контроль уровня холестерина — вероятно, помогают сохранить мелкие сосуды, которые обеспечивают жизнеспособность стенок артерий. Будущие стратегии могут даже попытаться усилить васа васорум, но это все еще находится в стадии исследований.

Доказана ли теория «снаружи-внутрь»?

Нет, это взгляд хирурга и объединяющая гипотеза, а не окончательное доказательство. Она во многом основана на клинических наблюдениях, сделанных во время операции, которые, несмотря на многократное повторение, не устанавливают причинно-следственную связь так, как это делают контролируемые проспективные исследования. Точные молекулярные механизмы еще предстоит выяснить, и необходимы дальнейшие исследования для подтверждения или уточнения этой теории.

Стоит ли мне получить второе мнение по поводу лечения атеросклероза с учетом новой теории о том, что он начинается в собственных мельчайших кровеносных сосудах стенки артерии?

Атеросклероз может начинаться как микроангиопатия vasa vasorum — мельчайших сосудов, питающих стенку артерии, а не как повреждение внутренней оболочки. Эта теория «снаружи внутрь» является объединяющей гипотезой, а не окончательным доказательством. Пациентам с атеросклерозом может быть полезно получить второе мнение, чтобы обсудить, влияет ли эта теория на их план лечения, особенно если рекомендуется хирургическое вмешательство или интенсивное управление факторами риска. Текущие рекомендации по контролю артериального давления, отказу от курения, управлению весом, снижению стресса и контролю уровня холестерина уже направлены на защиту микроангиальной системы. Второе мнение поможет убедиться, что ваш план отражает современные представления. Diagnostic Detectives Network предоставляет независимые экспертные вторые мнения.

Информация об источниках

Original article: "A Surgeon's View on the Pathogenesis of Atherosclerosis"

Author: Axel Haverich, MD — Department of Cardiothoracic, Transplantation, and Vascular Surgery, Hannover Medical School, Hannover, Germany

Publication: Circulation, 2017; Volume 135, Pages 205–207. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.116.025407

Key references cited in the original article:

• Sarikouch S, et al. Децеллюляризированные свежие гомографты для протезирования клапана сердца: десятилетний клинический опыт. Eur J Cardiothorac Surg. 2016;50:281–290.
• Кадзино Х и др. Гипоперфузия сосудов сосудов ответственна за медиальную гипоксию и анатомическую ремоделизацию у новорожденного ягленка с артериальным протоком. Pediatr Res. 2002;51:228–235.
• Хейстад ДД, Маркус МЛ. Роль сосудистой сети в питании аорты. Blood Vessels. 1979;16:225–238.
• Танака Х. и др. Гипоперфузия адвентициальных сосудов сосудов способствует развитию аневризмы брюшной аорты. PLoS One. 2015;10:e0134386.
• Накашима Ю. и др. Ранний атеросклероз у человека: роль диффузного интимального утолщения и протеогликанов внеклеточного матрикса. Cardiovasc Res. 2008;79:14–23.

Эта статья для пациентов основана на рецензируемых исследованиях, опубликованных в журнале Circulation, являющемся органом Американской кардиологической ассоциации. Она предназначена исключительно для образовательных целей и не является медицинской рекомендацией. Пациентам следует проконсультироваться со своими лечащими врачами для получения персонализированных медицинских рекомендаций.