ПАТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВЛИЯНИЯ КУРЕНИЯ НА ЭНДОТЕЛИАЛЬНУЮ ДИСФУНКЦИЮ

PATHOPHYSIOLOGICAL ASPECTS OF THE EFFECT OF TORSION ON ENDOTHELIAL DYSFUNCTION

Danila Ryabchun

3rd year student, Faculty of Medicine, Kuban State Medical University,

Russia, Krasnodar 

АННОТАЦИЯ

Данная работа посвящена исследованию и обобщению патофизиологических механизмов, посредством которых курение негативно влияет на эндотелиальную функцию, являющуюся критическим фактором развития сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Актуальность работы подчёркивает высокая распространённость курения среди как взрослого, так и молодого населения страны и мира в целом. На рассмотрении влияние компонентов табачного дыма на эндотелиальные клетки, акцентируя внимание на развитии окислительного стресса, воспаления, дисбаланс в продукции вазоактивных веществ, дисфункции эндотелиальной NO-синтетазы (eNOS), изменение экспрессии генов при воздействие токсических веществ. Анализ включает оценку роли никотина, окиси углерода и свободных радикалов в нарушении вазодилататорной способности эндотелия и распространённость сердечно-сосудистых осложнений: инсульт, ишемической болезни сердца (ИБС), артериальной гипертензии (АГ). Полученные результаты исследования вносят вклад в понимание патогенеза ССЗ, ассоциированных с курением, и способствует разработке эффективных стратегий профилактики и лечения. Выводы работы подчёркивают важность отказа от курения для поддержания здоровья сосудистой системы.

ABSTRACT

This work is devoted to the study and generalization of the pathophysiological mechanisms through which smoking negatively affects endothelial function, which is a critical factor in the development of cardiovascular disease (CVD). The relevance of the work emphasizes the high prevalence of smoking among both adults and young people in the country and the world as a whole. The effect of tobacco smoke components on endothelial cells is considered, focusing on the development of oxidative stress, inflammation, imbalance in the production of vasoactive substances, dysfunction of endothelial NO synthetase (eNOS), changes in gene expression under the influence of toxic substances. The analysis includes an assessment of the role of nicotine, carbon monoxide and free radicals in impaired vasodilator capacity of the endothelium and the prevalence of cardiovascular complications: stroke, coronary heart disease (CHD), arterial hypertension (AH). The results of the study contribute to the understanding of the pathogenesis of smoking-associated CVDs and contribute to the development of effective prevention and treatment strategies. The conclusions of the work emphasize the importance of quitting smoking to maintain the health of the vascular system.

Ключевые слова: табачный дым, курение, эндотелий, фермент, эндотелиальная дисфункция, сердечно-сосудистые заболевания, вазодилатация, агрегация, оксид азота, свободные радикалы, eNOS.

Keywords: tobacco smoke, smoking, endothelium, enzyme, endothelial dysfunction, cardiovascular disease, vasodilation, aggregation, nitric oxide, free radicals, eNOS.

Актуальность:

• В настоящее время табачную и/или никотинсодержащую продукцию потребляют трое из десяти опрошенных россиян (31%)
• Сегодня насчитывается 1,25 миллиарда взрослых потребителей табака, примерно каждый пятый взрослый человек в мире потребляет табак
• При длительном курении резко возрастает риск сердечно-сосудистых заболеваний: курильщики в 13 раз чаще заболевают стенокардией, в 12 раз чаще – инфарктом миокарда

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) остаются ведущей причиной смертности во всём мире, и курение является одним из наиболее значимых и модифицируемых факторов риска. Нарушение эндотелиальной функции играет центральную роль в развитии многих ССЗ, таких как атеросклероз, ишемическая болезнь сердца и инсульт. Эндотелий, внутренний слой кровеносных сосудов, регулирует сосудистый тонус, свёртывание крови, воспалительные процессы и ангиогенез посредством секреции различных биологически активных веществ (БАВ), такие как эндотелины и оксиды азота (NO). Курение оказывает многогранное повреждающее воздействие на эндотелий, нарушая его нормальное функционирования.

Компоненты табачного дыма, такие как никотин, окись углерода и свободные радикалы вызывают окислительный стресс, индуцирует воспаление и повреждают эндотелиальные клетки. Это приводит к снижению биодоступности NO, нарушению вазодилатации и увеличению агрегации тромбоцитов. Повреждение эндотелия способствует формированию атеросклеротических бляшек, ухудшению микроциркуляции и увеличению риска ССЗ.

В данной работе мы детально рассматриваем патофизиологические механизмы, посредством которых курение вызывает эндотелиальную дисфункцию. Анализ включает изучение роли окислительного стресса, воспаления, изменение экспрессии генов, и нарушения eNOS в патогенезе табакокурением-индуцированный эндотелиальной дисфункции, а также распространённость осложнений со стороны сердечно-сосудистой системы у людей с высоким стажем курения.

Рассмотрим подробнее основные механизмы возникновения эндотелиальной дисфункции, вызванной курением, разделив их на несколько ключевых областей:

1. Окислительный стресс и воспаление:

• Свободные радикалы: Табачный дым содержит множество свободных, таких как супероксид-анион (O₂^-), гидроксильный радикал (-OH) и перекись водорода (H₂O₂), поражающие липиды клеточных мембран эндотелиальных клеток (липидная пероксидация), белки и ДНК вызывая их повреждение и дисфункцию. Вытекающие повреждение влекут за собой запуск реакций воспалительного каскада, усугубляющих структурность клеток:
• NF-kB: Окислительный стресс активирует ядерный фактор каппа В (NF-kB) – ключевой регулятор воспаления. Активированный NF-kB усиливает транскрипцию генов, кодирующих провоспалительные цитокины (TNF-α, IL-1β, IL-6), хемокины (CXCL8, MCP-1, MIP-1) и молекулы адгезии (P-селектины, E-селектины, MAC-1), что приводит к увеличению активации лейкоцитов и дальнейшему повреждению эндотелия и развитию хронического воспаления.
• Активация NADPH-оксидазы: Табачный дым стимулирует активность фермента, который продуцирует супероксид-анион, ещё больше усиливая окислительный стресс и образование свободных радикалов.

2. Нарушение NO-зависимой дилатации:

• Ингибирование NO-синтетазы (eNOS): Компоненты табачного дыма, такие как никотин и другие токсические вещества ингибируют эндотелиальный фермент eNOS, который отвечает за синтез оксида азота (NO), что приводит к нарушению дилатации и повышению сосудистого тонуса, характеризующимся стойким повышение артериального давления.
• Повышенный распад NO: Табачный дым приводит к повышению концентрации супероксид-аниона, который быстро реагирует NO, образуя активную форму нитрата – пероксинитрит (ONOO^-). Пероксинитрит является мощным окислителем, который потенцирует увеличение концентрации свободных радикалов и приводит к перикисному окислению липидов (ПОЛ).
• Снижение чувствительности к NO: Хроническое воздействие табачного дыма приводит к снижению чувствительности эндотелиоцитов к NO за счёт изменения в структуры и функциональности NO-зависимых путей и внутриклеточных сигнальных путей - уменьшение экспрессии и активности растворимой гуанилатциклазы (sGC), являющегося ключевым ферментом активации NO.

3. Изменение функции эндотелиальных клеток:

• Прокоагуляция: Курение повышает активность прокоагулянтных факторов, таких как фактор фон Виллербранда (WWF) и тканевой фактор (TF) на поверхности эндотелиальных клеток, обеспечивающих усиление агрегацию тромбоцитов и образованию тромба.
• Снижение фибринолитической активности: Табачный дым снижает активность плазмингенактиватора тканей (t-PA) – ключевого фермента, что уменьшает эффективность расщепления тромбов.
• Изменение экспрессии генов: При воздействии табачного дыма происходит повреждение ядерного аппарата эндотелиальных клеток в процессах окислительного стресса, что влечёт за собой повреждения на уровне генов: снижение экспрессии генов, связанных с вазодилатацией – снижение биодоступности NO; повышение экспрессии генов, связанных с вазоконстрикцией – увеличение вазоконстрикторных веществ – эндотелин-1, ангиотензин II и другие; снижение экспрессии генов, связанных с пролиферацией и миграцией ГМК – формирование атеросклеротических бляшек.

4. Повреждение и апоптоз:

• Прямое токсическое воздействие: окись углерода (CO) – обладает более высокой аффиностью к гемоглобину, чем кислород, что ведёт к развитию гипоксии тканей, в том числе и эндотелия; Тяжёлые металлы (кадмий) – накапливаются в эндотелиальных клетках и подавляет активность eNOS и стимулирует продукцию провоспалительных цитокинов; Ароматические углеводороды (ПАУ) – накапливаются в клетках и вызывают мутации в ДНК.
• Апоптоз – компоненты табачного дыма могут активировать рецепторы смерти (Fas/CD95) приводя к формированию DISC (death-inducing signaling complex) и прямой активации каспаз, из-за чего происходит повышенный индуцированный апоптоз эндотелиоцитов.

Все эти механизмы взаимосвязаны и действуют синергически, усиливая повреждающее действие на эндотелий и приводя к развитию эндотелиальной дисфункции. Это, в свою очередь, повышает риск развития осложнений, при отягощение которых возникают угрозы для здоровья и жизни человека: атеросклероз, инсульт, тромбозы, ИБС и артериальная гипертензия.

В настоящее время методы по выявлению эндотелиальной дисфункции несовершенны и не имеют широкой распространённости по всему миру, из-за чего вопросы по выявлению данной патологии остаются актуальными. Подводя итоги, можно выделить табакокурение как один из наиболее серьёзных и агрессивных факторов риска, приводящий к эндотелиальной дисфункии и последующим осложнениям. Прекращение курения является одним из ключевых способов снижения риска и предотвращения дальнейшего прогрессирования эндотелиальной дисфункции.

Список литературы:

1. Патофизиология: учебник / П. Ф. Литвицкий. – 7-е изд., перераб. И доп. – Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2021. – 864 с. DOI: 10.33029/9704-6071-9-РАТ-2021-1-864
2. Физиология человека: Учебник/В двух томах. Т. I/Ф50 В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько. – М.: Медицина, 1997. – 448 с.: ил.: [2]л. Ил. – (Учеб. Лит. Для студентов мед. вузов). – ISBN 5-225-00960-3
3. Патофизиология: учебник: в 2 т. / под ред. В.В. Новицкого, Е.Д. Гольдберга, О.И. Уразовой. – 4-е изд., перераб. и доп. – М. :ГЭОТАР-Медиа, 2013. – Т.1. – 848 с. : ил. ISBN 978-5-9704-2656-2 (общ)
4. Симбирцев А.С // Цитокины и воспаления. – 2004. - № 2. – С. 16-22
5. ГОСТ Р 58109-2018. Жидкости для электронных систем доставки никотина, М.: Стандартинформ; 2018. 11
6. Подзолков В.И., Брагина А.Е., Дружинина Н.А., Мохаммади Л.Н. Курение электронных сигарет (вейпинг) и маркеры поражения сосудистой стенки у лиц молодого возраста без сердечно-сосудистых заболеваний. Рациональная фармакотерапия в кардиологии. 2021; 17 (4): 521-527
7. Повереннова И.Е., Захаров А.В. Вегетативная дисфункция – актуальная проблема современности. Современная терапия и профилактика вегето-сосудистой дистонии. Ремедиум Приволжье. 2014; 8 (128): 17-21