Атерома , или атероматозная бляшка , представляет собой аномальное скопление материала во внутреннем слое артериальной стенки. [1] [ 2]
Материал состоит в основном из макрофагальных клеток , [3] [4] или мусора, содержащего липиды , кальций и различное количество волокнистой соединительной ткани . Накопленный материал образует отек в стенке артерии, который может проникать в просвет артерии, сужая ее и ограничивая кровоток. Атерома является патологической основой для заболевания атеросклероз , подтипа артериосклероза . [5]
Для большинства людей первые симптомы возникают из-за прогрессирования атеромы в сердечных артериях , что чаще всего приводит к сердечному приступу и последующей слабости. Сердечные артерии трудно отследить, потому что они малы (примерно от 5 мм до микроскопических), они скрыты глубоко в груди и никогда не перестают двигаться. Кроме того, все применяемые в массовом порядке клинические стратегии сосредоточены как на минимальной стоимости, так и на общей безопасности процедуры. Поэтому существующие диагностические стратегии для обнаружения атеромы и отслеживания ответа на лечение были крайне ограничены. Методы, на которые чаще всего полагаются, симптомы пациента и стресс-тестирование сердца , не обнаруживают никаких симптомов проблемы, пока атероматозное заболевание не станет очень запущенным, потому что артерии увеличиваются, а не сужаются в ответ на увеличение атеромы. [6] Именно разрывы бляшек, производящие мусор и сгустки, препятствуют току крови вниз по течению, иногда также локально (как видно на ангиограммах ), что снижает/останавливает кровоток. Однако эти события происходят внезапно и не выявляются заранее ни стресс-тестами [7] , ни ангиограммами . [8] [9]
Здоровая эпикардиальная коронарная артерия состоит из трех слоев: интимы , медии и адвентиции . [10] [11] Атерома и изменения в стенке артерии обычно приводят к небольшим аневризмам (расширениям), достаточно большим, чтобы компенсировать дополнительную толщину стенки без изменения диаметра просвета. Однако в конечном итоге, как правило, в результате разрыва уязвимых бляшек и сгустков в просвете над бляшкой, в некоторых областях развивается стеноз (сужение) сосуда. Реже артерия увеличивается настолько, что возникает грубое аневризматическое расширение артерии. Все три результата часто наблюдаются в разных местах у одного и того же человека. [12] [13]
Со временем атеромы обычно увеличиваются в размере и толщине и вызывают растяжение окружающей мышечной центральной области (медии) артерии , что называется ремоделированием . Обычно ремоделирование происходит ровно настолько, чтобы компенсировать размер атеромы, так что калибр отверстия артерии ( люмена ) остается неизменным, пока около 50% площади поперечного сечения стенки артерии не будет состоять из атероматозной ткани. [6]
Если увеличение мышечной стенки в конечном итоге не поспевает за увеличением объема атеромы или сгусток формируется и организуется над бляшкой, то просвет артерии сужается в результате повторных разрывов, сгустков и фиброза тканей, отделяющих атерому от кровотока. Это сужение становится более распространенным после десятилетий жизни, все более распространенным после того, как людям исполняется 30-40 лет. [ необходима цитата ]
Эндотелий (клеточный монослой внутри сосуда) и покрывающая ткань, называемая фиброзной крышкой , отделяют атерому от крови в просвете. Если происходит разрыв (см. уязвимая бляшка ) эндотелия и фиброзной крышки, то в течение долей секунды начинается как поток обломков из бляшки (обломки размером более 5 микрометров слишком велики, чтобы пройти через капилляры ), так и реакция тромбоцитов и свертывания (реакция повреждения/восстановления как на обломки, так и на место разрыва), что в конечном итоге приводит к сужению или иногда закрытию просвета. В конечном итоге происходит повреждение тканей ниже по течению из-за закрытия или обструкции нижестоящих микрососудов и/или закрытия просвета в месте разрыва, что в обоих случаях приводит к потере кровотока в нижестоящие ткани. Это основной механизм инфаркта миокарда , инсульта или других связанных с сердечно-сосудистыми заболеваниями проблем. [ необходима цитата ]
Хотя сгустки в месте разрыва обычно уменьшаются в объеме с течением времени, часть сгустка может организоваться в фиброзную ткань, что приводит к сужению просвета артерии; сужения иногда видны при ангиографических исследованиях, если они достаточно серьезные. Поскольку методы ангиографии могут выявить только более крупные просветы, обычно более 200 микрометров, ангиография после сердечно-сосудистого события обычно не показывает, что произошло. [ необходима цитата ]
Если увеличение мышечной стенки со временем чрезмерно, то происходит значительное увеличение артерии, обычно в течение десятилетий жизни. Это менее распространенный исход. Атерома в аневризматическом расширении (выпячивание сосуда) также может разорваться и выбросить обломки атеромы и тромбы вниз по течению. Если артериальное расширение продолжается в 2-3 раза больше обычного диаметра, стенки часто становятся настолько слабыми, что только от напряжения пульса может произойти потеря целостности стенки, что приведет к внезапному кровотечению (кровотечению), серьезным симптомам и слабости; часто быстрой смерти. Основным стимулом для образования аневризмы является атрофия под давлением структурной поддержки мышечных слоев. Основными структурными белками являются коллаген и эластин . Это вызывает истончение и вздутие стенки, что позволяет произойти значительному увеличению, как это часто бывает в брюшной области аорты. [ необходима цитата ]
Накопление (отек) всегда происходит в интиме , между эндотелиальной выстилкой и средним слоем гладких мышц стенки артерии. [ необходима цитата ] Хотя ранние стадии, основываясь на внешнем виде, патологи традиционно называют жировыми полосами , они состоят не из жировых клеток , а из скоплений белых кровяных клеток , особенно макрофагов , которые поглотили окисленные липопротеины низкой плотности (ЛПНП). [ необходима цитата ]
После того, как они накапливают большое количество цитоплазматических мембран (с сопутствующим высоким содержанием холестерина), их называют пенистыми клетками . Когда пенистые клетки умирают, их содержимое высвобождается, что привлекает больше макрофагов и создает внеклеточное липидное ядро около центра внутренней поверхности каждой атеросклеротической бляшки. [ необходима цитата ]
Напротив, внешние, более старые части бляшки со временем становятся более кальцинированными, менее метаболически активными и более физически жесткими. [ необходима цитата ]
Вены не образуют атеромы, поскольку они не подвергаются такому же гемодинамическому давлению, как артерии [14], если только их не перемещают хирургическим путем, чтобы они функционировали как артерии, как при шунтировании .
Поскольку стенки артерий увеличиваются в местах с атеромой, [6] обнаружение атеромы до смерти и аутопсии долгое время было в лучшем случае проблематичным. Большинство методов были сосредоточены на отверстиях артерий; хотя эти методы весьма релевантны, они полностью пропускают атерому в артериальном просвете. [ необходима цитата ]
Исторически фиксация артериальной стенки, окрашивание и тонкий срез были золотым стандартом для обнаружения и описания атеромы после смерти и аутопсии. С помощью специальных красителей и обследования можно обнаружить микрокальцификации [15] , обычно в гладкомышечных клетках артериальной среды около жировых полос в течение года или двух после формирования жировых полос.
Интервенционные и неинтервенционные методы обнаружения атеросклероза, в частности уязвимых бляшек (неокклюзионных или мягких бляшек), сегодня широко используются в исследованиях и клинической практике. [ необходима ссылка ]
Измерение толщины комплекса интима-медиа сонной артерии (ТКИМ может быть измерено с помощью ультрасонографии в В-режиме ) было рекомендовано Американской кардиологической ассоциацией как наиболее полезный метод выявления атеросклероза и теперь вполне может стать золотым стандартом для его обнаружения. [16]
Внутрисосудистое ультразвуковое исследование является в настоящее время наиболее чувствительным методом обнаружения и измерения более поздних стадий атеромы у живых людей, но его применение ограничено из-за высокой стоимости и инвазивности. [17] [18]
КТ-сканирование с использованием современных спиральных аппаратов с более высоким разрешением или высокоскоростных ЭБТ- аппаратов было наиболее эффективным методом обнаружения кальцификации, присутствующей в бляшках. Однако атерома должна быть достаточно развитой, чтобы иметь относительно большие области кальцификации внутри себя, чтобы создать достаточно большие области размером ~130 единиц Хаунсфилда , которые программное обеспечение КТ-сканера может распознать как отличные от других окружающих тканей. Обычно такие области начинают появляться в сердечных артериях примерно через 2–3 десятилетия после начала развития атеромы. Наличие более мелких, пятнистых бляшек на самом деле может быть более опасным для прогрессирования до острого инфаркта миокарда . [19]
Ультразвуковое исследование артерий, особенно сонных артерий, с измерением толщины стенки артерии, предлагает способ частично отслеживать прогрессирование заболевания. С 2006 года толщина, обычно называемая IMT для интимально-медиальной толщины, не измеряется клинически, хотя она использовалась некоторыми исследователями с середины 1990-х годов для отслеживания изменений в стенках артерий. Традиционно клиническое ультразвуковое исследование сонных артерий оценивало только степень ограничения просвета крови, стеноза , в результате очень запущенного заболевания. Национальный институт здравоохранения провел пятилетнее исследование стоимостью 5 миллионов долларов под руководством медицинского исследователя Кеннета Оуриэля для изучения методов внутрисосудистого ультразвукового исследования в отношении атеросклеротических бляшек. [ необходима цитата ] Более прогрессивные клиницисты начали использовать измерение IMT как способ количественной оценки и отслеживания прогрессирования или стабильности заболевания у отдельных пациентов. [ необходима цитата ]
Ангиография , с 1960-х годов, была традиционным способом оценки атеромы. Однако ангиография представляет собой только движение или неподвижные изображения красителя, смешанного с кровью в просвете артерии , и никогда не показывает атерому; стенка артерий, включая атерому в артериальной стенке, остается невидимой. Ограниченным исключением из этого правила является то, что при очень запущенной атероме с обширной кальцификацией внутри стенки у большинства пожилых людей можно увидеть похожее на ореол кольцо радиоплотности, особенно когда артериальные просветы визуализируются в конце. На cine-floro кардиологи и рентгенологи обычно ищут эти тени кальцификации, чтобы распознать артерии, прежде чем вводить какое-либо контрастное вещество во время ангиограмм. [ необходима цитата ]
Было предложено много подходов [ кем? ] в качестве методов уменьшения или обращения вспять [21] прогрессирования атеромы: [ необходима ссылка ]
В развитых странах , с улучшением общественного здравоохранения , контроля инфекций и увеличением продолжительности жизни, атеромные процессы становятся все более важной проблемой и бременем для общества. Атеромы продолжают оставаться основной причиной инвалидности и смерти , несмотря на тенденцию к постепенному улучшению с начала 1960-х годов (с поправкой на возраст пациента). Таким образом, все больше усилий направлено на лучшее понимание, лечение и профилактику этой проблемы. [ необходима цитата ]
По данным США за 2004 год, примерно у 65% мужчин и 47% женщин первым симптомом сердечно-сосудистого заболевания является инфаркт миокарда (сердечный приступ) или внезапная смерть (смерть в течение часа после появления симптомов). [ необходима цитата ]
Значительная часть событий, нарушающих артериальный поток, происходит в местах с сужением просвета менее чем на 50% . Сердечное стресс-тестирование , традиционно наиболее часто выполняемый неинвазивный метод тестирования ограничений кровотока, обычно обнаруживает только сужение просвета более чем на 75%, хотя некоторые врачи рекомендуют ядерные стресс-тесты , которые иногда могут обнаружить всего лишь 50%. [ необходима цитата ]
Внезапный характер осложнений уже существующей атеромы, уязвимой бляшки (неокклюзионной или мягкой бляшки) привели с 1950-х годов к развитию отделений интенсивной терапии и сложных медицинских и хирургических вмешательств. Ангиография и позднее сердечные стресс-тесты были начаты либо для визуализации, либо для косвенного обнаружения стеноза . Затем последовало шунтирование , чтобы проложить трансплантированные вены , иногда артерии , вокруг стенозов и совсем недавно ангиопластика , теперь включающая стенты , в последнее время стенты с лекарственным покрытием, чтобы растянуть стенозы более открыто. [ необходима цитата ]
Тем не менее, несмотря на эти медицинские достижения, с успехом в снижении симптомов стенокардии и сниженного кровотока , случаи разрыва атеромы остаются главной проблемой и по-прежнему иногда приводят к внезапной инвалидности и смерти, несмотря даже на самое быстрое, массивное и квалифицированное медицинское и хирургическое вмешательство, доступное где-либо сегодня. Согласно некоторым клиническим испытаниям, шунтирование и процедуры ангиопластики оказали в лучшем случае минимальное влияние, если вообще оказали, на улучшение общей выживаемости. Обычно смертность от операций шунтирования составляет от 1 до 4%, от ангиопластики от 1 до 1,5%. [ необходима цитата ]
Кроме того, эти сосудистые вмешательства часто проводятся только после того, как человек становится симптоматичным, часто уже частично нетрудоспособным в результате болезни. Также ясно, что ни ангиопластика, ни шунтирование не предотвращают будущий сердечный приступ . [ необходима цитата ]
Старые методы понимания атеромы, датируемые до Второй мировой войны, основывались на данных аутопсии. Данные аутопсии давно показывают начало жировых полос в более позднем детстве с медленным бессимптомным прогрессированием в течение десятилетий. [6]
Одним из способов увидеть атерому является очень инвазивная и дорогостоящая технология внутрисосудистого ультразвукового исследования (ВСУЗИ) ; она дает нам точный объем внутренней интимы и центральных слоев медии длиной около 25 мм (1 дюйм) артерии. К сожалению, она не дает информации о структурной прочности артерии. Ангиография не визуализирует атерому; она только делает видимым кровоток в кровеносных сосудах . Альтернативные методы, которые являются неинвазивными или менее физически инвазивными и менее дорогими для каждого теста, использовались и продолжают разрабатываться, например, те, которые используют компьютерную томографию (КТ; во главе с электронно-лучевой томографией , учитывая ее большую скорость) и магнитно-резонансную томографию (МРТ). Наиболее многообещающей с начала 1990-х годов была ЭЛТ, обнаруживающая кальцификацию внутри атеромы до того, как у большинства людей начнут проявляться клинически распознаваемые симптомы и слабость. Терапия статинами (для снижения уровня холестерина) не замедляет скорость кальцификации, определяемую с помощью КТ. МРТ-визуализация стенок коронарных сосудов, хотя в настоящее время и ограничивается научными исследованиями, продемонстрировала способность обнаруживать утолщение стенок сосудов у бессимптомных лиц с высоким риском. [25] Как неинвазивная, не требующая ионизирующего излучения техника, основанная на МРТ, может иметь будущее применение для мониторинга прогрессирования и регресса заболевания. Большинство методов визуализации используются в исследованиях, они не являются широкодоступными для большинства пациентов, имеют значительные технические ограничения, не получили широкого признания и, как правило, не покрываются медицинскими страховыми компаниями. [ необходима цитата ]
Из клинических испытаний на людях становится все более очевидным, что более эффективным направлением лечения является замедление, остановка и даже частичное обращение вспять процесса роста атеромы. [22] Существует несколько перспективных эпидемиологических исследований, включая исследование риска атеросклероза в сообществах (ARIC) и исследование сердечно-сосудистого здоровья (CHS), которые подтвердили прямую корреляцию толщины интима-медиа сонной артерии (CIMT) с инфарктом миокарда и риском инсульта у пациентов без истории сердечно-сосудистых заболеваний. Исследование ARIC проводилось среди 15 792 человек в возрасте от 5 до 65 лет в четырех разных регионах США в период с 1987 по 1989 год. В этом исследовании измерялась базовая CIMT, и измерения повторялись с интервалом от 4 до 7 лет с помощью ультрасонографии сонной артерии в режиме B. Увеличение CIMT коррелировало с повышенным риском ИБС. CHS был инициирован в 1988 году, и связь CIMT с риском инфаркта миокарда и инсульта была исследована у 4476 субъектов в возрасте 65 лет и младше. В конце приблизительно шести лет наблюдения измерения CIMT были связаны с сердечно-сосудистыми событиями. [ необходима цитата ]
Paroi artérielle et Risque Cardiovasculaire in Asia Africa/Middle East and Latin America (PARC-AALA) — еще одно важное крупномасштабное исследование, в котором приняли участие 79 центров из стран Азии, Африки, Ближнего Востока и Латинской Америки, и было изучено распределение CIMT в зависимости от различных этнических групп и его связь с сердечно-сосудистым баллом по шкале Framingham. Многолинейный регрессионный анализ показал, что повышенный сердечно-сосудистый балл по шкале Framingham был связан с CIMT и каротидной бляшкой независимо от географических различий. [ необходима цитата ]
Cahn et al. проспективно наблюдали 152 пациента с ишемической болезнью сердца в течение 6–11 месяцев с помощью ультрасонографии сонных артерий и отметили 22 сосудистых события (инфаркт миокарда, транзиторная ишемическая атака, инсульт и коронарная ангиопластика) в течение этого периода времени. Они пришли к выводу, что атеросклероз сонных артерий, измеренный этим неинтервенционным методом, имеет прогностическое значение у пациентов с ишемической болезнью сердца. [ необходима цитата ]
В Роттердамском исследовании Ботс и др. наблюдали за 7983 пациентами старше 55 лет в течение среднего периода 4,6 года и сообщили о 194 случаях инфаркта миокарда в течение этого периода. CIMT была значительно выше в группе инфаркта миокарда по сравнению с другой группой. Демиркан и др. обнаружили, что CIMT у пациентов с острым коронарным синдромом была значительно выше по сравнению с пациентами со стабильной стенокардией. [ необходима цитата ]
В другом исследовании сообщалось, что максимальное значение CIMT 0,956 мм имело 85,7% чувствительности и 85,1% специфичности для прогнозирования ангиографической ИБС. Исследуемая группа состояла из пациентов, поступивших в кардиологическую амбулаторную клинику с симптомами стабильной стенокардии. Исследование показало, что CIMT был выше у пациентов со значительной ИБС, чем у пациентов с некритическими коронарными поражениями. Регрессионный анализ показал, что утолщение среднего комплекса интима-медиа более 1,0 было предиктором значительной ИБС у наших пациентов. Наблюдалось постепенное значительное увеличение CIMT с увеличением числа вовлеченных коронарных сосудов. В соответствии с литературными данными было обнаружено, что CIMT был значительно выше при наличии ИБС. Кроме того, CIMT увеличивался по мере увеличения числа вовлеченных сосудов, а самые высокие значения CIMT были отмечены у пациентов с поражением левой главной коронарной артерии. Однако клинические испытания на людях были медленными в предоставлении клинических и медицинских доказательств, отчасти потому, что бессимптомная природа атером делает их особенно сложными для изучения. Многообещающие результаты были получены с помощью сканирования толщины интима-медиа сонной артерии (CIMT может быть измерена с помощью ультрасонографии в режиме B), витаминов группы B, которые снижают коррозионный белок, гомоцистеин и которые уменьшают объем и толщину бляшек в сонной артерии шеи, а также инсульт, даже на поздней стадии заболевания. [ необходима цитата ]
Кроме того, понимание того, что движет развитием атеромы, является сложным с вовлечением множества факторов, только некоторые из которых, такие как липопротеины , что более важно, анализ подкласса липопротеинов, уровень сахара в крови и гипертония , наиболее известны и исследованы. Совсем недавно некоторые из сложных моделей иммунной системы , которые способствуют или подавляют присущие воспалительным макрофагам процессы запуска, участвующие в прогрессировании атеромы, постепенно лучше изучаются на животных моделях атеросклероза. [ необходима цитата ]