Могут ли сосуды расти
.jpg "Могут ли сосуды расти")
Васкуляризация тканей. Формирование и рост новых кровеносных сосудовОсновным механизмом долговременной регуляции местного кровотока является изменение количества кровеносных сосудов в тканях. Так, длительная активизация метаболических процессов в данной ткани вызывает усиленную васкуляризацию ткани; если же уровень метаболизма снижается, количество кровеносных сосудов в ткани уменьшается. Так происходит изменение васкуляризации тканей в зависимости от их метаболических потребностей. Эта реконструкция сосудистой системы развивается быстро (через несколько дней) у очень молодых животных, а также в быстрорастущих тканях зрелого организма (например, в рубцовой ткани или в растущей опухоли). И наоборот, в зрелых, высокодифференцированных тканях подобный процесс протекает медленно. Таким образом, на долговременную регуляцию кровотока требуется всего несколько дней у новорожденных, и более месяца — у лиц старшего возраста. Кроме того, результат перестройки сосудистого русла оказывается гораздо лучшим в молодых тканях. Так, у новорожденных сосудистая сеть способна практически полностью удовлетворять возросшие потребности тканей, в то время как в зрелых тканях васкуляризация зачастую намного отстает от потребностей ткани. Роль кислорода в долговременной регуляции. Кислород имеет большое значение не только в быстрой краткосрочной регуляции местного кровотока, но и в долговременной регуляции. Одним из примеров является усиленная васкуляризация тканей у животных, обитающих на больших высотах, где содержание кислорода в атмосфере низкое. Другим примером может быть наблюдение за куриными зародышами, развивающимися в условиях гипоксии, у которых число кровеносных сосудов в 2 раза превышает нормальную плотность сосудов в тканях. Подобный эффект может иметь самые неблагоприятные последствия у недоношенных детей, помещенных в кислородную палатку с лечебными целями. Избыток кислорода немедленно прекращает рост сосудов сетчатки глаза у недоношенного ребенка и даже вызывает дегенерацию уже имеющихся сосудов. Затем, когда ребенка извлекают из кислородной палатки, начинается бурный рост сосудов в тканях глазного яблока, и кровеносные сосуды прорастают в стекловидное тело глаза, что приводит к слепоте. Такое явление называют ретроленталъной фиброплазией.
Формирование и рост новых кровеносных сосудовОбнаружены более 10 факторов, которые усиливают рост новых кровеносных сосудов. Почти все они являются короткими пептидами, из них 3 фактора изучены лучше других: сосудистый эндотелиальный фактор роста, фактор роста фибробластов и ангиогенин. Каждый из них был выделен из тканей с неадекватно низким кровоснабжением. По-видимому, дефицит кислорода или питательных веществ (или и того, и другого) приводит к образованию сосудистых факторов роста (так называемых ангиогенных факторов). В сущности, все ангиогенные факторы вызывают рост новых сосудов одинаковым способом: они способствуют появлению новых сосудов путем разрастания и ветвления старых сосудов. Первым этапом этого процесса является растворение базальной мембраны эндотелия в точке ветвления. Затем начинается быстрое образование новых эндотелиальных клеток, которые мигрируют через сосудистую стенку, образуя сосудистый росток, направленный к источнику ангиогенных факторов. Клетки продолжают быстро делиться и свертываются в трубку. Трубка соединяется с другой такой же, формирующейся от другого сосуда (артериолы или венулы), — и появляется капиллярная петля, в которой начинается кровоток. Если кровоток достаточно велик, в стенку нового сосуда переселяются гладкомышечные клетки, сосуд становится артериолой или венулой, а иногда и более крупным сосудом. Так, ангиогенез объясняет механизм, с помощью которого метаболические факторы тканей способствуют росту новых сосудов. Ряд других веществ, таких как некоторые стероидные гормоны, оказывают на мелкие кровеносные сосуды противоположное действие. При этом происходит разрушение сосудистых клеток и исчезновение сосудов. Следовательно, количество кровеносных сосудов может уменьшаться, когда необходимость в них отпадает.
Васкуляризация зависит от максимальной потребности тканей в кровоснабжении, а не от среднего уровня кровоснабжения. Исключительно важной характеристикой долговременной регуляции кровоснабжения является то, что васкуляризация тканей обусловлена главным образом максимальным уровнем кровотока, необходимого тканям, а не средним уровнем их потребностей. Необходимость в таком максимальном кровотоке может возникать не более чем на несколько минут в день. Тем не менее, даже такой кратковременной предельной нагрузки достаточно для выделения эндотелиальных факторов роста в мышечной ткани, чтобы усилить ее васкуляризацию. Если этого не происходит, каждый раз, когда человеку приходится выполнять тяжелую физическую нагрузку, его мышцы не могут развить необходимую силу сокращения, т.к. они не получают достаточного количества кислорода и питательных веществ. Однако если избыточная васкуляризация произошла, большая часть кровеносных сосудов обычно пребывает в состоянии сужения. Они открываются только под действием местных факторов, таких как недостаток кислорода, влияние сосудорасширяющих нервов и других факторов, свидетельствующих о необходимости резко увеличить кровоток. – Также рекомендуем “Коллатеральное кровообращение. Гуморальная регуляция кровообращения” Оглавление темы “Регуляция кровоснабжения”: |
Источник
Биохимикам удалось разобраться в механизмах, формирующих кровеносные сосуды. Ученые научились блокировать процесс и надеются таким способом лишить опухоли собственной кровеносной системы.
Для жизнеобеспечения всего организма, а также отдельных органов и тканей нужны сосуды. По ним кровь переносит питательные вещества, продукты метаболизма и газы. В норме образование новых сосудов (ангиогенез) наблюдается в эндометрии (внутренняя слизистая оболочка тела матки), плаценте и при заживлении ран. Если сосуды начинают активно разрастаться в здоровых тканях, то, как правило, это свидетельствует о развитии рака или других патологий. Ведь опухоли требуют дополнительного питания, поэтому они не только изменяют метаболизм, но и объедают весь организм. С изменением ангиогенеза связаны такие заболевания как атеросклероз, аутоиммунные воспаления и язвенная болезнь.
Рождение сосудов
У человека ангиогенез начинается на второй неделе эмбрионального развития, а к концу первого месяца все зародышевые сосуды уже разделены на праве и левые. И у взрослого организма, и у зародыша рост сосудов связан с появлением белков – факторов роста. Они «хватают» эдотелиальные клетки за рецепторы и заставляют их размножаться, протаскивая растущий сосуд в нужном направлении. При этом скорость размножения эндотелиальных клеток увеличивается почти в сто раз.
Ученым известны соединения, которые останавливают рост сосудов – ингибиторы ангиогенеза. Также исследователи знают, что появление факторов роста связано не только с работой вполне известных генов, но и с влиянием окружающей среды. Например, при недостатке кислорода организм пытается надышаться вдоволь. На молекулярном уровне клеточное желание вдохнуть побольше кислорода стимулирует выработку факторов роста. Поэтому неблагоприятная экологическая обстановка провоцирует онкогенез не только напрямую, но и опосредованно – усиливая рост сосудов.
Вне зависимости от того, где и почему начинают расти сосуды, образование внутренней полости (просвета сосуда, по которому протекает кровь) связано с расхождением «слипшихся» эндотелиальных клеток. Этот процесс можно сравнить с катанием «колбаски» из пластилина, внутри которой ребенок делает дырку. Исследователи из Германии, Словакии и Швейцарии под руководством Бориса Стрилика (Boris Strilic) из Института кардиологических и пульмонологических исследований Общества Макса Планка (Max Plank Institute for Heart and Lung Research) выяснили, какие механизмы «дырявят» прорастающий сосуд.
Бой зарядов
Сиаловая кислотаN-ацетилнейраминовая кислота (NeuAc), состоит из молекулы галактозы, у пятого углеродного атома которой находится ацетилированная аминогруппа.
Животные клетки (в отличие от бактериальных, грибных и растительных), отделены друг от друга лишь мембраной — двойным слоем липидов, структура которого пронизана белками. В зависимости от функций, свойства и химический состав клеток отличаются друг от друга. В некоторых клетках верхушечные части протеинов (те, что находятся снаружи клеточной мембраны) содержат большое количество сиаловой кислоты (NANA). Сиаловая кислота создает общий отрицательный заряд клеточной поверхности. Борис Стрилик и его коллеги предположили, что именно отрицательные заряды на поверхности эндотелиальных клеток инициируют формирование просвета сосудов.
Они проанализировали развитие аорты у мышиного эмбриона. С помощью соединений, которые способны специфично связывать остатки углеводов на поверхности клеточной мембраны (лектинов), и маркера PODXL ученые выяснили, что остатки сиаловой кислоты «расталкивают» слипшиеся клетки.
Во втором эксперименте исследователи ввели в аорту эмбриона фермент сиалидазу, который удаляет остатки сиаловой кислоты. Таким способом они отобрали у клеток отрицательный заряд. Через некоторое время биологи сравнили эмбрионы из контрольной и экспериментальной групп. Оказалось, что у экспериментальных мышей просвет аорты значительно меньше. Аорта так и не стала полноценной. Лишь на участках, далеких от места инъекции, сосуды развивались нормально.
Биологи попытались дать процессу обратный ход и восстановить отобранный заряд. Правда, с помощью другого соединения – сульфата декстрана. Как и предполагалось, отрицательный заряд, привнесенный в эндотелиальные клетки, «подлечил» плохо продырявленные сосуды.
В третьем эксперименте естествоиспытатели не отбирали у клеток сиаловую кислоту, а нейтрализовали ее с помощью положительно заряженных частиц — катионов. Просвет аорты, на которую воздействовали положительными ионами, был меньше по сравнению с контрольной группой.
По результатам трех экспериментов ученые сделали вывод, что бой между отрицательно заряженными клетками способствует формированию полноценных сосудов.
Клеточный аттракцион
Заключительный эксперимент (in vitro) ученые провели от обратного, проверив адгезию эндотелиальных клеток. Для этого на наклоненном (угол наклона 20о) коллагеновом субстрате биологи вырастили «клеточные горки» — монослои культуры клеток пупочной вены человека. В эксперименте естествоиспытатели проводили эстафету между «бусинками», покрытыми точно такими же клетками. По аналогии с предшествующими экспериментами исследователи изменяли условия эстафеты, то нейтрализуя, то восстанавливая клеточный заряд системы «шарик-горка». Оказалось, что в контрольной группе (система состоит из клеток с сиаловой кислотой) шарик проходил максимальное расстояние. В остальных экспериментах шарик либо вовсе не скатывался, либо останавливался на одной десятой пути. Столкнуть залипшие бусинки можно было, лишь добавив в систему отрицательный заряд. Такие же результаты ученые получили, визуализировав ангиогенез в 3D формате.
На рисунках и фото, полученных по результатам экспериментов, видно, что отрицательный заряд сиаловой кислоты (обозначен зеленым цветом) расталкивет клетки сосудов и формирует полноценный просвет (A, B, C). Сосуд, лишенный сиаловой кислоты, прорастает вглубь (D, E), но «дырявится» лишь на 20 % (F). Катионы (обозначены красным цветом) частично нейтрализуют заряд сиаловой кислоты, из-за чего развивается «продырявленный», но неполноценный сосуд (G, H, I).
Подробнее о результатах проведенного исследования можно прочитать в статье Electrostatic Cell-Surface Repulsion Initiates Lumen Formation in Developing Blood Vessels, которая появится первого ноября, в печатной версии журнала Current Biology.
Источник
Новые сосуды
Российские ученые научились выращивать новые сосуды взамен поврежденных. Что это за методика и в каких случаях она применяется?
Отвечает член-корреспондент РАМН, профессор, член Международного союза ангиологов, заведующий отделением хирургии сосудов Российского научного центра хирургии им. академика Б. В. Петровского РАМН в столице Александр Васильевич Гавриленко.
— Вырастить новые сосуды — это звучит фантастически. Но не очень понятно, зачем понадобилась такая методика. Ведь уже сейчас существует множество способов восстановить сосуды: реконструктивная операция, установка стента…
— К сожалению, с помощью этих методик далеко не всегда можно получить хороший результат. Если сосуд имеет множественные повреждения или поражение успело распространиться, поставить стент или выполнить восстанавливающую операцию — задача почти нереальная. Такое нередко случается при атеросклерозе или артрите. Наиболее сложен случай, если эти проблемы сочетаются еще и с сахарным диабетом. Раньше в таких ситуациях перспектива была фактически одна — ампутация. А сейчас мы можем сохранить ногу. У человека появляется возможность жить полноценно. Все — благодаря уникальным генным технологиям, с помощью которых можно вырастить новые сосуды.
— Когда речь заходит о генной инженерии, на ум сразу приходят стволовые клетки. Вы применяете их?
— Сейчас речь идет о другой методике, которую мы считаем более перспективной. К тому же она имеет ряд преимуществ перед стволовыми технологиями.
Из «чудо-клеток» действительно можно получить многие ткани, в том числе и сосуды. Но при их использовании теоретически не исключено появление новообразований. А наша методика не приводит к развитию онкологии.
Суть ее такова. В организм вводят специальный генно-инженерный комплекс. Он был разработан ведущими генетиками нашей страны под руководством академика Николая Павловича Бочкова. Комплекс активизирует гены, которые отвечают за рост сосудов.
В течение жизни у здорового человека новые вены и артерии не образуются. Но иногда, если сосуд поврежден, может появиться новая кровеносная «сеточка». Она «обходит» проблемный участок, и кровообращение частично восстанавливается.
К сожалению, этот процесс возможен далеко не всегда. А уж если имеющиеся сосуды поражены атеросклеротическими бляшками, ждать естественного восстановления просто бессмысленно. Организму нужно помочь.
Для этого и предназначен новый генно-инженерный комплекс. Он стимулирует рост мелких сосудов. Они берут на себя обязанности пораженных артерий и капилляров. Кровоснабжение улучшается, и нога может нормально функционировать.
— Как много времени требуется, чтобы вырастить сосуд?
— Уже через 2–3 недели после того, как мы ввели наш комплекс, начинают образовываться новые мелкие сосуды. Их рост достигает пика через 2–6 месяцев.
Как долго сохранится хороший результат, зависит от состояния человека, от его образа жизни и того, насколько тщательно он соблюдает рекомендации врача. Но на несколько лет проблема точно отступает — это факт.
— Как проходит лечение? Генно-инженерный комплекс надо вводить как-то по-особому?
— Это обычный укол. По ощущениям — не больнее любой прививки. Его могут делать и в вену, и под кожу. Но наилучший эффект отмечается, если состав вводят внутримышечно, и именно в проблемную зону. Чаще всего это икры ног — участок, кровоснабжение которого особенно страдает. Как правило, уколы делают трижды, на весь курс уходит несколько дней.
Никаких особенных побочных эффектов нет. Если противопоказаний к использованию генно-инженерного комплекса у вас изначально выявлено не было, проблем быть не должно.
— А каковы противопоказания?
— Скажем, системные болезни или онкологические проблемы. Но делать уколы с нашим комплексом нельзя, например, и людям с гепатитом.
Чтобы исключить все риски, мы обязательно проводим тщательное обследование. В него входит и компьютерная томография, и доплерография, и ряд анализов крови. В общем, без строгих показаний лечение назначено не будет.
— Какие правила нужно соблюдать после лечения, чтобы эффект был максимальным?
— Просто придерживайтесь здорового образа жизни. Так, ни в коем случае нельзя курить.
Из-за курения резко, практически молниеносно, прогрессирует атеросклероз. А если у человека уже есть эта проблема, значительно увеличивается риск инфаркта и инсульта. При диабете сигареты еще сильнее ухудшают обмен веществ. Даже у относительно здоровых людей сосуды из-за этой вредной привычки становятся менее эластичными.
Кстати, тут есть интересная тенденция, которую я заметил за долгие годы работы. Делать операции и лечиться с помощью новой генной методики к нам приходят и мужчины, и женщины. Но первых значительно больше. У представителей сильного пола атеросклероз бывает в шесть раз чаще, чем у дам. Однако по статистике, далеко не все курящие мужчины имеют проблемы с сосудами. Если же курит женщина, подобные неприятности ей гарантированы почти на 100%.
Поэтому отказ от сигарет очень важен как для профилактики, так и для лечения. Если после введения генно-инженерного комплекса вы не избавились от вредной привычки, значит, попусту тратили время и силы. Положительный эффект быстро исчезнет, и проблема вернется.
После того как вырастут новые сосуды, очень важно также не употреблять крепкие алкогольные напитки. Бокал сухого красного вина изредка, по праздникам, выпить можно.
Обязательно соблюдайте режим труда и отдыха. Следите за питанием — в нем не должно быть много жирной пищи: мяса, масла, маргарина. Обязательный пункт меню — рыба и морепродукты. По возможности нужно есть чеснок и морскую капусту. А также следовать другим принципам средиземноморской диеты.
В принципе, все это можно посоветовать и любому здоровому человеку. Из особых рекомендаций выделю лишь две. Во-первых, людям с «выращенными» сосудами нужно избегать сырости и переохлаждения. Во-вторых, им не стоит носить синтетическую одежду.
— А как быть с фитнесом? Реально ли сохранить былую активность? Скажем, бегать по утрам.
— Раньше ни о чем подобном люди после лечения даже не спрашивали. Было огромным достижением уже то, что они получили возможность ходить.
Но сейчас и атеросклероз, и диабет заметно «молодеют». А чтобы избежать осложнений при этих болезнях, важно не набирать лишний вес. Поэтому вопрос о фитнесе периодически возникает.
Я против бега. На мой взгляд, он вреден даже для тех, кто здоров.
В такой ситуации сильно увеличивается нагрузка на сердце, позвоночник, легкие. Для многих она чрезмерна, поэтому организм скорее изнашивается, чем получает какую-то пользу.
Если же у человека есть проблемы с сосудами, неприятностей может быть еще больше. В своей массе люди не имеют ни малейшего представления о правильной технике бега. И поэтому рискуют травмировать едва вылеченную ногу. Устраивать пробежки в большом городе практически негде. Даже рядом с парками ездят машины, там слишком много выхлопных газов. А дышать грязным воздухом — значит, увеличивать нагрузку на сердце и сосуды.
В общем, утреннему бегу после «генного» лечения придется сказать категорическое нет. Но это не значит, что человек не может пробежать пару десятков метров, если опаздывает на трамвай. Это небольшое усилие, особого вреда не будет.
А вообще после лечения стоит взять за правило: любая нагрузка должна быть эмоционально окрашенной. Катаясь на велосипеде, вы можете любоваться пейзажем, — это удовольствие. Плавая в бассейне или тем более в море, тоже получаете хорошие впечатления. Вот этим и нужно заниматься.
Также можно поиграть в футбол с друзьями на пикнике. После лечения очень хороший эффект дает ходьба, терренкур. Главное — относиться к активности без излишнего фанатизма, не изнурять себя. Если вы почувствовали дискомфорт, занятия надо прекратить. Тогда сосудам ног это пойдет только на пользу.
Наталия ФУРСОВА
Источник