https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6595754/Регулирование проницаемости сосудовНаше понимание проницаемости сосудов существенно улучшилось с увеличением признания eGC, основного барьера для обмена воды и белков плазмы. Селективная проницаемость эндотелиального барьера по отношению к диффузии белка и макромолекул приводит к регуляции оттока воды. Накопленные данные, основанные на ферментативном удалении большинства ЭГК, подтвердили, что ЭГК действует как первичный сосудистый барьер и регулирует гидростатические и онкотические градиенты давления между просветом кровеносного сосуда и интерстициальным пространством.[2,3,5] Rehm et al[6] выдвинули гипотезу о “концепции двойного барьера”, в которой как eGC, так и эндотелиальные клетки способствовали интактному сосудистому барьеру, что нашло отражение в недавних исследованиях.[7] ЭГК играет важную роль в регуляции сосудистого барьера через вышележащий межклеточный переход, который ограничивает поток воды и белка и регулирует чистый стресс, который изменяет целостность соединения.[3]
Проницаемость клубочковых капилляров характеризуется протеинурией. Целостность барьера клубочковой фильтрации (GFB) предотвращает утечку альбумина и других белков плазмы в мочу, тем самым предотвращая протеинурию. GFB состоит из подоцитов, гломерулярной базальной мембраны (GBM) и сильно фенестрированного эндотелия, покрытого eGC. Легкое (15 мин) ишемическое реперфузионное повреждение почек индуцирует потерю заряженных волокон без видимых изменений в подоцитах или ГБМ, что приводит к массивной протеинурии, предполагая, что тонкие изменения в ЭГК играют важную роль в формировании протеинурии.[8] недавние работы высветили перекрестный ток между подоцитами и гломерулярными эндотелиальными клетками (Гэнк) в механизме образования протеинурии, вовлекая в ЭГК.[9,10] сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF), ангиопоэтины, эндотелин-1 и трансформирующий фактор роста бета (TGF-β) являются основными медиаторами коммуникации генов и подоцитов.[7,9-11] эти медиаторы, продуцируемые подоцитами, регулируют проницаемость микрососудов путем косвенной модификации ЭГК на Генках. Генки и ЭГК с отрицательными зарядами регулируют селективную проницаемость клубочков и образование протеинурии. Многочисленные сульфатные остатки на гаг-цепочках ЭГК вносят свой вклад в полианионы ГФБ,которые являются структурной основой зарядзависимой клубочковой пермселективности.[10] специфичные для GAG ферменты гепараназа, гиалуронидаза или хондроитиназа уменьшают толщину клубочкового eGC, что приводит к снижению селективности заряда и увеличению макромолекулярного пассажа, что приводит к протеинурии.[12] электронная микроскопия показывает, что длительное удаление ЭГК приводит к трансэндотелиальному прохождению альбумина без протеинурии почти во всех клубочках в сочетании с изменением ультраструктуры клубочков и функции ГБМ. Эти результаты указывают на то, что деградация eGC, скорее всего, отражает ранний момент времени в развитии повреждения клубочков и протеинурии.[13]
Передача напряжения сдвигаНакопленные данные указывают на то, что ЭГК участвует в эндотелиальной стенке, опосредованной передачей напряжения сдвига. Однако основополагающий механизм того, как ЭГК опосредует механотрансдукцию, остается неясным. Существует множество возможностей, включая цитоскелет-ассоциированную сигнализацию, прямую внутриклеточную сигнализацию и регуляцию локальных градиентов концентрации, а также транспорт ионов, аминокислот и факторов роста. Когда ЭГК интактен, гэги glycocalyx действуют как mechanoceptor усилия на эндотелиальной поверхности, которая воспринимает и преобразовывает напряжение сдвига для того чтобы не навести никакую продукцию, влияние которое зависит от входа Ca2+ через эндотелиальные переходные каналы приемного потенциала (TRP) приемного устройства.[14] GAGs регулируют вызванную напряжением сдвига продукцию NO через АФК или супероксиддисмутазу (СОД).[2,3] однако ферментативная деградация компонентов ЭГК не оказывала влияния на индуцированную сдвигом циклооксигеназу-2 (ЦОГ-2)/простагландин I2 (PGI2) сигнальный путь, включающий Пекам-1, PI3K, FAK и p38.[15] Эти результаты могут быть объяснены в терминах модели “бампер-автомобиль”,[16] в которой два независимых клеточных сигнальных пути активируются в ответ на напряжение сдвига жидкости, один передается от фокальных спаек, а другой участвует в основных белках glycocalyx. Фокальные пути спаек регулируют сигнализацию COX-2/PGI2. Специфические соединения основных белков glycocalyx с актиновым цитоскелетом (например, синдеканы) и плазматической мембраной (например, глипиканы) опосредуют специфическую внутриклеточную сигнализацию (например, продукцию NO, цитоскелетную реорганизацию).
Модуляция сосудистого гомеостазаЭГК модулирует васкулярный гомеостаз через свои физические свойства барьера. Выпадение ЭГК при ферментативной деградации или патологическом состоянии увеличивает адгезию лейкоцитов и тромбоцитов.[17] более тонкий ЭГК ассоциируется с повышением лейкоцитарно-эндотелиальных взаимодействий и проницаемости сосудов при сепсисе. Матриксная металлопротеаза 7 (MMP7)-это протеиназа, которая может специфически расщеплять синдекан-1 (SDC-1), и количество тромбоцитов, адгезивных к обработанным MMP7 клеткам, было значительно увеличено в эндотелиальных клетках пупочной вены человека (HUVECs).[18] тромбогенность и агрегаты тромбоцитов были снижены при восстановлении ЭГК.[19] деградация Гликокаликса положительно коррелирует с адгезией моноцитов к эндотелиальным клеткам, ингибитором активатора плазминогена-1 и высвобождением молекулы межклеточной адгезии-1(ICAM-1), а отрицательно коррелирует с активностью эндотелия NOS, которая нарушает сосудистый гомеостаз.[20] Эти результаты иллюстрируют, что ЭГК играет значительную роль в регуляции сосудистых воспалительных реакций и функции свертывания крови, которые тесно связаны с сосудистым гомеостазом. Кроме того, более толстый eGC поддерживает более высокий уровень экспрессии калиевого канала-3 с малой проводимостью (SK3), который может таким образом объясняют сохранение эндотелийзависимой гиперполяризации вазодилатации.[21] аденозин-опосредованная регуляция микрососудистого объема связана с повышенным поступлением плазмы в ЭГК в результате нарушения барьерных свойств.[22] согласно предыдущим исследованиям, включавшим использование боковой темнопольной визуализации подъязычной микроциркуляции участников, более толстый гликокаликс был связан с более высокой эффективной перфузией.[23] таким образом, сохранение ЭГК может улучшить микроциркуляторное распределение кислорода.
Условия дисфункции гликокаликсаОсновные компоненты ЭГК выбрасываются с поверхности эндотелия сосудов при различных острых и хронических клинических состояниях [Рис.1].1]. Некоторые из таких состояний включают сепсис, травму, воспаление, ишемию-реперфузионное повреждение, шок, гиперволемию, гипертонию, гипергликемию и высокий уровень Na+, а также диабет и атеросклероз.
Состав ЭГК определяется балансом между линькой и синтезом [Рис. 2].2]. Когда ЭГК подвергается ферментативной деградации или сдвиговой силе, новый динамический баланс восстановления и линьки может быть восстановлен путем самосборки, которая позволяет адаптироваться к изменениям в местной среде. После острого выпадения гликокаликса ЭГК может восстановиться до своей нативной гидродинамической толщины в течение 5-7 дней in vivo.[24] в другом докладе восстановление ГС после ферментативной деградации происходило на поверхности эндотелиальных клеток в течение 20 ч в статических условиях in vitro.[25] эндогенные механизмы, управляющие восстановлением ЭГК, остаются неясными. Напротив, Yang et al[26] сообщили, что быстрое восстановление гликокаликса после несептической деградации зависит от индукции рецептора фактора роста фибробластов 1 (FGFR1) и биосинтетического фермента HS экзостозина 1 (EXT1), тогда как опосредованные FGFR1/EXT1 механизмы восстановления гликокаликса нарушаются во время сепсиса. Наблюдение за тем, что ингибирование передачи сигналов FGFR1 не полностью подавляло восстановление eGC, наводит на мысль о наличии других репаративных путей, заслуживающих дальнейшего изучения. То есть повреждение сосудов и дисфункция органов могут возникать, когда нарушается баланс деградации и восстановления гликокаликса.Сепсис, травма и воспаление
Деградация ЭГК происходит при инфекционном и неинфекционном воспалении, таком как сепсис и травма.[17] фактор некроза опухоли-α (ФНО-α) быстро(в течение 30 мин) индуцировал расщепление 65-к гепараназы до ее активной 50-к изоформы и последующую деградацию ЭГК при сепсисиндуцированном повреждении легких.[27] глубина ЭГК в субплевральном микроциркуляторном русле, относительная плотность ГС в легочном микроциркуляторном русле и перлекан в почечных клубочках были значительно снижены при сепсисе.[28] ФНО-α является основным провоспалительным цитокином воспалительного каскада, особенно в условиях сепсиса. Лечение ФНО-α приводило к снижению клубочковой фенестральной плотности и увеличению фенестрального диаметра эндотелия клубочковых капилляров, а также к деградации Генков, возможно, в результате высокой экспрессии гепараназы.[29] TNF-α также может увеличивать экспрессию MMP9, что приводит к выпадению SDC-4 в сочетании с HS из генов.[30] сепсис вызывает нарушение ЭГК и повреждение органов, причем не только из-за потери ЭГК, но и из-за задержки регенерации ЭГК.[26] нарушение ЭГК тесно связано с микрососудистой эндотелиальной дисфункцией, характерной для вызванного сепсисом острого респираторного дистресс-синдрома (ОРЗ).[31]
В проспективном исследовании было установлено, что СДК-1 является независимым предиктором смертности у пациентов с травмами. Высокий уровень циркулирующего SDC-1 может служить маркером пролития eGC и активации эндотелия у пациентов с травмой. Он также может быть связан с симпатоадреналовой активацией, воспалением, повреждением тканей, коагулопатией и смертностью.[32,33]
Воспаление приводит к возмущению ЭГК, что в свою очередь способствует каскаду воспалительных реакций.[27] в зависимости от своего катионного заряда лейкоцитарный гем-фермент миелопероксидаза (МПО) опосредует рекрутирование и активацию нейтрофилов, что оказывает провоспалительное действие на сосудистую систему. Уменьшение толщины eGC было обращено вспять после удаления связанного с сосудами MPO, что позволяет предположить, что MPO через ионное взаимодействие с боковыми цепями HS может вызвать нейтрофильзависимое выпадение SDC-1 и физический коллапс структуры eGC.[34] распад eGC стимулирует рекрутирование макрофагов и изменение фенотипа макрофагов.[35,36] деградация eGC под потоком стимулирует эндотелиальные клетки, изменяющиеся на провоспалительные фенотипы, и увеличивает активность NF-kB и ICAM-1, способствуя таким образом адгезии лейкоцитов и очаговому сосудистому воспалению.[37] сохранение eGC эффективно подавляет ICAM-1, VCAM-1 и E-селектин в ответ на стимуляцию TNF-a и гасит провоспалительные цитокины, таким образом ингибируя прогрессирование воспаления, которое предотвращает повреждения жизненно важных органов и снижает смертность при сепсисе.[28]
Ишемия-реперфузионная (в/р) травма, шок
Все больше данных, полученных на изолированных моделях сердца морских свинок, свидетельствуют о том, что повреждение I/R вызывает деградацию гликокаликса, сопровождающуюся постишемическим окислительным стрессом, повышенным высвобождением гистамина и катепсина в, повышенным коронарным перфузионным давлением, а также повышенной проницаемостью сосудов, образованием транссудата и воспалением.[38] повреждение ЭГК может быть вызвано свободными от кислорода радикалами. Кроме того, катепсин может быть вовлечен в активацию гепараназы во время ферментативной деградации гликокаликса. В почках крыс и мышей повреждение I/R вызывает значительное изменение структуры и функции клубочков и канальцевых сегментов, в которых гепараназа играет важную вредную роль.[39] требуется всего 15 минут, чтобы нарушить клубочковый барьер, главным образом ЭГК.[8] у пациентов, перенесших операции на восходящей аорте с искусственным кровообращением и операции при инфраренальной аневризме аорты, компоненты гликокаликса, ШРС-1 и УГ, выделяются в плазму, вызывая 42 - и 10-кратное увеличение глобальной ишемии с циркуляторный арест, 65 - и 19-кратное увеличение во время региональной ишемии сердца и легких после искусственного кровообращения, и 15 - и 3-кратное увеличение после инфраренального отдела ишемии.[40]
Острые изменения в сосудистой микросреде могут спровоцировать пролитие ЭГК. Накопление данных in vitro и in vivo указывает на то, что геморрагический шок индуцирует пролитие ЭГК и повреждение эндотелия, сопровождающееся нарушением целостности соединения.[41,42] было продемонстрировано на пациентах, что значительное снижение толщины гликокаликса после геморрагического шока при травме и инфаркте миокарда с подъемом сегмента ST осложнило кардиогенный шок, положительно коррелировало с ухудшением местного кровотока, снижением микроциркуляторной плотности и коагуляцией.[43,44]
Гиперволемия, гипертония и высокий уровень Na+
Гиперволемия и гипертензия могут вызвать выпадение гликокаликса. Некоторые исследования показывают, что достаточное вызванное гиперволемией высвобождение предсердных натрийуретических пептидов (ANPs) может вызвать выпадение слоя eGC. Влияние гиперволемии на ось ANP-glycocalyx еще предстоит определить. Однако существует консенсус в отношении того, что концентрация АНП повышается у пациентов, перенесших операцию аортокоронарного шунтирования с включенной и выключенной помпой, предшествующую отмене гликокаликса. Предполагается, что АНП может привести к нарушению ЭГК при аортокоронарном шунтировании.[45] Натрийуретический пептид в физиологически значимых концентрациях может сбросить ЭГК, увеличить образование транссудата и экстравазацию коллоида.[46]
У самопроизвольно гипертензивных и склонных к инсульту самопроизвольно гипертензивных крыс ухудшение ЭГК происходило в капиллярах, однако оно сохранялось в артериолах, что приводило к повышению проницаемости сосудов. Эти данные свидетельствуют о ранних изменениях гематоэнцефалического барьера, предшествующих хронической гипертонии.[47] хроническое высокое Na+-индуцированное ухудшение ЭГК приводит к нарушению его барьерной функции. Это может частично объяснить ухудшение ЭГК на ранней стадии чувствительной к соли гипертонии и относительных сердечно-сосудистых заболеваний. Недавно было продемонстрировано, что хронический высокий уровень Na+ (24 ч), как фактор риска сердечно-сосудистых патологий и воспаления, увеличивает пролитие eGC и высвобождение воспалительных цитокинов и адгезионных моноцитов. Напротив, острый избыток Na + (30 мин) не повреждал ЭГК in vivo и in vitro.[48] однако исследование показало, что острый избыток Na + (60 или 120 мин) вызовет деградацию eGC, еще больше усугубляя шоковые условия.[49] в самых последних исследованиях было продемонстрировано, что соль и альдостерон индуцируют альбуминурию через MMPs-зависимое повреждение клубочкового eGC.[50]
Гипергликемия и диабет
Острая гипергликемия усиливает деградацию гликокаликса и нарушение сосудистого барьера.[51,52] было продемонстрировано на 10 здоровых добровольцах, что острая гипергликемия уменьшает объем гликокаликса, что приводит к увеличению свертываемости крови. Возмущение гликокаликса было вызвано кислородными радикалами, которые играют важную роль в сосудистой дисфункции при гипергликемии. Недавние исследования с использованием модели GEnCs показали, что высокая глюкоза снижает трансэндотелиальное электрическое сопротивление (TEER) и увеличивает поток альбумина, что нарушает целостность гипергликемических монослоев GEnCs.[53] эти результаты подразумевают, что скомпрометированные Генк и гликокаликс могут вызвать острую гипергликемию или даже диабетические микрососудистые осложнения.
Больные сахарным диабетом 1 типа характеризуются системным и микрососудистым повреждением гликокаликса, тяжесть которого повышается при наличии микроальбуминурии, что позволяет предположить, что дисфункция ЭГК способствует повреждению почек и может привести к сердечно-сосудистым заболеваниям или альбуминурии.[54] ингибирование ферментативной деградации eGC или восстановление eGC уменьшит альбуминурию при диабетической нефропатии.[36] эндотелин-1 увеличивал экспрессию гепараназы в подоцитах и повреждал eGC in vivo и in vitro, но не оказывал влияния на культивируемые мышиные Генки. Это указывает на перекрестное взаимодействие подоцитов и эндотелия при диабетической нефропатии.[10] последние работы у крыс, HUVEC и гломерулярном микрососудистых эндотелиальных клеток, и человека диабетическая почка модели, показали, что высокий уровень глюкозы и сахарный диабет снижение экспрессии Klf2 и вклад в патогенез диабетической нефропатии, которые были связаны с повышенным VEGFA, Flk1, и ang-2, но уменьшенного Flt1, Анг-1, галстук-2, Енос, ЗО-1, и гликокаликса. Эти эндотелиальные маркеры могут регулироваться Klf2.[55] основной механизм еще предстоит определить. Было продемонстрировано, что повышенная регуляция VEGF-A165b в мышиных подоцитах восстанавливает клубочковый eGC за счет активации рецептора VEGF 2 в Генках, что снижает апоптоз и снижает проницаемость клубочков при ранней или прогрессирующей диабетической нефропатии.[11]
АтеросклерозДеградация гликокаликса и связанная с ней эндотелиальная дисфункция могут нарушать сосудистый гомеостаз, вызывать повреждение артериальной стенки и способствовать развитию ранних стадий атеросклероза.[56] деградация Гликокаликса при сильном стрессе способствует адгезии лейкоцитов к воспаленному эндотелию и является определяющим признаком атеросклероза.[37] Окс-ЛПНП, фактор риска ранних стадий атеросклероза, уменьшает количество протеогликанов ГС и стимулирует иммобилизацию лейкоцитов на поверхности эндотелия.[57] у мышей с нокаутом ApoE тонкий eGC крупных артерий и капилляров увеличивал тромботический ответ и рекрутирование макрофагов.[35] эти результаты свидетельствуют о том, что ЭГК играет важную роль в патофизиологическом развитии атеросклероза.Терапевтические стратегии, нацеленные на ЭГК
Управление жидкостью (свежезамороженная плазма, плазменный альбумин и гидроксиэтилкрахмал)
Периоперационное управление жидкостью все еще остается спорным как метод оптимизации состояния объема и типа вводимой жидкости. Следует учитывать адекватную реанимацию жидкости при гипотензии и вредные последствия перегрузки жидкостью. Этоможет предотвратить выпадение гликокаликса, вызванное гипотензией и гиперволемией, а также интерстициальным отеком, приводящим к гипоперфузии тканей. При выборе типа жидкости следует также учитывать гликокаликс, чтобы предотвратить проникновение жидкости в интерстициальное пространство. Когда изолированное перфузированное сердце морской свинки подвергалось ишемии, транзиторное увеличение сосудистой утечки происходило с гидроксиэтилкрахмалом (ГЭС) и физиологическим раствором, но не с альбумином. Электронно-микроскопическое исследование выявило интактную ЭГК без интерстициального отека в альбуминовой группе.[67] после кровоизлияния и реанимации с различными жидкостями оценивают ряд количественных рамок взаимосвязи с измерениями диаметра микрососудов, кровотока, проницаемости сосудов, толщины гликокаликса и плазменных уровней биомаркеров пролития гликокаликса в сочетании с оценкой системных параметров. Таким образом, мониторинг плазмы SDC-1 или HS в качестве биомаркеров пролития гликокаликса направляет стратегии реанимации после кровоизлияния. Структура отношений показала, что кровь и плазма, но не коллоидная реанимация или кристаллоидная реанимация, поддерживают стабилизацию сосудов через восстановление ЭГК после кровоизлияния. Кристаллоидная реанимация может продлить время свертывания крови и снизить количество тромбоцитов, что отвечает за гемодилюцию. В противном случае реанимация на основе плазмы сохраняет ЭГК и поддерживает целостность эндотелия, улучшает кровоток и свертываемость крови.[68] геморрагический шок проливает ЭГК и нарушает целостность соединения, которая была улучшена с помощью свежезамороженной плазмы, но не лактированных рингеров, и согласуется с количественными рамками взаимосвязи.[69] эти результаты демонстрируют, что оценка glcocalyx может быть включена в руководство по управлению жидкостью.
Анестетики (севофлуран)Доказано, что ингаляция анестетика севофлурана ослабляет высвобождение гликокаликса в коронарный Сток изолированного сердца морской свинки в модели повреждения миокарда I/R. Электронная микроскопия выявила массивное разрушение ЭГК без севофлурана и почти интактный гликокаликс с 2% севофлурана либо в течение 15 мин до, после ишемии, либо последовательно.[38] Севофлуран снижает адгезию лейкоцитов и тромбоцитов, индуцированную I/R, которая защищает eGC в изолированном сердце морской свинки.[70] Севофлуран защищает эндотелий от повреждения I/R in vivo; однако высвобождение анионов и выпадение HS значительно увеличиваются с течением времени после повреждения I/R у свиней, анестезированных пропофолом.[71] кроме того, передозировка пропофола значительно снижала ЭГК в жизненно важных органах мышей и человеческих микрососудистых эндотелиальных клетках с системной гиперпроницаемостью, что связано со снижением продукции АТФ. В дальнейших экспериментах необходимо сравнить влияние различных анестетиков на ЭГК и повреждения органов, чтобы во время хирургических операций применялись надлежащие методы обезболивания.[72]
Глюкокортикоиды (гидрокортизон и Дексаметазон)
Chappell et al[73] показали, что гидрокортизон защищает ЭГК, тем самым поддерживая сосудистый барьер и уменьшая интерстициальный отек при в/р-повреждении изолированного сердца морской свинки. Лечение гидрокортизоном снижало деградацию гликокаликса, увеличивало 7-дневную выживаемость, улучшало неврологический исход после остановки сердца и сердечно-легочной реанимации у крыс.[74] ФНО-α быстро увеличивал коронарное сопротивление, проницаемость сосудов, отек тканей, высвобождение лактата, мочевой кислоты, пуринов и гистамина, что сопровождалось тяжелой деградацией ЭГК, и эти эффекты подавлялись обработкой гидрокортизоном.[75] Прекондиционирование гидрокортизоном сохраняло ЭГК и смягчало постишемическую адгезию полиморфноядерных нейтрофилов (ПМН), тем самым облегчая утечку сосудов, отек тканей и воспаление.[76] Дексаметазон подавлял экспрессию MMPs и сохранял экспрессию ZO-1 и синдекана-1 в аорте септических крыс, предполагая, что дексаметазон может предотвращать эндотелиальное возмущение и пролитие гликокаликса при сепсисе путем ингибирования MMPs.[77]
Антикоагулянтные препараты (антитромбин, гепарин и гепариноиды)Было продемонстрировано, что антитромбин способствует эндотелиальному высвобождению PGI2, взаимодействуя с гепариноподобными гэгами клеточной поверхности, которые предотвращают активацию лейкоцитов путем ингибирования активации TNF-α/NF-kB при повреждении почек I/R.[78] индуцированное I/R высвобождение SDC-1 и HS в изолированном сердце морской свинки было снижено до базальных уровней, и электронно-микроскопическое исследование выявило интактный гликокаликс после предварительной обработки антитромбином. Кроме того, иммуногистохимические окрашивания показали, что антитромбин расположен как на ЭГК, так и внутри нее, что позволяет предположить, что антитромбин значительно уменьшает пролитие гликокаликса и отек тканей. Дополнительное применение коллоида (6% ГЭС) усиливало эти эффекты антитромбина.[79] Schmidt et al[27]продемонстрировали при сепсисе, что гепарин или не-антикоагулянтный ингибитор гепараназы N-десульфатированный/re -N-ацетилированный гепарин (NAH) поддерживают толщину eGC и ингибирование адгезии нейтрофилов, воспаления и острого повреждения легких. Нефракционированный гепарин снижал индуцированное сепсисом повышение уровня SDC-1 и HS у собак породы бигль, что коррелировало с IL-6 и TNF-α.[42] блокирование воспалительных N - и 6-O-сульфатированных доменов HS на эндотелии гепариноидами (тинзапарин и эноксапарин) или специфическими анти-HS антителами значительно снижает количество подвижных и адгезивных лейкоцитов в условиях динамического течения в почках мышей и генах человека.[80] Эти результаты предполагают, что гепарин и гепариноиды могут защищать ЭГК, взаимодействуя с n - и 6-O-сульфатированными доменами ГС независимо от антикоагулянтного эффекта.
Поставка компонентов ЭГК и ингибирование соответствующего фермента
Как уже упоминалось ранее, структурное несовершенство ЭГК является патофизиологической основой различных заболеваний. Клетки с дефицитом ГС или низким синтезом ГК значительно более чувствительны к гистону, чем нормальные клетки. Плазменные белки-ингибиторы Интер-α (IAIP) и ГА нейтрализуют цитотоксические эффекты внеклеточных гистонов, частично, возможно, за счет восстановления ЭГК, и эти эффекты приписываются отрицательно заряженным GAGs CS и высокомолекулярным ha-фрагментам комплекса IAIP.[81] ферментативное удаление ГС не только изменяет организацию белков gap junction, но и закрывает активность межэндотелиальных каналов gap junction. Через 24 ч только экзогенный ГС, только сфингозин-1-фосфат (S1P) или ГС вместе с S1P приводили к регенерации ГС; однако только экзогенное или самовосстановление ГС может восстановить белки gap junction и активность in vitro.[82]
MMPs и эндогенная HS-специфическая гепараназа являются важными ферментами, которые разрушают eGC. In vitroS1P ингибирует активность ММП, активируя рецептор S1P1, который восстанавливает eGC через PI3K-путь.[83,84] S1P ингибирует mmp7-индуцированное пролитие SDC-1, а S1P-опосредованная регуляция SDC-1 снижает адгезию тромбоцитов.[18,85] применение ингибитора MMPs (Орто-фенантролина) ингибировало пролитие гликокаликса, но увеличивало поток транссудата в изолированном сердце морской свинки в присутствии АНП. Этот кажущийся диссонирующим результат может быть объяснен тем фактом, что ММП каким-то образом ослабляют вызванное АНП ослабление сцепления эндотелиальных клеток.[46] исходя из этого, неспецифический ингибитор ММПС не подходит для человека. В другом исследовании предварительная обработка ингибитором MMP9 (батимастатом) в генах или специфических установках нокдауна MMP9 предотвращала выпадение SDC-4 и HS в ответ на TNF-α.[30] в самых последних исследованиях специфический ингибитор желатиназы, нацеленный на MMP2 и 9, сохранял eGC, блокировал повышение коэффициента клубочкового просеивания и предотвращал альбуминурию.[50] Эти эффекты заслуживают более глубокого изучения в экспериментах на клетках и животных.
Гепараназа, n-специфический фермент, расщепляющий ГС, участвует в потере структурной целостности гликокаликса и патологических изменениях. Однако еще предстоит определить, оказывает ли гепараназа защитное или вредное действие in vivo. Деградация ГС возникает в результате посттрансляционной активации гепараназы (т. е. расщепления 65-к проэнзима до 50-к активной формы). Гепараназа активируется при внутривенном повреждении. Повреждение почек I / R, индуцированное значительным ухудшением состояния почек, было более заметным у гепараназ-сверхэкспрессирующих мышей. Повышение регуляции эндогенной гепараназы наряду с избыточной экспрессией провоспалительных и профибротических цитокинов при I / R повреждении, которое было ослаблено ингибитором гепараназы (PG545).[39] кроме того, дефицит гиалуронидазы 1 предотвращает выпадение гликокаликса ГК во время диабета и обеспечивает защиту от вызванной диабетом дисфункции клубочкового барьера.[21] специфичные для Гликокаликса ферментативные ингибиторы еще предстоит изучить в качестве новых терапевтических стратегий защиты жизненно важных органов.
Лечение диабета (сулодексид, атрасентан и метформин)Влияние сулодексида на защиту ЭГК может быть связано с тем, что он имеет сходную структуру кляпа с гликокаликсом. У пациентов с сахарным диабетом 2 типа введение сулодексида до и через 2 месяца увеличивало размеры сублингвального и ретинального гликокаликса и снижало скорость транскапиллярного высвобождения альбумина и гиалуронидазы плазмы у пациентов с сахарным диабетом.[86] недавняя работа в модели сонной артерии крысы с баллонным повреждением показала, что сулодексид восстанавливает eGC и восстанавливает нормальную цитоархитектуру, ослабляя воспалительную экспрессию, свертываемость крови и липидный обмен. Атразентан является антагонистом эндотелина-1. Эндотелин-1 высвобождается вследствие активации эндотелия и индуцирует экспрессию гепараназы в подоцитах, что повреждает эндотелий и ЭГК, приводя к протеинурии и почечной недостаточности.[10] Атрасентан уменьшает протеинурию, защищая клубочковый eGC, и это может быть механизмом, с помощью которого атрасентан снижает экспрессию клубочковой гепараназы и катепсина-L.[36] через две недели лечения метформином значительно восстанавливается EGC-барьер, не изменяя уровня глюкозы в крови. Сердечно-сосудистые преимущества метформина при диабете могут объясняться восстановлением ЭГК. Механизм этого побочного эффекта метформина независимо от уровня глюкозы в крови остается неясным и нуждается в дальнейшем изучении в экспериментах.
Ускорение ангиогенеза (FGFR1, VEGFR и Tie2)В легких было продемонстрировано, что самовосстановление eGC зависит от репаративной легочной эндотелиальной индукции FGFR1 in vivo и in vitro.[26] исследования Генков показали, что как VEGFA, так и VEGFC увеличивают синтез ГК, VEGFC метаболизирует более высоко заряженные гэги, а VEGFA индуцирует выпадение заряженных гэгов.[89] VEGF-A165b восстанавливает клубочковый eGC, в дополнение к снижению клубочковой проницаемости и апоптоза путем активации рецептора VEGF 2 в Генках.[11] ABTAA (ang-2-блокирующее и Tie2-активирующее антитело), как и Ang1, запускает долгосрочную активацию Tie2, которая подавляет гепараназу и сохраняет eGC, таким образом улучшая целостность сосудов в жизненно важных органах за счет уменьшения вызванного сепсисом воспаления, чтобы получить долгосрочную выживаемость при сепсисе.[28] Ang-2 является отрицательным регулятором eGC, зависящим от Tie2, что приводит к повышению проницаемости и образованию отека in vivo.[7] повышение уровня Анг-2 может частично объяснять нарушение гематоэнцефалического барьера у пациентов, страдающих инсультом. Повышенная проницаемость и размер инсульта были спасены восстановлением сигнализации Tie2.[90] в заключение следует отметить, что он перспективен для восстановления ЭГК и микрососудистого барьера за счет ускорения ангиогенеза.
