Глава 3. Современный взгляд на проблемы патогенеза варикозного расширения вен нижних конечностей.

В настоящее время в отечественной и зарубежной литературе происходит переосмысление классических взглядов на многие вопросы патогенеза, диагностики и лечения хронических заболеваний венозной системы нижних конечностей. Научно-технический прогресс обуславливает появление новых высокоточных методов клинических и научных исследований. Патогенез варикозной трансформации вен изучается на клеточном и молекулярном уровнях. Ведется поиск маркеров патологической перестройки вен в крови. Результаты современных исследований в области патофизиологии венозных нарушений убедительно показывают ключевое значение клеточной дисфункции в развитии и прогрессировании варикозной болезни. Нарушение функций эндотелия сосудистой стенки, ее повреждение продуктами метаболизма активированных лейкоцитов, постепенная трансформация репаративных процессов, сопровождающаяся стойким изменением структуры и функции гладкомышечных клеток, являются основными звеньями патогенеза нарушений венозного оттока (В.С.Савельев, 2001; Ю.Л. Шевченко, 2005).

Понимание и изучение функции эндотелия началось с работ австралийского патолога Г. Флори в 1945 г., которые послужили основой сегодняшних представлений об эндотелии – ткани, ответственной за сопряжение множества процессов в системе кровообращения. Эти исследования привели к пониманию молекулярных причин патогенеза многих сосудистых заболеваний. Возникло особое понятие (по сути новая клиническая форма) – эндотелиальная дисфункция (J.R. Vane, 1990).

Дальнейшие исследования позволили сделать вывод: эндотелий – это не только внутрисосудистый клеточный слой, обеспечивающий процессы диффузии между кровью и окружающими тканями, но и огромный эндокринный орган, активно участвующий в основных процессах регуляции жизнедеятельности организма.

Исследования последних 10–15 лет существенно изменили представление о роли эндотелия сосудов в общем гомеостазе. Оказалось, что эндотелий синтезирует огромное количество биологически активных веществ (БАВ), играющих весьма важную роль во многих процессах в норме и при патологии (гемодинамике, гемостазе, иммунных реакциях, регенерации и др.). Наличие такой обширной эндокринной активности у эндотелия дало основание назвать его эндокринным деревом.

Эндотелиоциты обладают выраженной метаболической активностью. Барьерная роль эндотелия сосудов, как активного органа, определяет его главную роль в организме человека: поддержание гомеостаза путем регуляции равновесного состояния противоположных процессов – а) тонуса сосудов (вазодилатация/вазоконстрикция); б) анатомического строения сосудов (синтез/ингибирование факторов пролиферации); в) гемостаза (синтез и ингибирование факторов фибринолиза и агрегации тромбоцитов); г) местного воспаления (выработка про- и противовоспалительных факторов) (G.W. Dorn, 1992; J.P. Cooke, 1994)

В постоянной регуляции сосудистого тонуса основную роль играют оксид азота (NO) и эндотелиальный гиперполяризующий фактор (EDHF), в то время как простациклин образуется преимущественно при стимуляции гуморальными факторами, такими как брадикинин, ацетилхолин, а также при увеличении напряжения сдвига. Оксид азота синтезируется эндотелием и является сигнальной молекулой в сердечнососудистой системе – реакция сосудов определяется степенью образования NO (Vane J.R., 1990).

Биологические эффекты NO включают: вазодилатацию, ингибирование адгезии и агрегации тромбоцитов, подавление адгезии моноцитов и лейкоцитов к эндотелию. Оксид азота также снижает пролиферацию гладкомышечных клеток, обеспечивает обезвреживание свободных радикалов, ингибирует окисление липопротеинов низкой плотности (рис.8).

Кроме эндотелий-зависимой вазодилатации, выделяют также и механизм эндотелий-зависимой вазоконстрикции, связанный с синтезом в эндотелии эндотелина-1 и 20-гидроксиэйкозотетраеновой кислоты (20НЕТЕ).

Под эндотелиальной дисфункцией (ЭД) подразумевается истощение и/или дисбаланс выработки эндотелием биологически активных веществ под действием различных эндогенных и экзогенных повреждающих факторов, приводящие к ослаблению или извращению адекватного ответа эндотелиальных клеток на обычные стимулы.

Рис. 8. Биологические эффекты оксида азота (NO).

В клинической практике функциональную активность эндотелия оценивают преимущественно с помощью инструментальных методов. Для регистрации динамики изменения кровотока в различных сосудистых бассейнах используют, главным образом, ультразвуковую допплерографию. Для оценки динамики тканевой перфузии применяют высокочастотную ультразвуковую допплерографию или лазерную допплерографию. Иногда при исследовании эндотелий-зависимой реакции используют метод окклюзионной плетизмографии.

Другим методом оценки выраженности ЭД является лабораторная диагностика – оценка содержания в крови различных веществ, образующихся в эндотелии.

Еще одним методом косвенной оценки состояния эндотелия является исследование содержания в крови факторов, повреждающих эндотелий, уровень которых коррелирует с эндотелиальной дисфункцией. К таким факторам (медиаторам повреждения эндотелия) относятся:

• гипергомоцистеинемия;
  
• асимметричный диметиларгинин (ADMA);
  
• липопротеин (а);
  
• ксантиноксидаза;
  
• цитокины ( ИЛ-1β, α-ФНО, ИЛ-8 и др.).
  

Таким образом, можно выделить несколько вариантов изменения функ-циональной активности эндотелия:

• дисфункция эндотелия (изменения концентрации NО, простациклина);
  
• стимуляция эндотелия (повышение содержания в крови фактора Виллебранда;
  
• Р- селектина, тканевого активатора плазминогена);
  
• активация эндотелия (повышение содержания в крови NО, простациклина, фактора Виллебранда, Р-селектина, тканевого активатора плазминогена, эндотелина-1, ICAM-1, VCAM-1, Е-селектина);
  
• повреждение эндотелиоцитов (повышение содержания в крови тканевого фактора, t-PA, тромбомодулина, рецептора протеина С, фактора Виллебранда, Р-селектина, тканевого активатора плазминогена, а также циркулирующих (десквамированных) эндотелиоцитов).
  

Как правило, в конкретной клинической ситуации имеется сразу несколько вариантов изменения функциональной активности эндотелия, поэтому в крови присутствуют самые различные эндотелиальные факторы.

Решающую роль в патологических изменениях сосудов при хронической венозной недостаточности (ХВН) Р.Е. Сhаbrier (1995) отводит факторам роста – полипептидным химическим агентам, вырабатывающимся in situ клетками стенки сосуда (эндотелиальными, гладкомышечными клетками) и клетками крови (тромбоцитами, лейкоцитами).

Ключевым моментом возникновения цепи реакций перестройки венозных стенок является адгезия и миграция воспалительных клеток через эндотелий вен.

Таким образом, процессы дисфункции и дисрегуляции эндотелия, повреждения структуры венозной стенки продуктами метаболизма активированных лейкоцитов, гипертрофии венозной стенки в результате фенотипической модуляции гладкомышечных клеток являются основными звеньями патогенеза варикозной трансформации вен.

Патогенетическое значение дисфункции эндотелия при варикозной болезни было исследовано нами у 85 пациентов.

Исследование числа ЦЭК у больных внутрикожным и сегментарным подкожным варикозом без патологического вено-венозного сброса было проведено у 38-и пациентов. ЭД наблюдалась у 19-и больных (50%) данной группы. Среднее число ЦЭК было 3,8±0,6х104, при наличии ЭД – 5,5±0, 5х104 клеток в мл крови. Наличие ЭД у таких больных позволило считать данную форму заболевания начальными проявлениями хронической венозной гипертензии нижних конечностей (ХВННК).

Среди пациентов с сегментарным варикозом и рефлюксом по поверхностным и перфорантным венам дисфункция эндотелия имелась у всех пациентов (100%). Среднее число ЦЭК было 6,8±0,4х104 клеток в мл крови. При сопоставлении результатов исследования уровня эндотелемии с данными ультразвукового сканирования оказалось, что максимальные уровни ЦЭК крови (до 16х104 клеток в мл) отмечалось у больных с сегментарной несостоятельностью магистральных поверхностных вен. Таким образом, ЭД наблюдалась у большинства больных начальными стадиями варикозной болезни и свидетельствовала об активном характере протекания процессов варикозной трансформации вен.

Уровень эндотелемии у больных распространенным варикозом и рефлюксом по поверхностным и перфорантным венам превышал норму у 26,4% пациентов. Среднее число ЦЭК было 2,6±0,6х104 клеток в мл крови у больных без ЭД, и 5,2±0,6х104 клеток в мл крови у больных с ЭД. Таким образом, для запущенных стадий варикозной болезни ЭД менее характерна. Наличие трофических расстройств кожи и мягких тканей голени также не ассоциировалось с повышенной эндотелемией. Ни у одного из больных с трофическими язвами голеней ЭД, по данным исследования числа ЦЭК, в периферической крови не было. В последующих морфогистологических исследованиях удаляемых во время оперативных вмешательств варикозных вен у больных декомпенсированными формами варикозной болезни мы обнаружили частичное объяснение такой ситуации. На фоне выраженных склеротических изменений венозной стенки эндотелиальный слой на протяжении достаточно больших участков отсутствовал. Повреждение и слущивание основной части эндотелиального покрова произошло на более ранних стадиях болезни. Все это дает возможность сделать вывод, что патологический процесс в запущенных случаях «смещается» в сторону нарушений процессов микроциркуляции, нарастания склеротических изменений венозной стенки. Вследствие этого ЭД у многих больных варикозной болезнью в стадии декомпенсации венозного оттока не обнаруживается, хотя повреждение эндотелия сохраняется.

Большинство больных с распространенным варикозом, у кого ЭД все-таки имелась, отмечали прогрессирование заболевания за последние полгода-год в виде усиления болевого синдрома, отечности, а также появления новых участков варикозного расширения вен. Как и при II форме заболевания, характерной особенностью больных с выраженной ЭД (до 10х104 клеток в мл крови) было наличие несостоятельности клапанов магистральных поверхностных вен. При этом, хотя ретроградный кровоток и был патологическим, его временные и скоростные показатели были не столь значительны, что свидетельствовало об активном течении процессов варикозной трансформации этих вен.

Наличие несостоятельности глубоких вен нетромботического генеза также не было связано с повышенным уровнем эндотелемии. В большинстве случаев (80%) у больных сочетанной формой заболевания уровень ЦЭК был в пределах нормы и составлял в среднем 2,8±0,5х104 клеток в мл крови. Происходит это, по всей видимости, по тем же причинам, что и при распространенном варикозе

Результаты, полученные нами при обследовании больных рецидивами варикозного расширения вен, имели закономерности, схожие с первичными случаями. ЭД определялась у большинства больных малыми рецидивами (80%) и у незначительной части больных большими рецидивами (28,6%).

Более высокий уровень эндотелемии у больных декомпенсированными формами варикозной болезни «настораживал», в результате чего проводидось тщательное обследование другой конечности. Во всех случаях на противоположной конечности выявлялись признаки начальных стадий варикозной болезни. А в ряде случаев начальные изменения варикозной трансформации вен удвалось обнаружить на «доклинической» стадии.

При статистическом анализе связи показателя ЭД с различными факторами было использовано 32 признака, включая пол, возраст, давность и форму заболевания, виды нарушения гемодинамики и др. Статистически значимые различия были обнаружены между показателями уровня эндотелемии и давностью заболевания до 5 лет (р<0,001), возрастом больного до 30 лет (р<0,05), формой варикозной болезни (р<0,05), неинтенсивным рефлюксом по магистральным поверхностным венам (р<0,05).

В раннем и позднем послеоперационном периоде исследование уровня эндотелемии было произведено у 64 больных. Дисфункция эндотелия в раннем послеоперационном периоде наблюдалась у большинства больных (68,6%), без связи с исходным уровнем эндотелемии. Это объяснялось неизбежным травмированием стенок венозных сосудов при их удалении, появлением локальных участков флеботромбозов в области разрушенных притоков вен и др. Вследствие этого, сохранению повышенного уровня числа ЦЭК в крови в течение 1 месяца после оперативного лечения особой важности мы не придавали. По истечении этого срока проявлений дисфункции эндотелия у большинства больных не было.

Лишь у части больных декомпенсированными формами варикозной болезни (23,5%) уровень эндотелемии оставался высоким. У всех этих больных на противоположной конечности имелась та или иная форма варикозной болезни, некоторое прогрессирование симптомов которой неизбежно происходило в условиях, когда больной щадил оперированную ногу. Для коррекции дисфункции эндотелия у таких больных с успехом применялись венотоники, компрессионный трикотаж, а также аппаратная пневмокомпрессия, которая оказалась очень эффективной.

Таким образом, дисфункция эндотелия у больных варикозной болезнью была значительно более выражена при начальных стадиях заболевания. В случаях декомпенсированных форм варикозной болезни, уровень ЦЭК повышался в периоды прогрессирования варикозной трансформации вен. Число ЦЭК в периферической крови может использоваться как маркер дисфункции эндотелия при заболеваниях периферических вен.

С целью оценки динамики изменений специфических маркеров эндотелиальной дисфункции во время операции при варикозной болезни и в процессе последующей нормализации флебогемодинамики, нами изучены изменения уровня сосудистой молекулы адгезии 1 (VCAM-1), а также Р- и Е-селектинов. Выбор этих показателей продиктован рядом факторов.

Эндотелины – семейство пептидов, влияющих на тонус гладкомышечных клеток сосудов. Идентифицировано три представителя семейства эндотелинов (ЭТ-1, ЭТ-2 и ЭТ-3), очень близких между собой по структуре. В эндотелии синтезируется только эндотелин-1. Эндотелин-1 не накапливается в эндотелиальных клетках, но очень быстро образуется под воздействием многих факторов: адреналина, ангиотензина-II, вазопрессина, тромбина, цитокинов и механических воздействий. Из эндотелия выделяется малоактивный большой ЭТ-1, который на мембране гладкомышечной клетки превращается в ЭТ-1. Однако большая часть ЭТ образуется в самом эндотелии, после чего происходит его секреция в кровь.

На эндотелии представлены Р- и Е-селектины, которые связываются с сиалированными гликопротеинами мембраны лейкоцитов. Другая группа эндотелиальных молекул адгезии – сосудистая клеточная молекула адгезии (VCAM-1, vascular cellular adhesion molecule 1) – относится к семейству иммуноглобулинов и связывается с интегринами мембраны лейкоцитов. Стимуляция эндотелия или его повреждение приводят к дополнительной экспрессии молекул адгезии – селектинов и VCAM-1. Это вызывает адгезию лейкоцитов, которая проходит в две стадии: стадия роллинга (прокатывания лейкоцитов вдоль эндотелия) и стадия плотной адгезии (остановки лейкоцитов).

Повышение адгезивности эндотелия имеет большое значение в патогенезе дисфункции эндотелия при воспалении, хронической венозной недостаточности и других патологических процессах.

Проведены исследования изменений ЦЭК, уровня сосудистой молекулы адгезии 1 (VCAM-1), а также Р- и Е-селектинов, эндотелина-1 у 13-и здоровых добровольцев и у 31-го больного варикозной болезнью до операции, через 5 дней и через 30 суток после оперативного вмешательства. Результаты представлены в табл. 1.

Таблица 

1 Изменения показателей дисфункции эндотелия у больных, 

перенесших оперативное вмешательство по поводу варикозной болезни

Непосредственно после оперативного вмешательства выявлено существенное повышение уровня ЦЭК (с 6,35±2,47 до 11,9±3,71, р<0,05). Такая реакция очевидно связана с повреждением эндотелия во время оперативного вмешательства.  

Несколько другая динамика отмечалась при определении содержания Р- и Е-селектинов, эндотелина-1. На фоне повышения ЦЭК через 5 суток после операции такие показатели, как VCAM-1, Р- и Е-селектины, наоборот уменьшались, в то время как уровень эндотелина-1 повышался. Это, вероятно, также является отражением послеоперационных изменений за счет обширной травмы сосудистого русла – эндотелемия наросла, но функциональность такого эндотелия крайне низкая.

Через 30 суток после операции отмечалось снижение уровня эндотелемии до 5,29±1,93. Отмечалось повышение уровня VCAM-1, в то время как концентрация Е-селектина оставалась практически на прежнем уровне, а Р-селектина даже снижалась. Уровень эндотелина-1 приблизился к значениям, полученным у добровольцев контрольной группы.

Полученные результаты свидетельствуют о существенных изменениях, происходящих в эндотелиоцитах сосудистого русла при хирургической коррекции флебогемодинамики.

Таким образом, рассматривая вопросы патогенеза варикозной трансформации вен, ещё раз необходимо отметить их многогранность и сложность. Ряд исследований реологических свойств венозной крови позволили обнаружить феномен гемоконцентрации у человека в положении стоя и чрезмерное его проявление у пациентов с венозной гипертензией (J.А. Dormandy, 1995). У таких пациентов в среднем 30% циркулирующих лейкоцитов оказывается в «ловушке» или «потеряны» в дистальной части наклоненной (опущенной) ноги в конце часа. При этом лейкоциты располагаются маргинально по периферии кровотока, с чем связано «катание», так называемый роллинг лейкоцитов по длине стенки эндотелия вены со скоростью значительно меньшей, чем у лейкоцитов, циркулирующих свободно.

В варикозно расширенных венах имеется функциональная недостаточность гладкомышечных клеток, связанная с их сократимостью и поддержанием нормального тонуса венозной стенки. Веноконстрикторный ответ у пациентов варикозной болезнью снижен не только в пораженных венах, но и в неизмененных венах верхних конечностей (P. Pacaud, 2003). Дефект локализуется на уровне рецепторного звена. Количество рецепторов к основным видам констрикторов в венозной стенке снижено уже на ранних стадиях заболевания, в частности α–адренорецепторов норадреналина, β-рецепторов эндотелина-1, специфических рецепторов ангиотензина-II. Также имеет значение снижение степени сродства указанных вазомоторных субстанций к соответствующим рецепторам. Недостаточность контрактильной функции гладкомышечных клеток венозной стенки ассоциируется также с повреждением внутриклеточных сигнальных механизмов процесса сокращения миоцитов, связанных прежде всего со снижением Rho-киназной Са2+-сенситизации и дизрегуляцией системы NO-цГМФ. В результате, особенно на фоне дисгормональных изменений, в венозной стенке возникает дисбаланс вазоактивных факторов в сторону венодилятации, что может рассматриваться как один из возможных механизмов развития первичного варикоза.

Гипоксия венозной стенки является важнейшим пусковым механизмом сосудистого ремоделирования. Ее губительное действие наиболее ярко проявляет себя в условиях нарушения венозного кровотока, в частности при нарушении физиологического «shear»-стресса и повышенном гидростатическом давлении. Венозная система характеризуется наиболее низкими значениями протективного «shear»-стресса (1-10 дин/см2). При снижениях этого показателя и без того «ранимая» венозная стенка оказывается лишенной защитных свойств нормального кровотока. Более того, непосредственными последствиями аномально низкого «shear»-стресса, реализующимися по механизму механотрансдукции, могут быть следующие процессы: усиление экспрессии молекул адгезии, повышение продукции ингибитора фибринолиза PAI-1 и снижение продукции тканевого активатора плазминогена, усиление продукции эндотелина-1 и снижение выработки окиси азота NO и другие механизмы, поддерживающие провоспалительное состояние венозной стенки.

Проведённые нами гистологические исследования стенок вен с помощью электронной микроскопии позволили выявить, при варикозной их трансформации, очаговую дезорганизацию интимальной оболочки, набухание соединительной ткани, денудацию клеток эндотелия, преобладание склеротических процессов. В створках клапанов происходит фиброэластоз, склероз и гиалиноз. В средней оболочке обнаруживается гипертрофия мышечных клеток, атрофия эластических волокон, развитие диффузного склероза. 

Рис. 9. Нарушение целостности плазматической мембраны на люминальной поверхности цитоплазматического отростка эндотелиоцита (ЦОЭ) (указано стрелками). ГМК – гладкомышечная клетка, ПП – пиноцитозные пузырьки, БМ – базальная мембрана, ПВ – просвет вены, Я – ядро ГМК, ПКВ – пучки коллагеновых волокон (ув. х 6600).

Рис. 10. Ядросодержащая часть эндотелиоцита (ЭН) с признаками десквамации (поверхность створки без эндотелия указана стрелкой). Я – ядро эндотелиоцита, М – митохондрия, ЛГ – липидная глобула, КВ – пучки коллагеновых волокон (увеличение х 8300). 

Полиморфные изменения в большей степени затрагивают створки венозных клапанов. Наблюдается ряд характерных проявлений в виде различной степени выраженности дистрофических расстройств. В эндотелиоцитах створок венозных клапанов появляются локальные нарушения целостности плазматической мембраны, участки отека цитоплазмы, деформация органелл, десквамация цитоплазматических отростков эндотелиоцитов (рис. 9). 

Рис. 11. Цитоплазматический отросток эндотелоцита с признаками отека (разрушенная базальная мембрана гладкомышечной клетки показана стрелками). МКФ – микрофиламенты, ЭВ – эластические волокна (увеличение х 16000).

Пиноцитозная активность гладкомышечных клеток снижена, базальная мембрана разрыхлена, местами прерывается, имеются участки с полным ее отсутствием.

На некоторых участках поверхность клапана вообще лишена эндотелиального пласта и представлена «обнаженной» базальной мембраной с остатками десквамированного эпителия (рис.10).

Под эндотелиальным слоем вблизи базальной мембраны среди микрофибриллярного эластина и пучков коллагеновых волокон располагаются немногочисленные гладкомышечные клетки. Их цитоплазма просветлена, в ней резко уменьшено количество нерегулярно расположенных миофиламентов. Как в центральных, так и в периферических отделах цитоплазмы обнаруживаются цистерны зернистой эндоплазматической сети и другие клеточные органеллы (рис. 11).

При рецидивном варикозном расширении вен нижних конечностей, в зависимости от его причины (техническая погрешность при первичной операции или прогрессирование заболевании), гистологическая картина имеет свои характерные черты. Так в случаях, когда причиной рецидива стала техническая погрешность при выполнении операции (патологическая культя БПВ, неудаленная МПВ и др.), гистологическая картина участков удалённых у таких больных вен имела изменения, характерные для поздних стадий варикозной болезни (склероз, гиалиноз, очаговая дезорганизация соединительной ткани интимы по типу мукоидного набухания, деформирующий рубцовый склероз медии). Если рецидив варикозного расширения возникал как следствие естественного прогрессирования заболевания, то при исследовании удалённых сегментов вен обнаруживали изменения, характерные для начальной стадии варикозной болезни: миоэластоз, миоэластофиброз интимы, интерфасцикулярный фиброз медии (П.Г.Швальб, 2009).

Таким образом, процессы дисфункции и дизрегуляции эндотелия, повреждения структуры венозной стенки продуктами метаболизма активированных лейкоцитов, гипертрофии венозной стенки в результате фенотипической модуляции гладкомышечных клеток являются основными звеньями патогенеза варикозной трансформации вен.