Молекулярные и клеточные механизмы, ассоциированные с микрососудистым воспалением в патогенезе сердечной недостаточности с сохраненной фракцией выброса

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

БП – болезнь Паркинсона;

ВГД – внутриглазное давление;

ГВК – гомованилиновая кислота;

ДА – дофамин;

ДОФА – диоксифенилаланин;

ДОФУК – диоксифенилуксусная кислота;

МФТП – 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридин

Примерно половина больных с сердечной недостаточностью имеют нормальную фракцию выброса. Распространенность сердечной недостаточности с сохраненной фракцией выброса (СНсФВ) по отношению к другой форме сердечной недостаточности – с низкой фракцией выброса (СНнФВ) – ежегодно увеличивается на 1% [1]. Согласно обсервационным исследованиям 5-летняя выживаемость при СНсФВ составляет 50%, при этом каждый второй больной повторно попадает в больницу в течение ближайшего полугода после предыдущей госпитализации [1].

Несмотря на большую значимость СНсФВ, эффективные средства лечения этого заболевания на сегодняшний день отсутствуют. Все классы препаратов, улучшающие прогноз при СНнФВ (блокаторы ренин-ангиотензиновой системы, бета-адреноблокаторы, ингибиторы неприлизина), оказались неэффективными при СНсФВ, что, по всей видимости, объясняется различием в механизмах развития этих двух форм сердечной недостаточности. В основе СНнФВ лежит гибель кардиомиоцитов; при СНсФВ основными патофизиологическими изменениями являются замедление расслабления и снижение податливости левого желудочка, где ключевую роль играет микрососудистое воспаление миокарда. На сегодняшний день данная «воспалительная» концепция поддерживается большинством экспертов [2] и подтверждена целым рядом клинических доказательств [3].

Большинство больных с СНсФВ имеют множество сопутствующих заболеваний, таких, как ожирение, артериальная гипертония, сахарный диабет типа 2, хроническая болезнь почек, хроническая обструктивная болезнь легких, анемия [4]. Считается, что все эти заболевания наряду с пожилым возрастом индуцируют и поддерживают в организме хронический воспалительный статус, в результате чего запускается системная дисфункция эндотелия, в том числе в коронарном микроциркуляторном русле, что и приводит к диастолической дисфункции обоих желудочков. Воспаление миокарда представляет собой хорошо изученную последовательность дискретных иммунологических событий (рис. 1) [5, 6]. Все начинается с активации эндотелиальных клеток под действием провоспалительных цитокинов. Активированные эндотелиальные клетки экспрессируют на своей поверхности молекулы адгезии, вступающие во взаимодействие с соответствующими рецепторами циркулирующих моноцитов, из-за чего движение моноцитов в коронарных капиллярах замедляется вплоть до полной остановки. В коронарном микроциркуляторном русле больных с СНсФВ обнаруживается высокая экспрессия молекул адгезии (молекул межклеточной адгезии и E-селектина), что однозначно указывает на активацию эндотелиальных клеток [7].

«Прилипание» моноцитов к эндотелиальным клеткам является необходимым условием для ключевого шага во всей цепочке воспалительного процесса – миграции моноцитов из кровотока в субэндотелиальное пространство миокарда (рис. 1). Эта миграция происходит по градиенту концентрации хемоаттрактантов, прежде всего хемокина С-С (или моноцитарного хемотаксического белка-1, CCL2/MCP-1), высвобождаемых из «стрессового» миокарда. Проникнув в ткань, моноциты быстро превращаются в макрофаги, которые начинают вырабатывать основной цитокин фиброза – трансформирующий фактор роста β (TGF-β) [7]. Под влиянием TGF-β фибробласты превращаются в миофибробласты и начинают усиленно вырабатывать коллаген, что закрепляет фиброз и приводит к прогрессии диастолической дисфункции левого желудочка. Согласно данным биопсии в миокарде больных при СНсФВ наблюдается значительное скопление активированных макрофагов, в большом количестве вырабатывающих TGF-β, что ассоциировано с активацией фибробластов и избыточным отложением коллагена [8, 9].

 

ВОСПАЛЕНИЕ И ФИБРОЗ МИОКАРДА УПРАВЛЯЮТСЯ МАКРОФАГАМИ

В экспериментальных моделях с перегрузкой давлением в гипертрофированном миокарде помимо фиброза всегда обнаруживаются и признаки воспаления, при этом области фиброза и воспаления обычно совпадают и чем более выражено воспаление, тем более выражен и фиброз [6]. Воспаление всегда случается раньше фиброза, и если удается подавить воспаление, то это позволяет предотвратить и фиброз [6]. Как и любое другое воспаление, воспаление в гипертрофированном миокарде опосредуется реакциями врожденного и приобретенного иммунитета [10, 11], где ключевым событием является миграция моноцитов из кровотока в субэндотелиальное пространство миокарда с их последующим превращением в макрофаги. На основании экспрессии белков CD14 и CD16 моноциты человека разделяют на несколько основных подтипов: классические (CD14⁺⁺/CD16^–), промежуточные (CD14⁺⁺/CD16⁺) и неклассические (CD14⁺/CD16⁺⁺). Именно классические моноциты запускают воспаление при перегрузке давлением. Эти моноциты образуются в костном мозге из гемопоэтических предшественников и стволовых клеток (также небольшой их пул содержится в селезенке). Мобилизация моноцитов происходит под действием таких цитокинов, как хемокин ССL2/MCP-1 и гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор, выделяемых активированными эндотелиоцитами и резидентными макрофагами [12, 13]. В крови больных с СНсФВ обнаружено значительное (в 2–4 раза) повышение содержания классических моноцитов, что подтверждает наличие у них системного провоспалительного статуса [8, 14].

В миокарде моноцитов почти нет, но в нем всегда присутствует определенное количество резидентных макрофагов. Макрофаги играют ключевую роль в регуляции образования и распада белков матрикса и при многих заболеваниях, в том числе и при СНсФВ, запускают фиброз [15]. В условиях стресса (например, при ишемии или перегрузке давлением) популяция макрофагов в миокарде существенно возрастает как за счет пролиферации резидентных макрофагов, так и миграции из кровотока классических моноцитов с последующим их превращением в макрофаги (рис. 1) [16, 17].

 

Рис. 1. Роль ССR2+-макрофагов в поддержании хронического микрососудистого воспаления в гипертрофированном миокарде. Под действием ангиотензина II (А II), высвобождаемого из «стрессового» миокарда (1), и хемокина ССL2, высвобождаемого активированными эндотелиальными клетками коронарного микроциркуляторного русла (2), классические моноциты покидают костный мозг и селезенку и привлекаются к миокарду. Под действием ССL2, вступающего во взаимодействие с рецепторами CCR2 на поверхности моноцитов, последние проникают в миокард (3), где превращаются в CCR2+-макрофаги (4), которые затем активируются и превращаются в М1- (5) и М2-макрофаги (6). М1-макрофаги через выработку провоспалительных цитокинов (TNF и ИЛ-1β) поддерживают воспаление и оказывают повреждающее воздействие на миокард (7), а через выработку CCL2 способствуют еще большей инфильтрации миокарда клетками воспаления (8). М2-макрофаги, наоборот, участвуют в восстановлении целостности поврежденных тканей посредством выработки цитокинов фиброза (прежде всего TGF-β) (9). Под влиянием TGF-β фибробласты превращаются в миофибробласты (10) и начинают усиленно вырабатывать коллаген (11), что закрепляет фиброз и приводит к прогрессии диастолической дисфункции левого желудочка. При хроническом микрососудистом воспалении популяция CCR2+-макрофагов поддерживается как за счет миграции все новых моноцитов (4), так и за счет пролиферации in situ уже проникших в миокард клеток (12). Под действием микроокружения макрофаги могут изменять свой функциональный статус, переходя от одного фенотипа к другому (13). Для хронического микрососудистого воспаления миокарда характерно одновременное присутствие трех основных стадий, которые при остром воспалении обычно следуют друг за другом: стадии инфильтрации, повреждения и репарации (фиброза). При этом наиболее характерным признаком хронического воспаления является стойкая активация макрофагов

 

Резидентные макрофаги и макрофаги моноцитарного происхождения различаются по локализации в миокарде и выполняемым функциям. Макрофаги моноцитарного происхождения экспрессируют на своей поверхности рецепторы CCR2 к хемокину ССL2 (CCR2⁺-макрофаги); благодаря этому хемокину классические моноциты (предшественники CCR2⁺-макрофагов) покидают костный мозг и селезенку и привлекаются к очагу воспаления [18]. CCR2⁺-макрофаги преимущественно активируются по классическому пути в присутствии интерферона (ИФ)-γ, вырабатываемого T-хелперами типа 1, и микробных компонентов [19]. CCR2⁺-макрофаги играют решающую роль в инициации воспаления, вырабатывая провоспалительные цитокины и выступая в качестве антигенпрезентирующих клеток для Т-лимфоцитов, поэтому их часто называют провоспалительными макрофагами (или M1-макрофагами). CCR2⁺-макрофаги являются основным клеточным компонентом инфильтрации миокарда при его хроническом микрососудистом воспалении (например, при СНсФВ), при котором популяция CCR2⁺-макрофагов поддерживается как за счет миграции все новых моноцитов, так и за счет пролиферации in situ уже проникших в миокард клеток [12, 16]. CCR2⁺-макрофаги содержат инфламмасомы NLPR3, необходимые для процессинга и доставки в «стрессовый» миокард интерлейкина (ИЛ)-1β – важнейшего цитокина воспаления [16]. У мышей с дефицитом рецепторов CCR2 инфузия ангиотензина II в отличие от особей дикого типа не сопровождалась активацией инфламмасом и образованием интерлейкина-1β [20].

Поскольку резидентным макрофагам нет необходимости проникать в миокард, на их поверхности отсутствуют рецепторы CCR2 (CCR2^–-макрофаги). Эти макрофаги восполняются исключительно за счет собственной пролиферации и происходят из зародышевого желточного мешка [16]. Резидентные макрофаги отвечают за поддержание тканевого гомеостаза и вырабатывают цитокины и факторы роста, способствующие ангиогенезу, активации фибробластов, синтезу коллагена и разрешению воспаления [21]. Подобными свойствами обладают и так называемые М2-макрофаги, которые дифференцируются из моноцитов с помощью интерлейкинов-4 и -13, вырабатываемых T-хелперами типа 2, превращаясь в репаративные макрофаги [19]. М1-макрофаги встречаются преимущественно в очагах фиброза, в то время как М2-макрофаги и резидентные макрофаги обычно обнаруживаются в жизнеспособном миокарде вблизи микрососудистого русла [12]. Считается, что основной фенотип макрофагов определяется по факту их происхождения, однако возможно и их функциональное перевоплощение под влиянием микроокружения, из-за чего деление макрофагов на провоспалительные и репаративные весьма условно и не отражает в полной мере их пластичности и гетерогенности свойств [21]. Макрофаги чутко реагируют на изменение микроокружения и способны быстро менять свой функциональный статус, переходя от провоспалительного фенотипа к репаративному [22]. Более того, с использованием современных аналитических эпигенетических и генных технологий выявлен целый спектр промежуточных субпопуляций макрофагов с различной, зачастую смешанной, функциональной активностью [23].

В 2011 году D. Westermann и соавт. с помощью биопсии миокарда впервые доказали, что именно макрофаги инициируют фиброз миокарда у больных с СНсФВ [9]. Макрофаги «запускают» фиброз посредством нескольких механизмов, таких, как: 1) фагоцитоз умерших клеток; 2) выработка различных цитокинов, хемокинов и факторов роста (прежде всего, TGF-β); 3) выработка ингибиторов тканевых металлопротеиназ, уменьшающих скорость распада коллагена [19]. Кроме того, в «стрессовом» миокарде макрофаги синтезируют ренин и ангиотензинпревращающий фермент и участвуют тем самым в локальном (паракринном) образовании ангиотензина II – мощного активатора фибробластов [24]. Помимо стимуляции фибробластов ангиотензин II мобилизует моноциты из костного мозга и селезенки [25].

Активированные макрофаги вырабатывают не только TGF-β, но и другие стимуляторы пролиферации фибробластов – галектин-3 и остеопонтин. Галектин-3 относится к семейству растворимых бета-галактозидсвязывающих лектинов, он способен прямо активировать миофибробласты [26], а также через стимуляцию фагоцитарной активности макрофагов и последующей выработки TGF-β [27]. Как показали F. Edelmann и соавт., у больных с СНсФВ даже незначительное увеличение уровня галектина-3 плазмы (в среднем с 12.1 до 13.8 нг/мл) в течение 1 года сопровождалось существенным усилением фиброза миокарда и ухудшением прогноза заболевания [28]. В другом исследовании у больных, госпитализированных по поводу обострения сердечной недостаточности, содержание в крови остеопонтина – цитокина, активирующего фибробласты, на момент выписки предсказывало общую смертность и риск повторной госпитализации лишь у лиц с сохраненной, но не со сниженной фракцией выброса [29].

Воспаление в миокарде как при его ишемическом повреждении, так и при перегрузке давлением опосредуется одними и теми же клетками – макрофагами моноцитарного происхождения [30]. При инфаркте миокарда интенсивность воспаления на порядок выше, чем при перегрузке давлением, что связано с различием в стимулах воспаления. При инфаркте задействован один из самых мощных стимулов в виде умерших клеток, что приводит к быстрому и значительному скоплению клеток воспаления в области некроза, необходимых для резорбции погибшего миокарда [31]. При перегрузке давлением кардиомиоциты, если и гибнут, то в минимальной степени, и истинные причины запуска хронического воспаления до сих пор не ясны. В качестве возможных кандидатов указывают на цитокины, связанные с сопутствующими заболеваниями (ожирением, сахарным диабетом, хронической болезнью почек и др.), реактивные формы кислорода и ангиотензин II. Гипертрофированный миокард в больших количествах выделяет ангиотензин II, который провоцирует воспаление через образование свободных радикалов кислорода и стимуляцию внутриклеточных сигнальных путей, вызывающих активацию фактора транскрипции NFκB [32, 33]. Помимо этого, ангиотензин II через АТ₁-рецепторы запускает миграцию дендритных клеток и пролиферацию макрофагов и CD4⁺ T-лимфоцитов [34]. При перегрузке давлением клетки миокарда продуцируют матриксные металлопротеиназы (по крайней мере, на начальных стадиях), что приводит к расщеплению волокон коллагена с образованием так называемых DAMP (молекулярных фрагментов, ассоциированных с повреждением). Последние, связываясь с Toll-подобными рецепторами макрофагов, вызывают активацию NFκB-ассоциированных внутриклеточных процессов и запускают полномасштабный воспалительный ответ [35]. Нельзя полностью сбрасывать со счетов и гибель кардиомиоцитов, пусть и не такую массивную, как при инфаркте миокарда, но, по-видимому, вполне достаточную для того, чтобы инициировать в гипертрофированном миокарде воспаление [15]. Поскольку все эти факторы – провоспалительные цитокины, ангиотензин II и активные формы кислорода – воздействуют на постоянной основе, воспаление миокарда при перегрузке давлением носит хронический характер с одновременным присутствием всех тех стадий, которые при остром воспалении (например, при инфаркте миокарда) обычно следуют друг за другом: стадии инфильтрации, повреждения и репарации (фиброза; рис. 1). И одним из наиболее характерных признаков хронического воспаления является стойкая активация макрофагов.

До сих пор не ясно, какие именно факторы микро­окружения способствуют функциональной перестройке макрофагов. Подобная трансформация в любом случае должна предусматривать многочисленные и многоуровневые межклеточные взаимодействия. Ключевым фактором перехода макрофагов от воспалительного фенотипа к репаративному при инфаркте миокарда считается поглощение макрофагами умерших кардиомиоцитов, и по мере «загрузки» клеточным детритом макрофаги перестают выделять провоспалительные цитокины (ИЛ-1β и фактор некроза опухолей, TNF) и начинают вырабатывать профибротические цитокины (ИЛ-10 и TGF-β) [36]. В свою очередь, репаративные макрофаги, простимулировав выработку коллагена и тем самым поучаствовав в формировании постинфарктного рубца, затем полностью «выводятся из игры» через апоптоз. В гипертрофированном же миокарде макрофаги не могут «выключиться» и постоянно находятся в активированном состоянии, из-за чего фиброз перерождается из компенсаторной реакции в сугубо патологический и плохо контролируемый процесс. Культивирование in vitro моноцитов здоровых людей в среде, содержащей сыворотку, взятую от больных с СНсФВ, приводило к превращению этих моноцитов в макрофаги, вырабатывающие в больших количествах профибротический цитокин интерлейкин-10 [14].

Стоит отметить, что одни и те же цитокины могут быть полезны при СНнФВ, но небезопасны при СНсФВ, что следует учитывать при разработке терапевтических мер по сдерживанию дисфункции миокарда. Например, при инфаркте миокарда ИЛ-10, кратковременно вырабатываемый макрофагами, принимает активное участие в разрешении воспаления и восстановлении поврежденных тканей, что самым благотворным образом сказывается на постинфарктном заживлении миокарда [37]. Однако при перегрузке давлением устойчивая экспрессия ИЛ-10, наоборот, потенцирует дисфункцию левого желудочка через стимуляцию фиброза [8]. Экспрессия гена ИЛ-10 в миокарде крыс спустя 16 недель после инфаркта миокарда была значительно ниже по сравнению с контрольной группой [38]. Напротив, у мышей с СНсФВ, развившейся в ходе естественного старения, экспрессия ИЛ-10 была в 9 раз выше, чем у более молодых особей [8]. Подобную двойственность эффектов ИЛ-10 наблюдали и в другом эксперименте, в котором кратковременная экспрессия ИЛ-10 в легких под действием доксициклина (антибиотика тетрациклиновой группы) ослабляла острое воспаление у мышей, вызванное бактериальным липополисахаридом [39]. Однако длительная (в течение 1 месяца) сверхэкспрессия этого цитокина, наоборот, провоцировала развитие фиброза легких [40]. Таким образом, переход макрофагов от провоспалительного к репаративному фенотипу при инфаркте миокарда оказывает защитное действие, однако при перегрузке давлением длительная активация репаративных макрофагов в конечном счете способствует избыточному отложению коллагена, повышению жесткости левого желудочка и прогрессии диастолической дисфункции.

 

РОЛЬ ПРИОБРЕТЕННОГО ИММУНИТЕТА В СТРУКТУРНОЙ ПЕРЕСТРОЙКЕ ГИПЕРТРОФИРОВАННОГО ЛЕВОГО ЖЕЛУДОЧКА

Приобретенный иммунитет играет важную роль в развитии острого воспаления в миокарде, а также при постинфарктном ремоделировании [41, 42]. Гораздо меньше известно об участии клеток приобретенного иммунитета в структурной перестройке левого желудочка при перегрузке давлением. Выше уже было сказано, что микрососудистое воспаление в гипертрофированном миокарде носит хронический характер. В очагах хронического воспаления всегда можно обнаружить Т- и В-лимфоциты, которые, наряду с макрофагами и активно с ними взаимодействуя, участвуют в поддержании этого воспаления  (рис. 2). Миграция лейкоцитов в очаг воспаления происходит под действием хемокинов и цитокинов, выделяемых активированными макрофагами (главным образом TNF и ИЛ-1). Макрофаги выступают в качестве антигенпрезентирующих клеток для Т-лимфоцитов, экспрессируют на своей поверхности так называемые костимуляторные молекулы и вырабатывают цитокины (ИЛ-12 и др.), которые активируют Т-лимфоциты. В свою очередь, активированные Т-лимфоциты продуцируют цитокины (ИФ-γ, ИЛ-4, ИЛ-5 и ИЛ-13), способствующие активации макрофагов – замыкается порочный круг  (рис. 2).

 

Рис. 2. Взаимодействие между макрофагами и CD4+ Т-лимфоцитами при хроническом микрососудистом воспалении в гипертрофированном миокарде. Активированные макрофаги (М1-макрофаги) с помощью цитокина TNF стимулируют мобилизацию и инфильтрацию CD4+ T-лимфоцитов, а с помощью презентации антигена их активируют. Кроме того, М1-макрофаги через ИЛ-12 стимулируют выработку Т-клетками ИФ-γ, который способствует еще большей активации макрофагов и выделению ими ключевого хемокина воспаления CCL2, что, в свою очередь, привлекает в миокард дополнительное число моноцитов. Активированные CD4+ T-клетки через выработку TNF, ИЛ-17 и хемокинов могут напрямую стимулировать миграцию макрофагов. Таким образом, замыкается порочный круг, когда активация одних клеток приводит к активации других и наоборот. Конечным результатом является прогрессирующая инфильтрация миокарда воспалительными клетками и «закрепление» (хронизация) процесса воспаления. Активированные Т-клетки и макрофаги участвуют как в поддержании воспаления, так и в стимуляции фиброза миокарда

 

Т-лимфоциты могут выступать в качестве «передаточного звена» между микрососудистым воспалением и фиброзом миокарда. T. Nevers и соавт. предположили, что миграция T-клеток в миокард является важным шагом в патогенезе гипертонического ремоделирования сердца [43]. Констрикция восходящей аорты у мышей с дефицитом α-цепи Т-клеточного рецептора (линия TCRα-/-) не сопровождалась инфильтрацией миокарда CD4⁺ T-лимфоцитами, эти особи имели нормальные размеры и сократимость левого желудочка, а также низкую экспрессию молекул межклеточной адгезии и мозгового натрий­уретического гормона в миокарде и существенно меньший его фиброз по сравнению с особями дикого типа. Более того, когда у мышей дикого типа сразу после констрикции аорты был спровоцирован дефицит T-клеток (посредством введения антител к молекулам CD3), то спустя 4 недели после операции у них отмечалось значительное уменьшение тяжести систолической дисфункции левого желудочка и фиброза миокарда.

В другом эксперименте с констрикцией аорты развитие гипертрофии левого желудочка у мышей было ассоциировано с внутрисердечной активацией CD4⁺ T-лимфоцитов, в то время как у особей с дефицитом этих клеток гипертрофия и фиброз миокарда были выражены в гораздо меньшей степени [44]. Генетически обусловленный дефицит Т- и В-лимфоцитов (мыши линии RAG2KO) сопровождался существенно меньшей систолической дисфункцией левого желудочка, снижением экспрессии мозгового натрийуретического гормона в миокарде и уменьшением фиброза (наряду с уменьшением инфильтрации миокарда макрофагами). Однако все эти положительные изменения полностью исчезали после восполнения содержания Т-лимфоцитов [44]. И если дефицит CD4⁺ T-лимфоцитов (линия MHCII KO) препятствовал развитию дисфункции левого желудочка, то особи с дефицитом CD8⁺ Т-лимфоцитов (линия CD8KO) не отличались от особей дикого типа по тяжести дисфункции левого желудочка. Подобное благоприятное течение гипертрофии отмечено и у мышей линии OTII (Т-лимфоциты этих мышей утратили способность к активации антигенпрезентирующими клетками), что подтверждает ключевую роль CD4⁺ T-лимфоцитов и антигенпрезентирующих клеток в развитии фиброза миокарда. Негативное влияние CD4⁺ T-лимфоцитов на ремоделирование сердца по сравнению с CD8⁺ T-лимфоцитами показано и Tae Yu и соавт. [45], что особенно важно с учетом прямого цитотоксического эффекта CD8⁺ Т-клеток.

Вклад активации CD4⁺ T-лимфоцитов антигенпрезентирующими клетками в развитие дисфункции миокарда подтвержден в исследовании M. Kallikourdis и соавт. [46], где в модели с констрикцией аорты с помощью иммунодепрессанта абатацепта (селективного модулятора костимулирующего сигнала, необходимого для полной активации Т-лимфоцитов) была предотвращена стимуляция Т-клеток дендритными клетками, В-клетками и макрофагами. Это позволило сохранить нормальную систолическую функцию левого желудочка при назначении препарата в разные сроки эксперимента: в момент перевязки аорты и спустя неделю после операции. Положительное влияние препарата на систолическую функцию сопровождалось снижением экспрессии мозгового натрийуретического гормона и уменьшением тяжести фиброза миокарда, а также снижением содержания Т-клеток в миокарде и экспрессии активированными антигенпрезентирующими клетками молекул, участвующих в костимуляции Т-клеток (например, фактора воспаления аллографта-1).

Регуляторные T-клетки, в отличие от Т-хелпер­ных, защищают сердце и уменьшают выраженность ремоделирования левого желудочка [47, 48]. Регуляторные Т-клетки обладают иммуносупрессорным действием и обеспечивают поддержание иммунного гомеостаза. Показано, что нехватка регуляторных T-клеток приводит к развитию аутоиммунных заболеваний, в то время как восстановление или увеличение содержания этих клеток положительно влияет на течение иммунных заболеваний [49]. Регуляторные Т-клетки не только обладают способностью «выводить из игры» остальные Т-лимфоциты, но и подавляют активность макрофагов [50, 51], что позволяет рассматривать их в качестве клеток, потенциально способных завершать хроническое вялотекущее воспаление гипертрофированного миокарда и тем самым прекращать дальнейшее накопление коллагена. В эксперименте с инфузией ангиотензина II мышам H. Kvakan и соавт. показали, что увеличение популяции регуляторных Т-клеток в организме путем их экзогенного введения уменьшает инфильтрацию миокарда макрофагами и позволяет предотвратить развитие фиброза [52].

Поскольку хроническое воспаление представляет собой затянувшуюся иммунную реакцию организма на персистирующие стимулы, заметную роль в гипертоническом ремоделировании сердца могут играть В-лимфоциты. Активированные В-лимфоциты обычно представлены в очагах хронического воспаления; однако значимость вырабатываемых ими антител не установлена; скорее всего, это аутоантитела к измененным компонентам поврежденной ткани. A. Cordero-Reyes и соавт. в эксперименте с инфузией ангиотензина II и антагониста эндотелиальной синтазы оксида азота сравнивали мышей с дефицитом лимфоцитов: с дефицитом Т- и В-лимфоцитов (т.е. с тотальным иммунодефицитом), с изолированным дефицитом или B-, или T-лимфоцитов [53]. В группе мышей дикого типа (т.е. с нормальным содержанием лимфоцитов обоих типов) и в группе изолированного дефицита Т-клеток ремоделирование и фиброз левого желудочка были выражены в гораздо большей степени, чем в группе изолированного отсутствия В-клеток и группе тотального иммунодефицита. У особей с дефицитом B-клеток экспрессия провоспалительных цитокинов (ИЛ-1β, ИЛ-6 и TNF) была значительно ниже, чем у особей с нормальным содержанием B-клеток. Восстановление же содержания B-клеток у особей с тотальным дефицитом лимфоцитов не только усиливало экспрессию мозгового натрийуретического гормона, ИЛ-1β, ИЛ-6 и TNF, но и приводило к нарастанию гипертрофии и фиброза левого желудочка. Экспрессия профибротического цитокина ИЛ-10 была снижена у всех животных с повреждением миокарда, однако максимальные значения этого показателя, близкие к показателям в интактном миокарде, отмечены в группе с дефицитом В-клеток. Положительное окрашивание миокарда на иммуноглобулин G3 (маркер аутоиммунного поражения миокарда) выявлено во всех группах с нормальным содержанием В-клеток (т.е. в группах дикого типа, с дефицитом Т-клеток, с тотальным дефицитом с последующим восстановлением содержания B-клеток). В этом же исследовании в опыте in vitro активированные B-лимфоциты стимулировали выработку коллагена миофибробластами.

Не так давно выявлена связь между В-клетками и мобилизацией моноцитов. Эта связь, по-видимому, опосредуется выработкой В-клетками хемокина CCL7, способствующего высвобождению моноцитов из костного мозга и их миграции в область воспаления [54]. Благодаря своей антигенпрезентирующей способности В-клетки могут модулировать ответ со стороны Т-клеток. Это позволяет рассчитывать на подавление активности Т-клеток и пред­отвращение миграции моноцитов в миокард путем модификации поведения В-клеток. Значимость подобной презентации антигена В-клетками показана в нескольких исследованиях [43, 44]. С другой стороны, T. Guzik и соавт. выявили большее значение Т-клеток в развитии дисфункции левого желудочка, связанной с перегрузкой давлением [55]. Показано, что степень повреждения миокарда у мышей с дефицитом лимфоцитов обоих типов (линия RAG-1-/-) в ответ на инфузию ангиотензина II была существенно меньше, чем у контрольных особей. Однако заместительное восполнение содержания T-клеток (но не B-клеток!) приводило к восстановлению «полномасштабного» повреждения миокарда. Участие лимфоцитов в формировании и прогрессировании диастолической дисфункции и СНсФВ у людей активно изучается. Участие В-лимфоцитов в патогенезе сердечной недостаточности показано в биопсийном исследовании K. Youker и соавт., в котором в миокарде большинства больных с выраженной сердечной недостаточностью различной этиологии обнаружены аутоантитела к различным компонентам сердца [56].

 

ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНАЯ СТРАТЕГИЯ ПРИ СНсФВ

В целом идею иммуномодуляции при сердечной недостаточности активно проверяли на протяжении последних 20 лет в многочисленных клинических испытаниях: COPE-ADHF с кортикостероидами, METIS с метотрексатом, IMAC с иммуноглобулином, RENEWAL и ATTACH с ингибиторами TNF. К сожалению, результаты этих клинических исследований, выполненных преимущественно на больных с СНнФВ, оказались неубедительными или, по меньшей мере, противоречивыми [57]. Так, экспериментальные доказательства высокой эффективности ингибиторов TNF [58, 59] не были подтверждены в клинических испытаниях, где конкурентный ингибитор рецепторов к TNF этанерцепт и препарат моноклональных антител к TNF инфликсимаб оказались неэффективными при СНнФВ и даже в ряде случаев повышали риск смерти больных [60, 61]. Неудачу этих испытаний связывали с избыточным антагонизмом TNF и подавлением его защитного действия в виде предотвращения апоптоза кардиомиоцитов в условиях стресса. Считается, что влияние на иммунную систему препаратами широкого спектра действия при сердечной недостаточности нежелательно и требуются более точечные воздействия. Так, в недавно завершившемся испытании CANTOS целенаправленное подавление активности одной из изоформ интерлейкина-1 (изоформы β) с помощью моноклонального антитела канакинумаб у постинфарктных больных сопровождалось значительным улучшением прогноза [62]. Но в качестве основной причины неудачи всех перечисленных исследований обычно упоминают тот факт, что при СНнФВ воспаление в миокарде обнаруживается лишь на продвинутых стадиях заболевания и формируется по типу реактивных изменений организма в ответ на тяжелую систолическую дисфункцию левого желудочка; на более ранних стадиях ремоделирование «управляется» через смерть кардиомиоцитов [63]. При СНсФВ в основе ремоделирования (прогрессии фиброза и диастолической дисфункции) с самого начала лежит хроническое микрососудистое воспаление миокарда. А поскольку любое воспаление опосредуется иммунными клетками, сейчас во всем мире активно изучается возможность подавления и модуляции иммунного ответа именно при СНсФВ.

Одно из самых ранних воспалительных событий в гипертрофированном миокарде – увеличение выработки хемокина ССL2/MCP-1 эндотелиальными клетками и резидентными макрофагами. По сути, именно с этой реакции и начинается вся воспалительная цепочка, и поскольку согласно известному медико-биологическому закону наиболее эффективными оказываются те вмешательства, которые воздействуют на самые ранние звенья патологического процесса (в данном случае, воспалительного), блокирование ССL2/MCP-1 представляется крайне привлекательной терапевтической мишенью. В нескольких экспериментальных моделях с перегрузкой давлением подавление активности этого белка путем генных манипуляций [64] или иммунологически (посредством введения блокирующих антител) [65] предотвращало развитие фиброза миокарда и улучшало диастолическую функцию левого желудочка.

Блокирование основной «оси» воспаления – хемотаксического пути CCL2–CCR2 – не только препятствует миграции в миокард CCR2⁺-моноцитов, но может изменять функциональную активность фибробластов. Так, у мышей с дефицитом рецепторов CCR2 или хемоаттрактанта ССL2/MCP-1 инфузия ангиотензина II приводила не только к существенно меньшей инфильтрации миокарда макрофагами, но и к снижению экспрессии гладкомышечного α-актина (маркер активации миофибробластов), а также к меньшей тяжести фиброза и диастолической дисфункции левого желудочка по сравнению с особями дикого типа [64, 66, 67]. Интересно, что в этих экспериментах подавление воспаления не влияло на гипертрофию миокарда, что указывает на принципиальное различие в ростовых стимулах кардиомиоцитарного и интерстициального компартментов: гемодинамическая нагрузка в первом случае и воспаление во втором.

Изменение фенотипической активности макрофагов может в скором времени стать важным способом уменьшения дисфункции миокарда неинфекционной природы. Сейчас активно изучается принципиально новый способ воздействия на макрофаги – с помощью внутрикоронарного введения клеток кардио­сферы, представляющей собой гетерогенную взвесь стволовых клеток, извлеченных из миокарда в ходе биопсии и специально обработанных. Эти клетки способны превращаться в клетки разных линий, обладающие противовоспалительной и антифибротической активностью [68]. Защитное действие клеток кардио­сферы реализуется через макрофаги, что доказывается экспериментом de Couto и соавт., где истощение содержания макрофагов с помощью клодроната у крыс ослабляло способность клеток кардиосферы уменьшать зону инфаркта миокарда [69]. Введение клеток кардиосферы соль-чувствительным крысам Дахла после их нахождения на диете с избыточным содержанием соли уменьшало выраженность системного воспаления и инфильтрацию миокарда макро­фагами, что сопровождалось уменьшением выраженности фиброза миокарда, снижением давления наполнения левого желудочка, уменьшением застоя в легких и улучшением выживаемости в целом [70]. В этом исследовании введение клеток кардиосферы не влияло на гипертрофию левого желудочка и артериальное давление, что лишний раз доказывает главенствующую роль воспаления и фиброза в развитии СНсФВ. Считается, что клетки кардиосферы вырабатывают экзосомы (микровезикулы), содержащие «полезные» микроРНК, которые нужным образом изменяют транскриптом клеток-реципиентов [71, 72]. В США продолжается клиническое испытание фазы II по внутрикоронарному введению аллогенных клеток кардиосферы больным с СНсФВ (clinicaltrials.gov: NCT02941705).

С учетом исключительной фенотипической пластичности макрофагов в будущем наиболее востребованными окажутся средства «точечного» воздействия на макрофаги, подавляющие их воспалительные и профибротические свойства, но не влияющие на их способность поддерживать гомеостаз миокарда и защищать от инфекции. В этой связи активно тестируются альтернативные стратегии, например, использование наночастиц, доставляющих непосредственно в поврежденный миокард «терапевтический груз», нацеленный на подавление миграции моноцитов [73, 74]. В качестве подобного «терапевтического груза» могут выступать малые интерферирующие РНК, которые с помощью наноносителей можно сравнительно легко доставить к фагоцитам иммунной системы (прежде всего к макрофагам), внутри которых они достигают «узлов принятия решения» по поляризации макрофагов и изменяют транскрипцию «нужных» генов, что позволяет избежать нежелательных побочных реакций, характерных для иммуносупрессии широкого спектра действия [75].

В свое время было замечено, что лечение больных ревматоидным артритом с помощью анакинры – блокатора рецепторов к интерлейкину-1, приводит к улучшению работы сердца, что послужило поводом для тестирования этого препарата у больных с СНсФВ. В 2014 году в США проведено поисковое исследование D-HART по оценке эффективности анакинры у больных с СНсФВ и провоспалительным статусом (с уровнем С-реактивного белка > 2 г мг/дл). В этом испытании введение анакинры 12 больным в течение 2 недель сопровождалось ослаблением проявлений системного воспаления (снижением содержания С-реактивного белка на 74% от исходной величины) и статистически значимым увеличением пикового потребления кислорода (на 1.2 мл/кг/мин) [76]. И хотя в следующем испытании D-HART-2 с участием 31 больного более длительное введение анакинры (12 недель) не привело к увеличению пикового потребления кислорода, тем не менее, оно ассоциировалось со снижением уровня мозгового натрийуретического гормона в крови [77]. На сегодняшний день не ясно, насколько канакинумаб, блокирующий эффекты изоформы β интерлейкина-1 и доказавший высокую эффективность у постинфарктных больных [62], способен улучшать диастолическую функцию у больных с СНсФВ.

Но в любом случае, использование столь мощных противовоспалительных препаратов, как анакинра и канакинумаб, небезопасно из-за риска побочных эффектов, особенно у пожилых и ослабленных больных, коих среди больных с СНсФВ большинство. Гораздо безопаснее в этих условиях использовать ингибиторы ГМК-КоА-редуктазы, или статины, обладающие пусть и не столь мощным противовоспалительным действием, как блокаторы ИЛ-1, но вполне достаточным для того, чтобы подавить хроническое низкоинтенсивное воспаление в миокарде. Именно в этом случае будет соблюден принцип соразмерности патологического субстрата (хронического низкоинтенсивного воспаления) с силой воздействия препарата на этот субстрат («мягкое» противовоспалительное действие статинов), что свойственно наиболее эффективным терапевтическим вмешательствам. На сегодняшний день имеются определенные доказательства эффективности статинов при СНсФВ. По данным биопсии, у больных с СНсФВ, принимавших статины, было ниже содержание в миокарде нитротирозина (маркера активности окислительных процессов), выше активность протеинкиназы G, меньше размер кардиомиоцитов и ниже остаточное напряжение кардиомиоцитов по сравнению с больными с СНсФВ, не принимавшими статинов [63]. В отечественном ретроспективном когортном исследовании, проведенном среди 223 больных с компенсированным (бессимптомным) гипертоническим сердцем, отсутствие приема статинов стало независимым предиктором последующего развития СНсФВ; прием же статинов был ассоциирован с трехкратным снижением риска развития СНсФВ и двукратным снижением риска прогрессирования диастолической дисфункции левого желудочка (увеличения ее степени) [78]. Согласно предварительным данным отечественного одноцентрового проспективного клинического исследования прием розувастатина и аторвастатина больными с СНсФВ, ранее их не принимавшими, сопровождался значительным улучшением переносимости нагрузки, что сопровождалось восстановлением диастолического резерва и снижением давления наполнения левого желудочка как в покое, так и на высоте нагрузки [79]. В недавнем крупном метаанализе показано, что у больных с сердечной недостаточностью и фракцией выброса >40% прием статинов ассоциирован с достоверным снижением общей смертности на 15%, сердечно-сосудистой смертности на 17% и частоты госпитализаций из-за обострения сердечной недостаточности на 24% [80]. Все «диастолические» эффекты статинов – противовоспалительный, антифибротический и улучшающий функцию эндотелия – зависят от степени ингибирования ГМК-КоА-редуктазы в клетках миокарда: кардиомиоцитах, эндотелиоцитах, фибробластах, макрофагах и лимфоцитах [81]. Значение могут иметь и фармакокинетические свойства статинов, где преимущество, по-видимому, будут иметь жирорастворимые статины, способные беспрепятственно преодолевать плазматическую мембрану и проникать внутрь клеток различного типа [82].

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СНсФВ представляет собой сложное патологическое состояние, имеющее разнообразные фенотипические проявления, в основе которых лежит системное хроническое воспаление. Именно воспаление вызывает фиброз миокарда – основу прогрессии диастолической дисфункции. Чтобы предотвратить или затормозить развитие фиброза, в первую очередь, следует бороться с микрососудистым воспалением. Основную проблему хронического воспаления в гипертрофированном миокарде представляет стойкая активация макрофагов и миофибробластов. Хроническое воспаление миокарда – исключительно иммунологическое событие, в развитии и поддержании которого участвуют клетки врожденного и приобретенного иммунитета.

Обнаружение ключевой роли моноцитов и макрофагов в прогрессии фиброза гипертрофированного миокарда сделало эти клетки привлекательной мишенью для терапевтического воздействия. На сегодняшний день в экспериментальных исследованиях с перегрузкой давлением получены данные, указывающие на положительное действие вмешательств, направленных на подавление миграции моноцитов и нейтрализацию провоспалительного и профибротического эффектов макрофагов. Дальнейшее развитие противовоспалительной стратегии при СНсФВ, по-видимому, будет идти по пути как можно более селективного воздействия на макрофаги и другие иммунные клетки, что позволит рассчитывать на замедление прогрессии дисфункции левого желудочка без сопутствующего повышения риска оппортунистических инфекций и онкогенеза, свойственного для иммуномодуляции широкого спектра действия.

Об авторах

А. Г. Овчинников

Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: artcardio2014@gmail.com
Россия, Москва

Т. И. Арефьева

Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии Минздрава России

Email: artcardio2014@gmail.com
Россия, Москва

А. В. Потехина

Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии Минздрава России

Email: artcardio2014@gmail.com
Россия, Москва

А. Ю. Филатова

Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии Минздрава России

Email: artcardio2014@gmail.com
Россия, Москва

Ф. Т. Агеев

Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии Минздрава России

Email: artcardio2014@gmail.com
Россия, Москва

С. А. Бойцов

Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии Минздрава России

Email: artcardio2014@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

Дополнительные файлы