Kolateralizacja - Collateralization

W medycynie , collateralization również collateralization statek i collateralization naczyń krwionośnych , jest wzrost do naczynia krwionośnego lub kilku naczyń krwionośnych, które służą tym samym organie końcową lub łożyska naczyniowego jako innego naczynia krwionośnego, które nie mogą odpowiednio dostarczyć narządem końcową lub łożyska naczyniowego w wystarczającym stopniu.

Kolateralizacja wieńcowa jest uważana za normalną odpowiedź na niedotlenienie i może być wywołana, w pewnych okolicznościach, przez wysiłek fizyczny . Uważa się, że ma działanie ochronne.

Oboczne lub zespolone naczynia krwionośne również istnieją, nawet jeśli dopływ krwi jest wystarczający dla danego obszaru, a te naczynia krwionośne są często wykorzystywane podczas operacji . Niektóre godne uwagi obszary, w których to występuje, obejmują brzuch, odbyt, kolano, ramię i głowę.

Zabezpieczenie wieńcowe

W normalnym sercu występuje utajona kolateralizacja wieńcowa . Mikroskopijne naczynia poboczne serca przechodzą proces zwany transformacją, który rozszerza światło naczynia kosztem jego ściany komórkowej w odpowiedzi na naprężenia mięśnia sercowego - w szczególności skurcz mięśnia sercowego i niedotlenienie wtórne do zawału mięśnia sercowego lub silnie stresujących ćwiczeń . Wykazano również, że na stan zabezpieczeń wieńcowych wpływa obecność cukrzycy .

Funkcjonalne znaczenie naczyń obocznych wieńcowych jest przedmiotem ciągłych badań eksperymentalnych, chociaż ich istnienie było znane od ponad trzech stuleci i wielokrotnie dokumentowano je u ludzi i zwierząt w ciągu ostatnich siedmiu dziesięcioleci. Chociaż klasyczna obecnie seria eksperymentów Schapera pod koniec lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych poszerzyła naszą wiedzę na temat mechanizmów, za pomocą których te zwykle niepotrzebne, mikroskopijne (40-10 μm średnicy w ich rodzimym stanie) tętniczki są przekształcane przez niedokrwienie lub zwężenie na statkach o życie zachowaniu krwi pojemności, równie wiele badań zaprzeczyć funkcja tych statków do zachowania mięśnia sercowego poprzez odzysk tkanki perfuzję i utrzymywanie ciśnienia krwi , jak udokumentowano to. Dopiero w latach osiemdziesiątych osiągnięto konsensus wśród badaczy, że naczynia te mogą zachować od 30 do 40% przepływu wieńcowego do naczynia krwionośnego, które w przeciwnym razie byłyby niedrożne, i chociaż nie są w stanie zapobiec niedokrwieniu w przypadku wysokiego -wydajne ćwiczenia mogą jednak utrzymać ciśnienie tętnicze aortalne, płucne i przedsionkowe, przekierować uniesienie odcinka ST na mniej poważne obniżenie odcinka ST w niedokrwieniu oraz zapobiegać zawałowi i objawom zawału, nawet w przypadku całkowitego zwężenia tętnicy wieńcowej głównej lewej .

Natywne naczynia oboczne to małe naczynia z wąską wyściółką śródbłonkową, warstwą lub dwiema mięśniami gładkimi i zmienną ilością tkanki elastycznej . Rzadko, jeśli w ogóle, obserwuje się je podczas angiografii przy braku ciężkiego niedokrwienia (zwykle naczynia mniejsze niż 200 mikrometrów są niewidoczne), a jedynie zwężenie tętnicy wieńcowej, niedokrwistość i wysiłek fizyczny, jak wykazano eksperymentalnie, powodują transformację. Większość obserwatorów zgadza się, że 90% okluzja jest konieczna do wywołania transformacji przy braku innych czynników, chociaż niedawny artykuł sugeruje, że mogą pojawić się w wyniku skurczu wieńcowego przy braku całkowitej okluzji (patrz poniżej). W ciągu dziewięćdziesięciu sekund od okluzji, gradient ciśnienia między odcinkiem naczynia wieńcowego dystalnym od okluzji a początkowym naczyniem pobocznym powoduje uszkodzenie wewnętrznej blaszki elastycznej , wywołując reakcję zapalną ; monocyty i policyty migrują do ściany naczyniowej, która w wyniku okluzji staje się przepuszczalna dla składników komórkowych krwi. Wewnętrzna średnica tych naczyń rozszerza się wykładniczo w pierwszych godzinach i dniach po zamknięciu, ponieważ podział mitotyczny ściany komórkowej zawęża średnicę ściany i rozszerza światło każdego naczynia. W ciągu czterech tygodni pojemność funkcjonalna naczyń osiągnęła maksimum, towarzyszy 90% redukcja ich odporności, chociaż przebudowa strukturalna jest kontynuowana przez proliferację komórek i syntezę elastyny ​​i kolagenu przez okres do sześciu miesięcy.

Schaper podsumowuje wiedzę o transformacji obocznej tętnic wieńcowych z 2009 r. W niedawnym przeglądzie: „Po zamknięciu tętnicy na zewnątrz dochodzi do przebudowy istniejących wcześniej tętniczek łączących się w wyniku proliferacji komórek mięśni gładkich naczyń i komórek śródbłonka. Jest to zapoczątkowane deformacją śródbłonka komórek poprzez zwiększone pulsacyjne naprężenie ścinające płynów (FSS) spowodowane stromym gradientem ciśnienia między obszarami wysokiego ciśnienia przedokluzyjnego i bardzo niskim ciśnieniem po okluzyjnym, które są połączone naczyniami obocznymi. Naprężenie ścinające prowadzi do aktywacji i ekspresji całego tlenku azotu izoformy syntetazy (NOS) i wytwarzanie tlenku azotu , a następnie wydzielanie czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF) , które indukuje syntezę białka chemotaktycznego monocytów-1 (MCP-1) w śródbłonku i mięśniach gładkich pożywki. oraz aktywacja monocytów i limfocytów T do przestrzeni przydanki (obwodowe naczynia poboczne) lub przyczepność nt tych komórek do śródbłonka (naczynia wieńcowe). Komórki jednojądrzaste wytwarzają proteazy i czynniki wzrostu, które trawią zewnątrzkomórkowe rusztowanie i umożliwiają ruchliwość oraz zapewniają miejsce dla nowych komórek. Wytwarzają również NO z indukowalnej syntetazy tlenku azotu (iNOS) , która jest niezbędna dla arteriogenezy . Większość produkcji nowej tkanki jest przenoszona przez mięśnie gładkie ośrodka, które przekształcają swój fenotyp z kurczliwego w syntetyczny i proliferacyjny. Ważną rolę odgrywają białka wiążące aktynę, takie jak białko aktywujące Rho wiążące aktynę (ABRA) , kofilina i tymozyna beta 4, które determinują polimeryzację aktyny i dojrzewanie. Integryny i koneksyny są znacznie podwyższone. Kluczową rolę w tym skoordynowanym działaniu, które prowadzi do 2- do 20-krotnego wzrostu średnicy naczyń, w zależności od wielkości gatunku (mysz kontra człowiek), odgrywają czynniki transkrypcyjne AP-1, egr-1, karp, ets, ścieżki Rho i przez aktywowane mitogenem kinazy ERK-1 i -2. Pomimo ogromnego wzrostu masy tkanki (nawet 50-krotnego), stopień funkcjonalnego przywrócenia zdolności przepływu krwi jest niepełny i kończy się na 30% maksymalnego przewodnictwa wieńcowego i 40% na obwodzie naczyniowym. Proces arteriogenezy może być drastycznie stymulowany przez wzrost FSS (przetoki tętniczo-żylne) i może być całkowicie zablokowany przez hamowanie produkcji NO, farmakologiczną blokadę VEGF-A oraz hamowanie szlaku Rho. Farmakologiczna stymulacja arteriogenezy, ważna w leczeniu chorób zarostowych tętnic, wydaje się możliwa w przypadku dawców NO ”.

Badanie Kolibasha z 1982 r. Dotyczące wpływu zabezpieczeń spoczynkowych i naprężeń na perfuzję mięśnia sercowego, czynność lewej komory i zapobieganie zawałowi mięśnia sercowego miało największy wpływ na zmianę opinii specjalistów w kierunku uznania wpływu tych naczyń na serce z zagrożeniem. U 91 pacjentów zbadanych za pomocą angiografii, z których 90% miało dławicę wysiłkową , Kolibash odkrył 110 niedrożnych naczyń LAD i RCA, z których 101 wykazało obecność naczyń obocznych w ich bliższych obszarach. Kolibash podzielił te 101 proksymalnych obszarów na dwie grupy: te z prawidłową perfuzją w spoczynku (43) i te z nieprawidłową perfuzją w spoczynku (58). Nieprawidłowości ruchów ścian były znacznie mniej widoczne w obszarach z prawidłową perfuzją spoczynkową - tylko 35% tych obszarów wykazywało zmniejszone skrócenie segmentów. Dla porównania, 72% obszarów z nieprawidłową perfuzją spoczynkową wykazało zmniejszone skrócenie segmentów. Zawały występowały również rzadziej u osób zdrowych niż u osób nienormalnych (12% vs 62%). Badając cztery zmienne - perfuzję spoczynkową, perfuzję stresową, zaburzenia ruchów ścian i dowody MI w EKG, Kolibash stwierdził, że 86% zmiennych było prawidłowych w grupie z prawidłową perfuzją, a 81% zmiennych było nieprawidłowych w grupie z nieprawidłową perfuzją. Ani zakres choroby wieńcowej, ani wygląd naczyń obocznych podczas angiografii nie różniły się między dwiema grupami, co doprowadziło Kolibasha do wniosku, że angiografia sama w sobie nie jest wystarczająca do oceny funkcjonalnego znaczenia naczyń obocznych i że „kilka zmiennych fizjologicznych” jest najprawdopodobniej odpowiedzialny za stan mięśnia sercowego w danej sytuacji klinicznej. Fakt, że w tak wielu odpowiednio zabezpieczonych obszarach nie wykazano późniejszej poprawy perfuzji mięśnia sercowego, dostarczył również dowodów na to, że zabezpieczenia często mają niewielkie lub żadne znaczenie. Jednak możliwe jest, że takie zabezpieczenia pojawiły się zbyt późno po zawale, aby znacząco poprawić ogólną perfuzję.

Od czasu badań Kolibasha nowsze techniki zostały skutecznie wykorzystane do zbadania poruszonych przez niego problemów i scharakteryzowania zarówno mechanizmu transformacji rodzimych zabezpieczeń, jak i oceny ich wpływu na perfuzję i czynność mięśnia sercowego - wśród nich przezskórną śródnaczyniową angioplastykę wieńcową (PTCA) , ergowinę. -prowokacyjne testy skurczowe i badania perfuzji mięśnia sercowego . Używając PTCA, Rentrop wykazał, że wypełnienie naczynia obocznego gwałtownie przeskakuje podczas okluzji wieńcowej przez napełnienie balonu - w ciągu dziewięćdziesięciu sekund od całkowitego zamknięcia. Wypełnienie poprawiło się u 15 z 16 pacjentów; ani ból w klatce piersiowej, ani dławica przed inflacją nie korelowały ze stopniem wypełnienia obocznego, a skurcz wieńcowy nie wystąpił. Rentrop nie uogólniał co do funkcjonalnego znaczenia tych zabezpieczeń, które, jak powiedział, są „nieznane”, ale ich istnienie sugeruje, że mogą one wywierać zapobiegawczy, ochronny efekt.

Następnie współpracownik Rentropa Cohen ocenił prospektywnie 23 pacjentów poddawanych PTCA i zauważył, że podczas napełniania balonu średni stopień wypełnienia zabezpieczenia wzrósł dramatycznie. U dziewiętnastu z 23 pacjentów stwierdzono poprawę (p = 0,01), ale w arteriografii po PTCA nie stwierdzono widocznych zabezpieczeń u żadnego pacjenta. Funkcjonalny efekt wypełnienia był dramatyczny: używając wskaźnika niedokrwienia (na podstawie procentu hipokontrakcji obwodu mięśnia sercowego, sumy uniesienia odcinka ST i czasu wystąpienia dusznicy bolesnej) Cohen stwierdził, że wypełnienie stopnia 0 lub 1 zapewnia jedynie nominalną ochronę od niedokrwienia (tj. wypełnienie nie istnieje lub tylko odgałęzień bocznych), ale częściowe wypełnienie (tj. stopień 2 lub wyższy) tych segmentów zapewnia prawie całkowitą ochronę dotkniętego mięśnia sercowego przed asynergią związaną z krytycznym zwężeniem tętnicy wieńcowej. Ból obserwowano u wszystkich dziewięciu pacjentów z wypełnieniem 0 lub 1, ale tylko u pięciu z 14 pacjentów z wypełnieniem stopnia 2 lub 3. Zatem nasilenie objawów korelowało odwrotnie ze stopniem obserwowanego wypełnienia obocznego.

W innym często cytowanym badaniu Freedman skupił się na problemie zapobiegania MI, wybierając 121 pacjentów z ciężką chorobą pojedynczego naczynia. 64 miało zawał załamka Q, a 57 nie; 32 miało niestabilną dusznicę bolesną lub zawał podwsierdziowy. W tym badaniu zidentyfikowano 74 całkowicie zatkanych naczyń i 47 częściowo zamkniętych naczyń, a obecność całkowitej okluzji była najważniejszym predyktorem istnienia zabezpieczeń. 63 z 74 (85%) naczyń „zsumowanych” towarzyszyły dowody na obecność zabezpieczeń, w porównaniu z 8 z 47 (17%) naczyń z sumą cząstkową (p = 0,001). W tętnicach ze zwężeniem mniejszym niż 90% nie było żadnych zabezpieczeń. Całkowicie niedrożne tętnice stwierdzono u 29 z 57 pacjentów w grupie bez zawału mięśnia sercowego z załamkiem Q , a wszystkie 29 wykazywało objawy oboczne. Dla porównania 76% osób, które nie miały całkowicie zamkniętych tętnic, wykazywało obecność oboczków (p jest mniejsze niż 0,005). Natomiast u wszystkich 24 z tych 57 pacjentów bez zawału mięśnia sercowego załamka Q, którzy nie mieli zabezpieczeń dodatkowych, stwierdzono częściowe zwężenie chorego naczynia. Chociaż palenie tytoniu , poziom cholesterolu i obecność dławicy nie różniły się między grupami, obecność zawału podwsierdziowego była znacznie większa u osób z objawami obocznymi, co sugeruje, że zawał podwsierdziowy przyspiesza tworzenie się oboczków w stopniu porównywalnym z zawałem załamka Q lub że istniejące wcześniej zabezpieczenia zapobiegają przekształcaniu się zawałów podwsierdziowych w zawały pełnościenne.

Wśród kilku japońskich badań wykorzystujących prowokacyjny test skurczu ergowiny do symulacji niedokrwienia u ludzi i zwierząt, w tym badań Takeshity i Tady, jedno przeprowadzone przez Yamagishiego wykazało, że skurcz w LAD skutkował (1) uniesieniem odcinka ST częściej u osób bez zabezpieczeń niż u tych z nimi (8 z 9 w porównaniu z 2 z 7; p = 0,05); (2) większy wzrost ciśnienia końcoworozkurczowego w tętnicy płucnej u osób bez zabezpieczeń (p = 0,05); i (3) duży przepływ w żyłach sercowych, który był znacznie większy u osób z objawami obocznymi niż u osób bez nich. Skurcz powodował łagodną dusznicę bolesną związaną z niewielkim podwyższeniem ciśnienia końcoworozkurczowego w tętnicy płucnej i obniżeniem odcinka ST, gdy obecne były zabezpieczenia przed uniesieniem i niższą produkcją mleczanów w sercu , co sugeruje silnie, że zabezpieczenia mięśnia sercowego ratują, gdy niedokrwienie jest spowodowane skurczem.

To, czy dławica wywołuje rozwój oboczny, jest nadal dyskusyjne, ale przynajmniej jeden badacz, Fujita, uważa, że ​​dławica albo objawia się krążeniem obocznym, albo w jakiś sposób sprzyja rozwojowi krążenia obocznego, aw każdym razie czasami poprzedza zawał i często mu zapobiega. odciążenie krytycznie zamkniętego naczynia, zanim może wystąpić zakrzepica. Badając 37 pacjentów, którzy przeszli trombolizę międzykoronową w ciągu sześciu godzin od MI, Fujita stwierdził, że 2 z 19 pacjentów bez dusznicy bolesnej przed zawałem miało objawy oboczne, a 9 z 18 pacjentów z dławicą. Żadne inne zmienne dotyczące rozwoju zabezpieczeń nie wyróżniały tych grup. Fujita sugeruje zatem, że brak objawowej dławicy nie zawsze może zwiastować korzystny rozwój sytuacji, a zapobieganie zawałom musi z pewnością być ukierunkowane na osoby z chorobą wieńcową, które nie mają objawów, ponieważ mogą one nie mieć ochronnego wpływu rozwoju obocznego wywołanego obecnością dławicy piersiowej. .

Związek z angiogenezą

Kolateralizacja różni się od angiogenezy tym, że kilka naczyń krwionośnych zaopatruje jedno łożysko naczyniowe i naczynia te są utrzymywane (jedno nie jest ewolwentowe / cofa się).

Zobacz też

• Angiogeneza
• Miażdżyca tętnic
• Kolateralizacja aksonów i jej zależność od arboryzacji dendrytycznej

Bibliografia