Взаимодействие тромбоцитов с другими клетками и его роль в развитии атеросклероза

Полный текст

Список сокращений

ЛПНП — липопротеины низкой плотности; ЛПОНП — липопротеины очень низкой плотности; АКМ — активные кислородные метаболиты; ГМКс — гладкомышечные клетки сосудов; NET — внеклеточные сети-ловушки нейтрофила (neutrophil extracellular trap).

Введение

Атеросклероз в настоящее время рассматривают как патологию сосудистой стенки, представляющую собой хроническое воспаление, сопряженное с нарушением липидного обмена и отложением липидов в стенке сосуда с образованием атеросклеротической бляшки. В развитии атеросклероза выделяют от 4 до 8 стадий. На первой стадии повреждение одной эндотелиальной клетки или группы клеток может быть вызвано рядом неспецифических факторов: гипертензией, повышением вязкости и осмотического давления крови, перекисным окислением липидов клеточных мембран, тяжелыми металлами и т. п. Эти факторы могут способствовать разрушению внеклеточного матрикса, увеличению проницаемости эндотелия и входу в интиму сосудов тромбоцитов, нейтрофилов, моноцитов, дендроцитов, лимфоцитов [1], а также липопротеинов низкой (ЛПНП) и очень низкой (ЛПОНП) плотности [2–4]. Одновременно усиливается рекрутирование циркулирующих клеток крови, в первую очередь моноцитов, нейтрофилов и преэндотелиоцитов [5, 6], и начинается процесс атерогенеза, при этом остается возможность восстановления монослоя эндотелия. Необходимым условием сдвига функций активированных тромбоцитов по пути атерогенеза является наличие такого кофактора, как окисленные ЛПНП. В состав ЛПНП входят холестерин и его эфиры, триглицериды, аполипопротеин-В100 (аро-В100) и другие белки, а также их гликированные метаболиты [1, 7, 8]. В интиму ЛПНП и ЛПОНП поступают через эндотелий трансцитозом по кавеолярному механизму под контролем тромбоцитов [1–4].

На второй стадии запускаются процессы воспаления под влиянием веществ, выделяемых поврежденным эпителием, активированными тромбоцитами и продолжающими поступать в интиму миелоидными клетками. Так, тромбоциты секретируют в больших объемах растворимый CD40L, а рецепторы к нему, CD40, — сами тромбоциты, клетки эндотелия, нейтрофилы, макрофаги, дендроциты и гладкомышечные клетки сосудов (ГМКс) [9, 10]. Поскольку лиганд-рецепторное взаимодействие CD40/CD40L активирует в мембране клетки-мишени НАДФН-оксидазу (никотинамидадениндинуклеотидфосфатоксидаза), то в митохондриях этих клеток образуется супероксид анион и активные кислородные метаболиты (АКМ), которые окисляют попавшие в интиму ЛПНП, и они начинают модифицироваться, подвергаясь ацетилированию и гликозилированию [9, 10]. Это отрицательно сказывается на проницаемости ЛПНП, и они накапливаются не только в просвете сосуда, но и в интиме. Такие окисленные ЛПНП фагоцитируются макрофагами с помощью рецепторов-мусорщиков (scavenger receptors) без участия апоВ-100-рецепторов [2]. Окисленные ЛПНП и дополнительные АКМ приводят к увеличению ацидоза и активации редокс-чувствительного ядерного рецептора Nrf2, что обеспечивает выделение макрофагом провоспалительных цитокинов, факторов роста, которые стимулируют деление ГМКс, их дифференцировку [11], синтез межклеточного вещества и играют роль в развитии атеросклеротической бляшки. При этом липопротеины не метаболизируются в макрофагах и, накапливаясь, превращают их в пенистые клетки, скопления которых и создают липидные полоски или пятна на конечных стадиях процесса атеросклероза. Пенистыми могут стать также преэндотелиоциты и ГМКс [12, 13]. Увеличению концентрации окисленных ЛПНП и интенсификации атеросклероза может способствовать недостаточная активность антиоксидантных систем с участием витаминов Е и С, ферментов каталазы, глутатионпероксидазы и супероксиддисмутаз 1 и 2 [2]. Под действием факторов роста, секретируемых тромбоцитами, нейтрофилами и макрофагами, ГМКс из медии мигрируют в интиму и начинают пролиферировать, превращаясь в макрофагоподобные клетки. Они также накапливают модифицированные ЛПНП [12, 13].

На III стадии развития атеросклероза — стадии поздних изменений — продолжаются и усиливаются процессы предыдущей с началом формирования атеросклеротической бляшки, увеличением ее объема и фиброза. Этому способствуют пролиферация пенистых клеток, секреция фибробласт-подобными ГМКс и активированными фибробластами коллагена, эластина, гликозаминогликанов и накопление межклеточного вещества. Важно отметить роль тромбоцитов в увеличении числа привлеченных его хемокинами в бляшку нейтрофилов, макрофагов и Т-лимфоцитов [14–18]. Последующий апоптоз пенистых клеток и некротические явления ведут к образованию некротической зоны в центре бляшки, а также к накоплению свободного или инкапсулированного холестерина и его эфиров [1, 6] и снижению устойчивости бляшки. На заключительной стадии происходят кальцификация поверхности бляшки, ее изъязвление, к участкам которого адгезируют тромбоциты из просвета сосуда и образуется тромбоцитарно-фибриновый тромб с присоединением тромбоэмболии, что разрушает сосуд.

В этом общем описании стадий развития атеросклероза роль межклеточных коммуникаций, в частности тромбоцитарных, представлена еще недостаточно. Многими исследователями показано, что биохимическая и морфофункциональная пластичность тромбоцитов обусловили их ключевую роль не только в процессах гемостаза и тромбоза, но и в реакциях врожденного и приобретенного иммунитета и в процессах хронического воспаления [1, 6, 15–16, 19, 20]. Некоторые авторы особое внимание уделяют анализу условий переключения эффектов тромбоцитов с тромбопоэза на атеросклероз. Резюмируя их усилия, можно утверждать следующее. Запуск гемостаза или иммунных реакций и атеросклероза тромбоцитами зависит от ряда факторов, среди которых главную роль играют: 1) размеры повреждений стенки сосуда, более крупных в первом случае и микроповреждений — во втором (например, в результате разрушения белков межклеточных контактов или отдельных эндотелиоцитов); 2) комплексы белков адгезии, прикрепляющих тромбоциты к субэндотелиальному коллагену или к интегринам клеток эндотелия; 3) с одной стороны, образование агрегатов тромбоцитов в просвете сосуда у локуса повреждения его стенки при гемостазе, а с другой — накопление агрегатов тромбоцитов с нейтрофилами или с моноцитами/макрофагами в интиме при развитии атеросклероза; 4) необходимое для запуска процесса атеросклероза присутствие в интиме окисленных ЛПНП, увеличение проницаемости к которым клеток эндотелия и сам трансцитоз их кавеолярным путем регулируются тромбоцитами [1–4].

В настоящее время очевидно смещение интереса исследователей межклеточных взаимодействий к теме функциональной специфики межклеточных модулей. Примером тому служит растущий вал исследований, посвященных нейровазальной и нейроиммунной единицам. Изучение межклеточных взаимодействий в процессе развития атеросклероза постепенно приводит к мысли о формировании в интиме стенки сосуда локальных мультиклеточных комплексов, наподобие хабов, с динамично меняющимся составом, но постоянным участием тромбоцитов.

Тромбоцитопоэз. Характеристика тромбоцита

Тромбоциты образуются из мегакариоцитов в красном костном мозге и до 50% общего количества — в капиллярных периальвеолярных сплетениях легких. В последующем тромбоциты могут делиться на более мелкие [20–22]. В нишах костного мозга мегакариоциты могут поглощать нейтрофил (механизм эмпериополез), что обусловливает возможность внутриклеточного обмена фрагментами мембран и молекулярными комплексами между нейтрофилом и усиленно образующимися тромбоцитами [21, 22]. Возможно, сходный механизм действует и в легких, где в периальвеолярной капиллярной сети много мегакариоцитов и образующихся из них тромбоцитов, а также нейтрофилов. Показано [23], что SARS-CoV-2, проникая в мегакариоциты легочных капилляров, нарушает процесс формирования мелких тромбоцитов. Макротромбоциты затем формируют агрегации и препятствуют капиллярному кровотоку, вызывая локальные микрокровоизлияния. В условиях пандемии, вызванной вирусом SARS-CoV-2, уточнение механизмов реализации провоспалительных и проатерогенных функций тромбоцитов особенно актуально. Увеличение количества и размеров мегакариоцитов и тромбоцитов также может быть причиной тромбоэмболии микрососудов в сердце, легких и почках у пациентов, погибших от новой коронавирусной инфекции (COVID-19) [23–25]. Вместе с тем многие исследователи отмечают тромбоцитопению в плазме крови при COVID-19, приводящую к локальным кровотечениям [25]. Противоречивость данных по изменению числа тромбоцитов может отражать особенности их гемопоэза в разные периоды развития COVID-19: первоначальную тромбоцитопению, вызывающую микрокровотечения, и обусловленное этой патологией компенсаторное увеличение тромбоцитопоэза. При этом атеросклеротические изменения в сосудах сердца отсутствуют, что необходимо специально исследовать [25].

В норме покоящийся тромбоцит представляет собой мелкую двояковыпуклую безъядерную клетку размером 2–6 мкм, содержащую некоторые молекулы и органеллы исходного мегакариоцита, митохондрии и плотно упакованные трубочки гладкого эндоплазматического ретикулума. При активации тромбоцитов глубокие впячивания мембраны соединяются с эндоплазматическим ретикулумом и образуют открытую канальцевую систему, соединенную с поверхностью клетки, через которую биологически активные вещества тромбоцита могут выделяться диффузно, как микрочастицы или экзовезикулы [26]. Этому может способствовать и продолжающийся процесс микрофрагментации краевой поверхности тромбоцита в процессе его активации [20–21]. Молекулы, входящие в состав разных гранул, экзовезикул и микрочастиц, могут синтезироваться на базе мРНК, полученных от мегакариоцита, а также в митохондриях и эндоплазматическом ретикулуме.

Основной пул составляют тромбоцитарные гранулы α, δ, γ и λ. Первые из них, α-гранулы, кроме белков адгезии Р-селектина и фактора фон Виллибранда, содержат факторы гемостаза: тромбоцитарный фактор 4, B-тромбоглобулин, фибронектин, фибриноген, V, XIII и другие тромбоцитарные факторы коагуляционного каскада, а также белки с широкими функциональными полномочиями, такие как сфингозин-1-фосфат, трансформирующий фактор β1 (TGFβ1) и тромбоцитарный фактор роста (platelet-derived growth factor, у человека преобладает гомодимер PDGF-BB). Рецепторы к сфингозин-1-фосфату, SP1R1-3, экспрессируются клетками эндотелия и ГМКс [27], мигрирующими трансэндотелиально нейтрофилами, моноцитами и дендритическими клетками [28], а также альвеолярным эпителием, где сфингозин-1-фосфат обеспечивает целостность гистогематического барьера в легочной паренхиме [20]. TGFβ участвует в трансформации моноцитов в макрофаги и в трансдифференцировке ГМКс в ходе образования бляшки, а также в регенерации стенки соcуда [11–13]. Синтезируемый в мегакариоцитах PDGF-BB содержится в α-гранулах тромбоцита и секретируется при его активации. Это сильный митоген ГМКс и фибробластов стенки сосуда, через свои рецепторы активирующий их миграцию, пролиферацию, синтез и секрецию коллагена и гликозамингликанов [26]. Cовместно с PDGF-BB и другими фиброгенными факторами, секретируемыми тромбоцитами, и под влиянием фибробластов и ГМКс увеличивается объем соединительной ткани в бляшке на последних стадиях развития атеросклероза.

Плотные гранулы, или δ-гранулы, содержат AТФ или AДФ (необходим для образования агрегаций тромбоцитов), кальций (непременный участник многих этапов гемостаза) или серотонин, накапливаемый в больших количествах, в связи с чем тромбоциты считаются, наряду с селезенкой, основными «кладовыми» серотонина на периферии [29]. При активации тромбоцитов или сокращении селезенки в условиях тромбоцитопении секреция серотонина способствует привлечению к локусу острого воспаления нейтрофилов и обеспечивает вазоконстрикцию, усиливая гемостатическую функцию тромбоцитов. Сходный вазомоторный эффект оказывает тромбоксан А2, образующийся в эндоплазматическом ретикулуме [6, 20]. На ранней стадии атеросклероза тромбоцитарный серотонин важен для увеличения проницаемости эндотелия и рекрутирования лейкоцитов. В состав γ-гранул входят гидролизующие ферменты, сходные с лизосомальными. Они могут участвовать в разборке межклеточных контактов в эндотелии, необходимой для диапедеза лейкоцитов в интиму. Молекулы λ-гранул вовлечены в процессы резорбции на последних стадиях формирования некротического центра бляшки [30]. В состав экзовезикул и микрочастиц, выделяемых тромбоцитом, могут входить многие факторы воспаления, такие как провоспалительные интерлейкины IL-1β и IL-6, фактор некроза опухоли (TNFα), гранулоцитарно-макрофагальный-колониестимулирующий фактор (GM-CSF), и др. Многие провоспалительные цитокины и хемокины секретируются не только тромбоцитами, но и эндотелиоцитами, нейтрофилами и моноцитами/макрофагами, часто при взаимодействии в «дуэтах» — тромбоцит/эндотелий, тромбоцит/макрофаг, тромбоцит/нейтрофил или «трио» — эндотелий/тромбоцит/нейтрофил [31, 32], тромбоцит/макрофаг/нейтрофил или тромбоцит/макрофаг/ГМКс. Однако первичный запуск, толчок к нарастанию (общими усилиями мультиклеточного ансамбля) в интиме концентрации определенного провоспалительного фактора до надпороговой осуществляют активированные тромбоциты.

Механизмы активации тромбоцитов

Активация тромбоцита может быть вызвана факторами химической и механической природы. Среди первых — гипоксия, фибрин, фибриноген, коллаген, цитокины и хемокины, секретируемые другими клетками в стенке сосуда [6, 17]. Многие рецепторы мембраны тромбоцита после связывания с лигандом активируют ГДФ/ГТФ-связывающие белки типов Gs, Gq, Gi или G12 с последующей активацией соответствующих внутриклеточных сигнальных систем. Действие их конечных и/или промежуточных компонентов вследствие отсутствия ядра у тромбоцита ограничено мишенями в цитоплазме, митохондриях и клеточной мембране [2]. Например, при активации аденилатциклазной и гуанилатциклазной систем цАМФ и цГМФ разнонаправленно регулируют активность мембранных ионных каналов. При инфекциях через Toll-подобные рецепторы (TLR4 или TLR7) тромбоцита липополисахариды бактерий активируют механизм инфламмасомы с последующей активацией и выделением провоспалительных интерлейкинов. При этом ядерный фактор κB (NF-κB), известный как активатор транскрипции генов провоспалительных цитокинов в других, ядерных, клетках, в тромбоцитах ограничивает свое действие подавлением противоапоптотических эффектов киназы Akt и активацией внутриклеточных провоспалительных путей, в частности через р38 и тромбоксан А2 [7, 33]. Кроме того, NF-κB в тромбоцитах вызывает секрецию цитокинов с прокальцинирующим эффектом: интерлейкинов IL-1β и IL-6, TNFα, способствуя усилению воспаления и кальцификации бляшки на последних стадиях атеросклероза. Подключение в тромбоцитах NF-κB-зависимого воспаления описано также при активации RAGE (receptor for advanced glycation end products, AGE) — рецептора конечных продуктов гликирования белков. Эти рецепторы экспрессируются в эндотелиоцитах и тромбоцитах, их количество увеличивается при сахарном диабете 2-го типа, усиливая диабетический атеросклероз [7, 8, 33]. Активация RAGE описана при связывании его со многими лигандами, в том числе AGE, HMGB1 (high-mobility group box 1), β-амилоида и выделяемым активированными макрофагами белком S100 [8].

При гемостазе для механозависимой активации тромбоцита прежде всего важна адгезия через гликопротеины GP1b-IX-V, связывающие при повреждении стенки сосуда тромбоцит с субэндотелиальным фактором фон Виллебранда (vWF), а также рецепторы к коллагену базальной мембраны сосуда: гликопротеин VI (GPVI) и интегрин α2β1. Эти рецепторы, в свою очередь, связаны с внутриклеточными элементами цитоскелета тромбоцита, микротрубочками и актиновыми микрофиламентами, ветвление которых обеспечивает родственный актину белок 2/3 (actin-related protein 2/3, Arp 2/3). Он же образует протрузии и ламеллиподии на поверхности тромбоцита, обеспечивая его миграцию, направляемую последовательностью точек адгезии (процесс гаптотаксиса), по поверхности эндотелия и ее сканирование для обнаружения микроповреждений или патогенов [36, 37].

Особенности гемодинамики и толщины стенки разных участков сосудистого русла влияют на силу сдвига [2, 36–38] и активацию тромбоцитов, повышая риск развития атеросклероза в следующих сосудах (по убыванию): абдоминальной аорте, коронарной, подколенной, бедренной и тибиальной артериях, грудной аорте, дуге грудной аорты, сонных артериях. В отличие от коагуляционного тромбоза рекрутирование и активация тромбоцитов на ранней стадии атеросклероза происходят не путем образования агрегатов тромбоцитов, а в основном за счет преходящей и прочной адгезии отдельных тромбоцитов к эндотелиальным клеткам и разрывам в эндотелиальной выстилке и/или к адгезировавшим лейкоцитам [36–38]. При этом концентрация комплексов тромбоцитов с лейкоцитами повышается не только в точке повреждения эндотелия, но и в cосудистом русле.

Многочисленность рецепторов к различным медиаторам, гормонам, хемо- и цитокинам указывает на высокую функциональную пластичность тромбоцитов и тесное взаимодействие с клетками микроокружения — свойства, необходимые для участия в процессах гемостаза, воспаления и иммунной защиты [20, 21, 37, 38]. Как протекторы сосудистого русла тромбоциты могут выполнять троякую функцию: обеспечивают формирование и ретракцию тромбоцитарно-фибринового тромба, закрывающего повреждения стенки сосуда и предупреждающего кровотечение; блокируют проникновение через локус повреждения патогенов в кровь и привлекают нейтрофилы и макрофаги из сосудистого русла в интиму стенки сосуда, способствуют там их миграции и последующей экстравазации [37, 40]. Это определяет необходимость участия тромбоцитов в развитии воспалительного процесса в стенке сосуда на начальных этапах атерогенеза. Исследования последних лет позволили подчеркнуть особенности реализации названных функций тромбоцитов: участие в гемостазе характерно для агрегаций тромбоцитов при средних и сравнительно крупных повреждениях стенки сосуда. Провоспалительные функции характерны для одиночных тромбоцитов, сканирующих ламеллиподиями поверхность эндотелия в поисках его микроповреждений (в несколько мкм²), которые соизмеримы с размерами клетки, и распластывающихся над ними, перекрывая пути для микрокровоизлияний [19, 35, 36, 39, 40]. Это объясняет наличие последних при тромбоцитопении. Такие микроповреждения могут быть результатом трансэндотелиального диапедезиса лимфоцитов или разрушения отдельных клеток эндотелия в результате апоптоза, вызванного АКМ. Эти функции тромбоцитов имеют большое значение для купирования микрокровотечений и проникновения инфекций в интиму и окружающую сосуд ткань. Тромбоцит осуществляет миграцию по монослою эндотелия по принципу гаптотаксиса [37] — движения, направляемого последовательностью точек адгезии тромбоцита к эндотелию через рецепторный комплекс GPVI/α2β1/Arp2/3. В свою очередь, взаимодействие с интегрином α2β1, представляющим собой механочувствительный рецептор, а также «напряжение сдвига» ламинарного течения крови [1, 38] изменяют биофизические свойства мембраны, локальные силы натяжения, что является одним из факторов активации адгезированного тромбоцита и определяет его механосенсорные свойства как «мусорщика» (mechano-scavenger) [33]. Кроме того, в силу адгезии активируется внутриклеточная сигнальная система интегрина, что приводит к повышению концентрации ионов кальция в тромбоците и к Са²⁺-зависимым перестройкам цитоскелета тромбоцита, обеспечивающим его миграцию и Са-зависимый экзоцитоз биологически активных веществ.

Этапы развития атеросклероза и тромбоцит

Важным последствием адгезии тромбоцита к эндотелию является активация НАДФН-оксидазы в его мембране с последующей самоусиливающейся продукцией АКМ и секрецией их в окружающую микросреду. Это поддерживает и усиливает дальнейшую продукцию АКМ митохондриями тромбоцита, его активацию, адгезию, окисление ЛПНП [41, 42] и усиление рекрутирования в стенку сосуда преэндотелиоцитов, нейтрофилов и моноцитов/макрофагов. Среди многочисленных веществ, выделяемых активированным тромбоцитом, на этой стадии на процесс рекрутирования могут влиять регулирующие проницаемость эндотелия ангиопоэтин-1 и сфингозин-1-фосфат; фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) и фактор, активирующий тромбоциты (platelete-activating factor, PAF), которые могут нарушать межклеточные контакты эндотелия. В гранулах тромбоцитов накапливаются тромбоцитарный фактор 4 (PF-4), стромальный клеточный фактор-1 (stromal cell-derived factor-1), макрофагальный белок воспаления — 1α (MIP-1α), хемокины RANTES (regulated upon activation, normal T cell expressed and secreted) и TARS (thymus and activation-regulated chemokine). Они участвуют в рекрутировании лейкоцитов к тромбоцитам, а некоторые (серотонин, PAF, S1P) по обратной связи дополнительно активируют сами тромбоциты и усиливают их действие, направленное на увеличение проницаемости сосудов и привлечение лейкоцитов.

На ранних стадиях развития атеросклероза тромбоциты способствуют трансформации преэндотелиоцитов в клетки эндотелия, способствуя восстановлению монослоя, а также образуют агрегаты с нейтрофилами или моноцитами, вызывая дифференцировку последних в макрофаги [41]. На двусторонний характер этого взаимодействия указывают результаты экспериментов in vitro, показавшие модуляцию реактивности и адгезионных свойств тромбоцитов нейтрофилами и/или макрофагами [42, 43].

Тромбоциты и макрофаги

Способность макрофагов секретировать АКМ, окислять ЛПНП и проявлять фагоцитарную активность делает эти клетки необходимым компонентом воспаления, в том числе и при атеросклерозе. Было отмечено, что у женщин при патологии сердечно-сосудистой системы и повышенном уровне холестерина увеличивается содержание агрегатов, состоящих из тромбоцитов и макрофагов [44], что связано с привлечением тромбоцитами моноцитов из сосудистого русла в интиму на ранних стадиях развития атеросклероза и на стадии увеличения размеров бляшки. В агрегатах тромбоциты активируют макрофаги, изменяя их фенотип на провоспалительный, характеризуемый усилением секреции макрофагами провоспалительных цитокинов IL-1β, IL-6, TNFα и, в условиях усиления экспрессии SOCS3 (STAT-индуцированного супрессора цитокинового сигналинга-3) [17, 44, 45], нарушением фагоцитоза. Это ведет к устойчивому росту бляшки и неразрешенному воспалению. У мышей, содержащихся на западной диете, снижение тромбоцитопоэза приводило к уменьшению объема бляшек и накопления в них макрофагов, а также сокращению площади некроза. На когорте пациенток с инфарктом миокарда были получены сходные результаты, свидетельствующие об увеличении в бляшках содержания тромбоцит/макрофагальных агрегатов, провоспалительных цитокинов и SOCS3, а также снижении соотношения SOCS1/SOCS3 [17]. Таким образом, действуя через макрофаги, тромбоциты оказывают провоспалительное действие на стенку сосуда вне механизма тромбоза и гемостаза [6, 44].

Исследование субпопуляций макрофагов, участвующих в атерогенезе [47–50], позволяет предположить, что в тромбоцитарно-макрофагальные агрегаты на разных стадиях развития патологии могут быть включены макрофаги функционально разных субпопуляций. Например, на первой стадии атерогенеза для запуска процесса привлечения тромбоцитами моноцитов необходим высокий уровень ЛПНП как кофактора [6], что накладывает определенные требования к фенотипу макрофага. В то же время на стадии кальцификации бляшки и увеличения зоны некроза в атерогенезе могут участвовать макрофаги субпопуляций c маркером воспаления CD45⁺, экспрессирующие остеокальцин и щелочную фосфатазу кости (bone alkaline phosphatase, BAP), как это было показано для пациентов с коронарным атеросклерозом [46]. Используя метод секвенирования РНК отдельной клетки [47], авторы подтвердили гетерогенность субпопуляций макрофагов на разных стадиях атерогенеза аорты и артерий нижних конечностей человека. Было установлено, что содержание агрегатов тромбоцитов с моноцитами CD4⁺/CD6⁺ увеличивается при инфаркте миокарда [50]. Однако участвуют ли тромбоциты в селекции макрофагов разных субпопуляций по мере развития воспаления при атеросклерозе — вопрос, на который еще предстоит получить ответ.

Тромбоциты и нейтрофилы

Тромбоциты могут образовывать комплексы не только с моноцитами, но и с нейтрофилами, стимулируя в них окислительный взрыв и фагоцитоз, а у нейтрофилов также дегрануляцию и нетоз. В экспериментах in vitro показано [51], что активированные тромбином тромбоциты даже у нестимулированных моноцитов и нейтрофилов вызывают выделение АКМ. Вместе с тем секреция тромбоцитами метаболитов аденин нуклеотида тормозит продукцию АКМ нейтрофилами, что приводит исследователей к закономерному заключению о модулирующем характере тромбоцитарного контроля окислительного взрыва в интиме стенки сосуда с участием нейтрофилов и моноцитов [35]. Важно, что активация или торможение выделения АКМ нейтрофилами возможны лишь в условиях межклеточной адгезии в нейтрофил/тромбоцитарном комплексе. Вместе с тем двусторонний обмен экзовезикулами и микрочастицами между неадгезированными нейтрофилами и тромбоцитами также способствует активации нейтрофилов и нетозу [41]. Такие микрочастицы могут содержать ЛПНП, тромбоксан А2 и другие производные арахидоновой кислоты с вазомоторными и провоспалительными функциями, а также HMGB1 [41]. Последний, будучи негистоновым белком хроматина, секретируется фагоцитами как цитокин, связывается с рецептором врожденного иммунитета TLR4, внутриклеточная сигнальная система которого активирует инфламмасомы с последующей активацией и секрецией провоспалительных интерлейкинов.

В зависимости от контекста действие тромбоцитов на дегрануляцию нейтрофилов может быть специфичным: в опытах in vitro у активированных опсонированным зимогеном нейтрофилов тромбоциты усиливали лизосомальную секрецию и вызывали выделение нестимулированными нейтрофилами миелопероксидазы и нейтрофильной эластазы. Последнее может происходить в ходе нетоза — выброса нейтрофилами внеклеточных сетей-ловушек (neutrophil extracellular trap, NET), представляющих собой расплетенные нити ДНК, содержащие некоторые ферменты (миелопероксидазу, нейтрофильную эластазу) [17, 50, 51]. Нетоз рассматривают как апоптоз-подобный механизм клеточной смерти нейтрофила [50] на первой линии защиты организма от инфицирующих факторов, улавливаемых сетями и уничтожаемых. TLR4- и интегрин-зависимое взаимодействие тромбоцитов с нейтрофилами может активировать продукцию NET для захвата бактерий, но при этом возможно повреждение эндотелия [55]. В свою очередь, NET нейтрофилов могут также захватывать макрофаги и тромбоциты и активировать их [33, 43], связывая таким образом воспаление и тромбоз [17, 41]. Эта форма тромбоза, запускаемая нейтрофил/тромбоцитарным взаимодействием, была названа иммунотромбозом, помогающим в борьбе против инфекции. Важно заметить, что нейтрофилы, нагруженные ЛПНП и имеющие поэтому больший объем, склонны к образованию NET и в меньшей степени к фагоцитозу [41], выбирая соответствующий ситуации механизм регуляции объема клетки. Таким образом, на ранних стадиях развития атеросклероза активированный тромбоцит, увеличивая парацеллюлярную проницаемость эндотелия, «открывает дверь» в субэндотелиальную интиму для нейтрофилов и макрофагов, «закрывает дверь» во избежание микрокровотечений и активирует провоспалительную активность этих клеток, усиливая окислительный взрыв, нетоз и фагоцитоз, а также секрецию провоспалительных медиаторов. Образованию модуля нейтрофил/тромбоцит способствует создание нескольких адгезивных контактов через белки, экспрессируемые обеими клетками: основные Р-селектин/PSGL-1 и GPIbα/Mac-1. Нейтрофил влияет на функции тромбоцита, секретируя катепсин D и эластазу, а тромбоцит — хемокин CCL5/PF4/ [41]. Кроме того, обе клетки вовлечены в метаболизм арахидоновой кислоты с образованием TxA2 и сильного окислителя 12-гидроэйкозотетраноевой кислоты (12HETE) [41].

Тромбоциты и гладкомышечные клетки

Вещества, секретируемые активированными тромбоцитами, макрофагами и нейтрофилами на ранних стадиях атеросклероза, по мере накопления их в интиме концентрационно-зависимо активируют и дифференцируют ГМКс, которые из медии мигрируют в интиму, а затем в бляшку. Фиброгенные вещества тромбоцитов (PDGF-BB, PF4, B-тромбоглобулин, серотонин и TGFβ), наряду с окисленными ЛПНП, способствуют трансформации ГМКс в миофибробласт-подобную ГМКс, для которой характерны ламеллиподии и увеличенный синтез коллагена I и II и сниженный — протеогликанов, что способствует большей подвижности клеток и перемещению их в верхние слои бляшки. Здесь под влиянием Круппель-подобного фактора 4 и окисленных ЛПНП (или при добавлении гидроперекиси в опытах in vitro) эти ГМК превращаются в остеобласт-подобные и усиленно кальцинируют поверхность бляшки благодаря секреции остеокальцина [31, 44]. Это коррелирует с ролью кальция как буфера ацидоза. Продолжая поглощать ЛПНП, они превращаются в пенистые ГМК, которые, накапливаясь, увеличивают размеры бляшки и подвергаются некрозу. Это вызывает секрецию IL-1α, активирующего фагоцитарную активность ГМКс, которые превращаются в популяцию макрофаг-подобных, секретирующих цитокины клеток. Стареющие ГМКс наблюдаются на конечном этапе трансформации. Их отличает повышенная секреция мембранных металлопротеиназ, цито- и хемокинов [55, 56]. Последние, как и секретируемые тромбоцитами биологически активные вещества, дополнительно рекрутируют из сосудистого русла макрофаги и нейтрофилы, фагоцитирующие старые ГМКс, продукты апоптоза и некроза с образованием некротического центра бляшки [13, 16], которая постепенно становится неустойчивой. Очевидно, что тромбоциты на всех стадиях процесса развития атеросклероза оказывают потенцирующее влияние на реализацию функций всех клеток-участников и на процесс в целом.

Заключение

Анализ особенностей контактного (при адгезии) и дистантного взаимодействия тромбоцитов с эндотелиоцитами, нейтрофилами и моноцитами/макрофагами, а также с ГМКс в процессе развития атеросклероза позволяет говорить об их ключевой роли в формировании направленности самого процесса, возможности переключения функций клеток-участников с одной защитной реакции (гемостаза) на другую — воспаление. Играя роль «дирижера» оркестра всех участников процесса атеросклероза, тромбоциты поддерживают «солистов» каждого «акта»-стадии процесса через образование структурных и/или функциональных модулей. Благодаря этому тромбоцит может сменить фенотип нейтрофила или макрофага, ГМКс на соответствующей стадии процесса, ограничив или сменив паттерн секретируемых клеткой биологически активных веществ и/или экспрессируемых рецепторов и реализуемых функций. Такой взгляд на функции тромбоцитов позволяет рассматривать уровень тромбоцитопоэза как мишень терапии не только при атеросклерозе, но и при других патологиях, обусловленных воспалением или фиброзом.

Об авторах

Нина Соломоновна Парфенова

Автор, ответственный за переписку.
Email: nina.parf@mail.ru
SPIN-код: 9415-0241
Scopus Author ID: 7003709364

канд. мед. наук, старший научный сотрудник лаборатории липопротеинов отдела биохимии

Список литературы

Дополнительные файлы