Miażdżyca: Przyczyny, objawy i struktura blaszki

Miażdżyca

• Miażdżyca (atherosclerosis) zaliczana jest do grupy schorzeń nazywanych arteriosklerozą (stwardnieniem naczyń tętniczych)
• Charakteryzuje się występowaniem blaszek miażdżycowych w ścianach naczyń tętniczych, w których gromadzą się makrofagi zawierające lipidy.
• Jest to proces patologiczny dotyczący tętnic, prowadzący do ich zwężenia lub całkowitej niedrożności.
• Objawy zależą od lokalizacji blaszek i wynikają z niedokrwienia narządów, a nasilenie objawów zależy od stopnia niedokrwienia.
• Przyczynia się do choroby wieńcowej, zawału mięśnia serca oraz udarów.

Struktura blaszki miażdżycowej

• Składa się z trzech warstw:
  • Pokrywy włóknistej: Zbudowanej z tkanki łącznej, pojedynczych komórek mięśni gładkich i leukocytów.
  • Warstwy komórek zapalnych: Zawiera makrofagi, leukocyty i komórki mięśni gładkich.
  • Rdzenia martwiczego: Składa się głównie z lipidów i komórek piankowatych (foam cells), które powstają z makrofagów i zawierają duże ilości lipidów.
• Przekrój przez naczynie z blaszką miażdżycową wykazuje zwężone światło naczynia (L), pokrywę włóknistą (F) i rdzeń martwiczy (C).
• Blaszka jest zlokalizowana w części ściany naczynia, ma charakter ekscentryczny, a pozostała część ściany naczynia nie wykazuje zmian.
• Warstwa elastyny, będąca składnikiem prawidłowej ściany naczynia, jest uszkodzona w obrębie blaszki.
• Warstwa komórkowa (komórki zapalne) znajduje się między pokrywą włóknistą a rdzeniem martwiczym, widoczne są również ogniska wapnienia i neowaskularyzacji.

Patogeneza miażdżycy

• Jest przewlekłym zapaleniem ściany naczynia, rozpoczynającym się od uszkodzenia komórek śródbłonka.
• Czynniki uszkadzające obejmują:
  • Palenie tytoniu
  • Nadciśnienie
  • Cukrzycę
  • Zwiększone stężenie frakcji LDL
  • Obniżone stężenie frakcji HDL
  • Markery stanu zapalnego (białko CRP, troponiny, adipokiny)
  • Patogeny
  • Zanieczyszczenia powietrza

Reakcja zapalna w miażdżycy

• W uszkodzonym śródbłonku rozwija się reakcja zapalna
• Na komórkach śródbłonka pojawiają się cząstki adhezyjne, które wiążą monocyty krwi i inne komórki zapalne (np. leukocyty)
• Monocyty przekształcają się w makrofagi, które wraz z leukocytami wytwarzają markery stanu zapalnego (w tym cytokiny) uszkadzające ścianę naczynia
• Lipidy przenikają do blaszki miażdżycowej, a wolne rodniki tlenowe utleniają lipidy (oxLDL), przyspieszając tworzenie blaszki
• Komórki mięśni gładkich migrują do warstwy podśródbłonkowej, makrofagi pochłaniają lipidy, stając się komórkami piankowatymi (foam cells)
• Makrofagi wytwarzają czynniki wzrostu nasilające proliferację komórek mięśni gładkich, które produkują kolagen i inne białka macierzy formujące pokrywę włóknistą.

Powikłania blaszki miażdżycowej

• Wapnienie prowadzi do stwardnienia blaszki
• Owrzodzenie lub pęknięcie następuje na skutek działania enzymów proteolitycznych
• Powstanie skrzepliny prowadzi do ograniczenia drożności naczynia i niedokrwienia, zawału lub zatoru zamykającego naczynie
• Krwawienie do blaszki powoduje jej powiększenie i przerwanie, zwykle z naczyń nowotworzących się
• Osłabienie ściany naczynia może prowadzić do tętniaków, które są zagrożone pęknięciem

Eksperyment na królikach

• Królikom podawano dietę standardową i bogatą w cholesterol
• Dieta wysokocholesterolowa przyspieszyła tworzenie się blaszek miażdżycowych
• Potwierdzono rolę lipidów i czynników środowiskowych (sposób odżywiania) w patogenezie miażdżycy
• Najważniejszym mechanizmem patofizjologicznym pozostaje reakcja zapalna

Historia badań nad miażdżycą

• Zapalenie i zakażenie jako fundament miażdżycy interesowały badaczy od dawna
• Badania nad zapalną patogenezą miażdżycy trwają od roku 1870

Badania epidemiologiczne miażdżycy

• Badanie przeprowadzone w Chinach wykazało, że w grupie bez patogenów lub z jednym patogenem 48% miało miażdżycę
• Przy 2-3 patogenach odsetek ten wynosił 69%, a przy 4 patogenach 85%
• Zbadano korelacje, a nie związek przyczynowo-skutkowy między zakażeniami a miażdżycą

Mechanizmy patogenetyczne miażdżycy

• Liczne czynniki reakcji zapalnej biorą udział w powstawaniu i ewolucji blaszki miażdżycowej
• Złożoność reakcji świadczy o złożoności patogenezy miażdżycy

Czynniki ryzyka miażdżycy

• Dzielą się na niemodyfikowalne (głównie skłonność genetyczna) i modyfikowalne
• Większość czynników ryzyka stanowią czynniki modyfikowalne

Objawy kliniczne miażdżycy

• Wynikają z zaburzenia ukrwienia narządów, zmniejszenie średnicy naczynia może prowadzić do niedokrwienia podczas wysiłku lub stresu
• Całkowite zamknięcie światła naczynia prowadzi do zawału i martwicy tkanek
• Zmniejszenie światła tętnic obwodowych powoduje ból i niepełnosprawność
• Ograniczenie drożności tętnic kończyn dolnych wywołuje chromanie przystankowe (ból w kończynach dolnych po kilku krokach)
• Blaszki w tętnicach wieńcowych prowadzą do choroby wieńcowej, a w przypadku zamknięcia do zawału mięśnia serca
• Miażdżyca tętnic mózgowych może skutkować udarem
• Objawy zależą od niedokrwienia narządów

Nacieczenie tłuszczowe

• Gromadzenie się makrofagów i komórek piankowatych w ścianie naczynia (nie jest to blaszka miażdżycowa) może dotyczyć młodych osób i dzieci
• Nie ogranicza światła naczynia i nie powoduje objawów klinicznych
• Może przekształcić się w blaszkę miażdżycową, jeśli zaistnieją czynniki ryzyka oraz turbulentny przepływ krwi w miejscach rozgałęzień tętnic

Badanie koronarograficzne

• Służy do oceny prawidłowości naczyń wieńcowych

Konsekwencje niedostatecznego zaopatrzenia mięśnia sercowego w krew

• Najczęstszą przyczyną jest miażdżyca, ale mogą wystąpić inne przyczyny:
  • Skurcz naczyń wieńcowych
  • Spadek ciśnienia tętniczego
  • Zaburzenia rytmu serca
  • Anemia
• Zamknięcie tętnicy wieńcowej powoduje niedokrwienie serca już po 10 sekundach, metabolizm tlenowy zastępowany jest beztlenowym
• Po kilku minutach komórki mięśnia serca tracą zdolność skurczu, zmniejsza się objętość wyrzutowa, a komórki przeżywają bez właściwego zaopatrzenia w krew przez 20 minut

Zaostrzenie choroby wieńcowej

• Niedokrwienie trwa poniżej 20 minut
• Komórki mięśnia serca nie reagują właściwie na impulsy, pojawiają się zaburzenia rytmu serca prowadzące do zmniejszenia objętości wyrzutowej lub zgonu
• Osłabiona kurczliwość prowadzi do niewydolności serca

Zawał mięśnia serca

• Niedokrwienie trwa dłużej niż 20 minut, dochodzi do martwicy
• Wielkość obszaru martwicy zależy od miejsca zamknięcia tętnicy wieńcowej
• Skutkiem zawału mogą być zaburzenia rytmu serca i nieskuteczny skurcz, spada objętość wyrzutowa

Patofizjologiczny mechanizm choroby wieńcowej i zawału serca

• Najczęstszą przyczyną jest miażdżyca i ograniczenie światła tętnicy wieńcowej
  • Blaszka bez powikłań (stable plaque) powoduje stopniowe zmniejszanie się światła naczynia i przepływu krwi, stan ten nazywany jest stabilną chorobą wieńcową (stable angina)
  • Towarzyszy temu stan zapalny, uszkodzenie komórek śródbłonka i zmniejszenie wywarzania substancji naczyniorozszerzających
• Zwężenie naczynia wieńcowego ogranicza jego zdolność do rozszerzenia się w odpowiedzi na zwiększone zapotrzebowanie na tlen (wysiłek, stres), co powoduje ból za mostkiem promieniujący do szyi i lewej kończyny górnej, w spoczynku ból nie występuje.
• Powikłania blaszki miażdżycowej prowadzą do zablokowania tętnicy wieńcowej, powodując niedokrwienie określonego obszaru mięśnia serca

Niestabilna choroba wieńcowa

• Niedokrwienie ma charakter przejściowy (transient ischemia)
• Powikłania blaszki są słabo wyrażone (np. niewielkie owrzodzenie), powodując okresowe tworzenie się niewielkiej skrzepliny lub skurcz naczynia, zator zamyka światło naczynia na mniej niż 10-20 minut
• Objawia się bólem zamostkowym spoczynkowym lub częstszym i silniejszym bólem zamostkowym
• Rozpoznanie niestabilnej choroby wieńcowej jest istotne, ponieważ świadczy o ryzyku zawału serca

Zawał mięśnia serca (martwica)

• Niedokrwienie trwa dłużej niż 20 minut
• Z uszkodzonych komórek uwalniane są substancje, w tym troponina, która jest czułym markerem uszkodzenia komórek mięśnia serca
• Wokół ogniska martwicy rozwija się reakcja zapalna
• Mogą pojawić się zaburzenia rytmu serca i ustaje czynność skurczowa
• Może dojść do przejściowego zaburzenia kurczliwości (stunned myocytes) lub zmian adaptacyjnych (hibernating myocytes)
• Miejsce zawału goi się poprzez wytworzenie blizny, a nawet w miejscach odległych od zawału dochodzi do przebudowy serca (myocardial remodeling)

Powikłania i następstwa zawału mięśnia serca

• Przełomem w leczeniu było opatentowanie cewnika do rozszerzania zwężonych tętnic wieńcowych

Koronarografia

• Wykazuje zamknięcie tętnicy wieńcowej przed i po zastosowaniu stentu rozszerzającego tętnicę
• Widoczny przywrócony przepływ krwi

Niewydolność lewej komory serca

• Następstwo zawału, serce nie jest w stanie zapewnić odpowiedniej pojemności minutowej
• Spowodowane blizną, tętniakiem serca lub przebudową komórek mięśniowych
• Może być spowodowana obciążeniem następczym serca (nadciśnienie)
• Wysokie ciśnienie rozkurczowe w aorcie prowadzi do przerostu ścian komór, a niedokrwienie mięśnia serca powoduje przebudowę komórek mięśniowych i zmniejszenie ich kurczliwości
• Pojawiają się cechy niedokrwienia tkanek na obwodzie, aktywowany zostaje układ renina-angiotensyna-aldosteron, co przyczynia się do dalszego wzrostu ciśnienia tętniczego
• Krew z krążenia płucnego nie jest odbierana przez lewy przedsionek i lewą komorę, co prowadzi do zastoju krwi w płucach
• Zastój krwi w płucach obciąża prawą komorę, do serca nie dopływa krew z żył, powstają obrzęki tkanek obwodowych