Както се установи в близкото минало, освен очевидните функции, сърцето изпълнява и ролята на орган за вътрешна секреция. Това предизвика интерес не само сред медицинските теоретици, но и сред практикуващите. Натриуретичните пептиди (NUP) са изолирани не само в миокарда, но и в редица други вътрешни органи, които преди това не са дискредитирани от техните ендокринни функции. Беше взето колективно решение да се използват количествени показатели на НЛП в кръвта за прогнозиране на развитието на сърдечни патологии, тъй като този метод е най-малко инвазивен и прост за пациента.
Откриване на ендокринната функция на сърцето
Натриуретичните пептиди са открити още през осемдесетте години на миналия век, когато учените забелязват връзка между разширяването на сърдечните камери и интензивността на отделянето на урина. Първоначално авторите на откритието смятат това явление за рефлекс и не му придават никакво значение.
По-късно, когато патоморфолозите и хистолозите се заеха с изследването на този въпрос, те откриха, че в клетките на тъканта, която изгражда атриума, има включвания, съдържащи протеинови молекули. Експериментално е доказано, че екстракт от предсърдията на плъхове произвежда мощендиуретичен ефект. След това успяхме да изолираме пептида и да установим последователността на аминокиселинните остатъци, които го съставят.
След известно време биохимиците идентифицираха три отделни компонента в този протеин (алфа, бета и гама), различни не само по химическа структура, но и по ефектите си: алфа беше по-силна от другите два. В момента се отличава:
- предсърден NUP (тип A);
- церебрален NUP (тип B);- уродилатин (тип C).
Биохимия на натриуретичния пептид
Всички натриуретични пептиди са сходни по структура и се различават само по крайните азотни радикали или подреждането на въглеродните атоми. Към днешна дата цялото внимание на химиците е насочено към NUP тип B, тъй като той има по-стабилна форма в кръвната плазма, а също така ви позволява да получите по-информативни резултати. Atrial NUP играе ролята на един от коректорите на водно-електролитния баланс на организма. Произвежда се в миокарда както при нормални условия, така и на фона на хронична сърдечна недостатъчност.
Доказано е, че предшественикът на мозъчния NUP се състои от 108 аминокиселинни остатъка, синтезирани от клетките на лявата камера. Когато молекулата се отдели от цитоплазмата, тя се влияе от ензима фурин, който превръща този протеин в активна форма (общо 32 аминокиселини от 108). Мозъчен NUP съществува в кръвта само 40 минути, след което се разлага. Увеличаването на синтеза на този протеин е свързано с увеличаване на разтягането на стените на вентрикулите и сърдечна исхемия.
Премахване на NUPs от плазматаизвършва се по два основни начина:
- разцепване от лизозомни ензими;- протеолиза.
Водеща роля е на ефекта върху молекулите на неутралната ендопептидаза, но и двата метода допринасят за елиминирането на натриуретичните пептиди.
Рецепторна система
Всички ефекти на натриуретичните пептиди се дължат на взаимодействието им с рецепторите, разположени в мозъка, кръвоносните съдове, мускулите, костите и мастната тъкан. Еквивалентно на трите типа NUP, има три типа рецептори - A, B и C. Но разпределението на "задълженията" не е толкова очевидно:
- тип A рецепторите взаимодействат с предсърдния и церебралния NUP;
- B-тип реагира само на уродилатин;- C рецепторите могат да се свързват с трите типа молекули.
Рецепторите са фундаментално различни един от друг. А- и В-типовете са предназначени да реализират вътреклетъчните ефекти на натриуретичния пептид, а рецепторите от тип С са необходими за биоразграждането на протеиновите молекули. Има предположение, че ефектът на мозъчната НЛП се осъществява не само чрез рецептори тип А, но и с други възприемащи места, които реагират на количеството цикличен гуанозин монофосфат.
Най-голям брой рецептори тип C е открит в тъканите на мозъка, надбъбречните жлези, бъбреците и кръвоносните съдове. Когато NUP молекула се свърже с рецептор тип C, тя се поема от клетката и се разцепва, а свободният рецептор се връща към мембраната.
Физиология на натриуретичния пептид
Мозъчните и предсърдните натриуретични пептиди реализират ефектите си чрез система от сложни физиологични реакции. Но всички те в крайна сметка водят до една и съща цел - намаляване на предварителното натоварване на сърцето. NUP засяга сърдечно-съдовата, ендокринната, отделителната и централната нервна система.
Тъй като тези молекули имат афинитет към различни рецептори, е трудно да се изолират ефектите, които някои видове NUP имат върху определена система. Освен това ефектът на пептида зависи не толкова от неговия тип, колкото от местоположението на приемащия рецептор.
Атриалният натриуретичен пептид се отнася до вазоактивните пептиди, тоест влияе директно върху диаметъра на кръвоносните съдове. Но освен това, той е в състояние да стимулира производството на азотен оксид, което също допринася за вазодилатация. NUP от типа A и B имат еднакъв ефект върху всички видове съдове по отношение на сила и посока, а C-типът значително разширява само вените.
Напоследък се появи мнение, че NUP трябва да се възприема не само като вазодилататор, но главно като антагонист на вазоконстрикторите. Освен това има проучвания, които доказват, че натриуретичните пептиди влияят върху разпределението на течността вътре и извън капилярната мрежа.
Бъбречни ефекти на натриуретичния пептид
За натриуретичния пептид можем да кажем, че е стимулатор на диуреза. Основно NUP тип А подобрява бъбречния кръвоток иповишава налягането в съдовете на гломерулите. Това от своя страна увеличава гломерулната филтрация. В същото време NUP от тип C увеличават отделянето на натриеви йони и това води до още по-голяма загуба на вода.
При всичко това не се наблюдава значителна промяна в системното налягане, дори ако нивото на пептидите се увеличи няколко пъти. Всички учени са съгласни, че ефектите, които натриуретичните пептиди имат върху бъбреците, са необходими за коригиране на водния и електролитния баланс при хронични патологии на сърдечно-съдовата система.
Ефект върху централната нервна система
Мозъчният натриуретичен пептид, подобно на предсърдния пептид, не може да премине кръвно-мозъчната бариера. Следователно те действат върху структурите на нервната система, разположени извън нея. Но в същото време част от NUP се секретира от мембраните на мозъка и другите му части.
Централните ефекти на натриуретичните пептиди са, че те подобряват вече съществуващите периферни промени. Така например, заедно с намаляването на преднатоварването на сърцето, тялото намалява нуждата си от вода и минерални соли, а тонусът на вегетативната нервна система се променя към нейната парасимпатикова част.
Лабораторни маркери
Идеята за вземане на натриуретичен пептид за анализ при нарушения на сърдечно-съдовата система възниква в началото на 90-те години на миналия век. Десетилетие по-късно се появяват първите публикации с резултатите от изследванията в тази област. Съобщава се, че LPU от тип B е информативен при оценката на степентатежестта на сърдечната недостатъчност и прогнозиране на хода на заболяването.
Съдържанието на протеин се определя в цяла венозна кръв, смесена с етилендиаминтетраоцетна киселина, или чрез имунохимичен анализ. Обикновено нивото на NUP не трябва да надвишава 100 ng / ml. В допълнение, нивото на NUP прекурсора може да се определи с помощта на електрохемилуминесцентен метод. Домашната медицина, която няма такова разнообразие, използва ензимен имуноанализ като универсален инструмент за определяне на количеството на веществото в кръвния серум.
Определяне на сърдечна дисфункция
Натриуретичният пептид (нормален - до 100 ng/ml) в момента е най-популярният и най-модерен маркер за определяне на дисфункция на сърдечния мускул. Първите проучвания на пептиди са свързани с трудности при разграничаването между хронична циркулаторна недостатъчност и хронична обструктивна белодробна болест. Тъй като клиничните симптоми бяха сходни, тестът помогна да се идентифицира причината за заболяването и да се предвиди по-нататъшното развитие на болестта.
Втората патология, която беше изследвана от този ъгъл, беше коронарната болест на сърцето. Авторите на проучванията са съгласни, че определянето на нивото на NUP помага да се установи очакваното ниво на смъртност или рецидив при пациент. В допълнение, динамичното наблюдение на нивата на НЛП е маркер за ефективност на лечението.
В момента нивото на NUP се определя при пациенти с кардиомиопатия, хипертония, стеноза на главните съдове идруги нарушения на кръвообращението.
Приложение в сърдечната хирургия
Емпирично беше установено, че нивото на предсърдния натриуретичен пептид в кръвта може да се разглежда като индикатор за тежестта на състоянието и работата на лявата камера при пациенти преди и след сърдечна операция.
Изследването на този феномен започва през 1993 г., но достига голям мащаб едва през 2000-те. Установено е, че рязкото намаляване на количеството NUP в периферната кръв, ако преди това нивото му е било постоянно повишено, показва, че миокардната функция се възстановява и операцията е била успешна. Ако не е имало намаляване на NUP, тогава пациентът е починал със 100% вероятност. Връзката между възрастта, пола и нивото на пептида не е установена, поради което този индикатор е универсален за всички категории пациенти.
Прогноза след операция
Натуруретичният пептид е повишен преди сърдечна операция. В крайна сметка, ако беше иначе, тогава нямаше да има нужда и от лечение. Високото ниво на NUP при пациенти преди лечението е неблагоприятен фактор, който силно влияе върху прогнозата след операцията.
Тъй като групата, избрана за изследването, беше малка, резултатите бяха смесени. От една страна, определянето на нивото на NUP преди и след операцията позволи на лекарите да предскажат от какъв вид медицинска и инструментална подкрепа ще се нуждае сърцето, докато функциите му бъдат напълно възстановени. Забелязано е също, че увеличеното количествоNUP тип B е предшественик на предсърдно мъждене в следоперативния период.
