Учёные Педиатрического университета доказали, что мишенью патогенов являются микрососуды

Повреждение мельчайших сосудов служит пусковым механизмом для развития патологических процессов в клетках. Статья об этом вышла в швейцарском журнале 1‑го квартиля Life.

Коллектив авторов под руководством директора Института патологической анатомии, гистологии и анатомии СПбГПМУ, профессора Руслана Насырова, предлагает пересмотреть существующую концепцию прямого повреждающего воздействия патогенов на паренхиматозные клетки. Данные многолетних исследований наглядно демонстрируют, что воздействие носит опосредованный характер: бактерии, вирусы, метаболиты и токсины на ранней стадии болезни «наносят удар» по мельчайшим сосудам. В результате запускается каскад патологических процессов, который приводит к нарушению работы клеток и их гибели. Принятие новой теории медицинским сообществом может изменить подходы к лечению многих заболеваний.

– Мы опубликовали в высокорейтинговом журнале статью, где изложены результаты исследований, начиная с 1986 года. На мой взгляд, это очень важная фундаментальная работа, в которой представлен современный взгляд на молекулярные механизмы развития как инфекционных, так и неинфекционных заболеваний, – рассказал профессор Насыров.

В центре внимания исследователей оказались мельчайшие элементы кровеносной системы — артериолы, капилляры, венулы. Их размеры — от 5 до 100 микрометров (для сравнения: диаметр эритроцита — 7 микрометров). Основная функция микрососудов — доставка кислорода и питательных веществ к клеткам и удаление продуктов метаболизма.

Авторы обобщили результаты морфологических и клинических исследований этих структур и выявили закономерности, лежащие в основе патогенеза заболеваний. Учёные представили результаты гистологического и иммуногистохимического анализа тканей пациентов, перенёсших COVID‑19, герпетический энцефалит, гемофильную и криптококковую инфекцию головного мозга. Также изучались изменения в тканях при неинфекционных заболеваниях: склероатрофическом лихене, болезни Гиршпрунга, сахарном диабете, болезни Альцгеймера, ишемической болезни сердца. Кроме того, учёные исследовали микрососуды плаценты после антенатальной гибели плода. Авторы статьи пришли к однозначному выводу: микрососуды — это первая и главная мишень для патогена.

Как патоген воздействует на микрососуды?

По словам Руслана Насырова, несмотря на колоссальный прогресс в медицине и новейшие открытия в области генетики, биохимии, иммунологии, визуализации тканей и молекулярной биологии, постулаты, выдвинутые в середине XIX века Рудольфом Вирховым, не теряют актуальности.

Руслан Насыров Руслан Абдуллаевич Насыров Насыров СПбГМУ Насыров Педиатрический Насыров Педиатричка

В чём суть теории Рудольфа Вирхова?
Рудольф Вирхов (1821–1902) — немецкий врач, патолог и биолог, которого называют «отцом современной патологии». Его главный вклад – клеточная теория патологии. До Вирхова болезни часто объясняли «нарушением баланса соков» или общими расстройствами организма. Вирхов предложил принципиально иной подход: «Каждая болезнь затрагивает определённые клетки и ткани – без клеточных изменений нет патологии».

В то же время доминирующей теорией, объясняющей патогенез заболеваний, остаётся концепция прямого воздействия патогенных факторов на клетки. Согласно этой гипотезе, повреждающие агенты — бактерии, вирусы, антитела, цитокины и др.— напрямую взаимодействуют с различными клеточными структурами, нарушая их целостность, метаболизм и функции, что в конечном счёте может приводить к гибели клетки. Однако эта теория не объясняет многие патологические процессы.

– Приведу в пример вирус простого герпеса: он может вызывать энцефалит и приводить к очень тяжёлым последствиям – инвалидности или смерти пациента. При этом заболевании наблюдается массивный некроз клеток головного мозга — нейронов; буквально за пару суток могут произойти катастрофические изменения. Когда много лет назад я начал изучать этот механизм, то подверг сомнению прямое воздействие вируса на нейроны. Во‑первых, нейроны защищены гематоэнцефалическим барьером, и для начала вирусу нужно его преодолеть. А во‑вторых, в случае прямого воздействия вируса на нейроны мы могли бы обнаружить антиген герпеса в клетках мозга, но вместо этого мы его обнаруживали в эндотелии сосудов. Кроме того, мы выявляли тяжёлые поражения микроциркуляторного русла: деформацию просвета сосудов, некроз стенок, тромбы, – отметил директор Института патологической анатомии, гистологии и анатомии СПбГПМУ.

Проще говоря, антиген – это своеобразный «след» вируса в организме: фрагмент его оболочки, белка или генетического материала. Когда учёные находят антиген в клетках, это означает, что вирус в этих клетках побывал и оставил «улики». Иммуногистохимическое исследование позволяет воссоздать полную «картину преступления», которая при герпетическом энцефалите выглядит так: вирус сначала поражает клетки эндотелия — внутреннюю выстилку сосудов головного мозга. Из‑за этого повреждаются сами сосуды, нарушается кровоснабжение клеток мозга, возникает нехватка кислорода и питательных веществ. В результате нейроны гибнут не от прямого воздействия вируса, а из‑за кислородного голодания (ишемии).

Исследование вируса герпеса легло в основу докторской диссертации Руслана Насырова, которую он блестяще защитил в 1995 году. После этого учёный продолжил изучение механизмов, приводящих к гибели клеток. В 2023 году группа исследователей СПбГПМУ смогла объяснить молекулярные механизмы развития коронавирусной инфекции: снова мишенью вируса оказались микрососуды, но на этот раз не мозга, а лёгких.

Микрососуды при герпетической инфекции и микрососуды при инфекции, вызванной Haemophilus influenzae. (a) Антиген вируса простого герпеса на стенке микрососуда у ребенка, умершего от герпетического энцефалита. Иммуногистохимическое окрашивание антителами к вирусу простого герпеса; (b) Антиген вируса простого герпеса на стенке микрососуда и в периваскулярной зоне; (c) Смешанный тромб в просвете микрососуда. Очаг инфаркта в веществе головного мозга. Окраска гематоксилином и эозином; (d) периваскулярная реакция астроцитов в головном мозге ребенка, умершего от герпетического энцефалита, иммуногистохимическое окрашивание на глиальный фибриллярный кислый белок; (e) периваскулярная пролиферация астроцитов, отслоение астроцитарных сосудистых ножек в белом веществе полушарий. Импрегнация по методу Кахаля; (f) цитоплазматический лизис, темные ядра нейроцитов в коре головного мозга. Окраска по Нисслю толуидиновым синим, ×600; (g) Нарушение структурной целостности артериолярной стенки в коре головного мозга ребенка, умершего от гемофильной инфекции. Окрашивание H&E; (h) Смешанный тромб в просвете микрососуда. Инфаркт белого вещества головного мозга у ребенка, умершего от гемофильной инфекции; (i) Экспрессия CD95 на стенках микрососудов в коре головного мозга ребенка, умершего от инфекции, вызванной Haemophilus influenzae; (j) Экспрессия фактора некроза опухоли на стенках микрососудов и в периваскулярной зоне у ребенка, умершего от инфекции, вызванной Haemophilus influenzae. Изображение создано на основе цифровой библиотеки по нейроинфекциям.

Микрососуды при герпетической инфекции и микрососуды при инфекции, вызванной Haemophilus influenzae.

Исследование вируса герпеса легло в основу докторской диссертации Руслана Насырова, которую он блестяще защитил в 1995 году. После этого учёный продолжил изучение механизмов, приводящих к гибели клеток. В 2023 году группа исследователей СПбГПМУ смогла объяснить молекулярные механизмы развития коронавирусной инфекции: снова мишенью вируса оказались микрососуды, но на этот раз не мозга, а лёгких.

Микрососуды оказались задействованы и в патогенезе внутриутробных инфекций. Этот факт удалось подтвердить в ходе многолетних исследований причин младенческой смертности, которые ведутся в вузе под руководством ректора, главного неонатолога Минздрава России, профессора Дмитрия Иванова. Изучение случаев гибели плода или новорождённого показало, что причиной трагедии нередко становятся вирус простого герпеса или цитомегаловирус, и атакуют они микрососуды ворсин плаценты. В результате запускается каскад патологических процессов, который приводит к нарушению плацентарно‑плодового кровообращения. Плод начинает страдать от гипоксии и может погибнуть.

Наконец, теория подтверждается и при изучении неинфекционных заболеваний — например, болезни Гиршпрунга. Это патология, характеризующаяся отсутствием нервных клеток (ганглиев) в определённых участках толстой кишки. Однако учёные вуза установили, что болезнь связана не только с нарушениями в нервных клетках, но и с повреждением микрососудов прямой кишки. Последовательность событий выглядит так: сначала нарушается кровоток, из‑за нехватки кислорода страдают нервные клетки, а затем развиваются характерные симптомы — непроходимость кишечника.

Микрососуды при склеродермии и микрососуды при болезни Гиршпрунга. (а) Интенсивная экспрессия CD 95 в эндотелии микрососудов, клетки воспалительного инфильтрата при склеродермии, ×400; (б) экспрессия CD 31 в микрососудах при склеродермии, ×400; (в) смешанный тромб в микроциркуляторном сосуде. Склероз кожи при склеродермии. Окраска гематоксилином и эозином, ×400; (d) экспрессия CD95 в капиллярной стенке слизистой оболочки кишечника, ×200; (e) экспрессия IL-6 в капиллярных стенках слизистой оболочки кишечника и нейронах подслизистых ганглиев, ×200; (f) смешанные тромбы в микрососудах подслизистого сплетения. Окраска гематоксилином и эозином, ×200. Изображение взято из цифровой библиотеки по неинфекционным заболеваниям

Микрососуды при склеродермии и микрососуды при болезни Гиршпрунга

– Этот механизм универсален: он работает как при инфекционных, так и при неинфекционных заболеваниях. Мы не подвергаем сомнению фундаментальные принципы патологии, сформулированные Рудольфом Вирховым, который доказал, что болезнь — это клеточный процесс. Новая микрососудистая теория развивает идею Вирхова: теперь мы понимаем, что „первой клеткой“, которая принимает на себя удар, оказывается не клетка органа, а клетка микрососуда. Это знание может изменить стратегию лечения: вместо борьбы с последствиями мы можем научиться предотвращать проблему на этапе повреждения микрососудов, – сообщил Руслан Насыров.

Какие перспективы даёт новая теория?

Принятие микрососудистой теории меняет подход к диагностике, прогнозу и терапии широкого спектра инфекционных и неинфекционных заболеваний. Изменения в микрососудах и окружающих тканях протекают по схожему сценарию — независимо от того, инфекционная это болезнь или нет. Это значит, что защита сосудов становится важнейшей задачей. Учёные уделяют внимание значимости разработки и широкого применения лекарств, которые воздействуют на ключевые звенья патологического процесса. Это препараты против образования тромбов, средства для защиты внутренней оболочки сосудов (эндотелия), лекарства, снижающие избыточную воспалительную реакцию (антицитокиновые).

Читать полностью: статья «Микрососудистый генез заболеваний: от гипотезы к теории»>>>

Учёные Педиатрического университета доказали, что мишенью патогенов являются микрососуды

Как патоген воздействует на микрососуды?

В чём суть теории Рудольфа Вирхова?

Поделиться в социальных сетях:

Похожие новости

Ассистент СПбГПМУ Ксения Резниченко заняла третье место на Международной олимпиаде врачей-терапевтов

Приглашаем вас принять участие во Всероссийской научной конференции офтальмологов с международным участием «Невские горизонты - 2026»