Гипертония и мозг - Hypertension and the brain
Гипертония - это состояние, характеризующееся повышенным кровяным давлением, к долгосрочным последствиям которого относятся сердечно-сосудистые заболевания , заболевание почек , опухоли надпочечников, нарушение зрения , потеря памяти, метаболический синдром , инсульт и деменция . Он поражает почти каждого второго американца и остается одной из основных причин смерти в Соединенных Штатах. Существует множество генетических факторов и факторов окружающей среды, связанных с развитием гипертонии, включая генетику, диету и стресс.
Мозг является одним из основных органов, страдающих гипертонией, и недавние открытия связывают гипертензию с различными формами когнитивного снижения. Гипертония не только влияет на клеточную структуру и молекулярный состав кровеносных сосудов (артерий, вен, капилляров), но также влияет на их способность регулировать жизненно важные функции, которые необходимы для здорового функционирования мозга, такие как доставка кислорода и глюкозы, контроль окружающей среды головного мозга через гематоэнцефалический барьер и торговля иммунными клетками и побочными продуктами метаболизма. Эти эффекты, вызванные гипертонией, в конечном итоге приводят к поражениям белого вещества , которые являются патологической основой когнитивных нарушений, вызванных гипертонией. Национальный институт по проблемам старения(NIA) исследование, в котором измеряли когнитивные функции через двадцать лет после измерения артериального давления, показало, что риск снижения когнитивных функций увеличивался на 9% на каждые 10 мм рт. Ст. Систолического артериального давления. Кроме того, когнитивное исследование риска атеросклероза в сообществах показывает, что люди с предгипертонией или высоким кровяным давлением хуже справляются с тестами на скорость обработки данных, краткосрочную память и исполнительные функции. Гипертония также является важным фактором риска двух основных заболеваний головного мозга: инсульта и деменции, и по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) на нее приходится примерно 50% смертей, вызванных инсультом или сердечными заболеваниями .
Гипертония
Первичная и вторичная гипертензия
Первичная гипертензия , также известная как эссенциальная гипертензия, является результатом постоянного повышения силы крови, перекачиваемой по всему телу, тогда как вторичная гипертензия является результатом высокого кровяного давления из-за другого заболевания. Заболевания, которые могут вызывать вторичную гипертензию, включают диабетическую нефропатию , гломерулярную болезнь, поликистоз почек , синдром Кушинга , феохромоцитому , альдостеронизм , апноэ во сне , ожирение и беременность . Чаще всего у этого заболевания нет определенных симптомов. Есть некоторые признаки, по которым можно было бы сделать вывод, что это вторичная гипертензия, а не первичная, например, внезапное начало гипертонии в возрасте до 30 или после 55 лет, отсутствие гипертонии в семейном анамнезе, гипертония, не поддающаяся лечению (резистентная гипертензия). и никаких признаков ожирения.
Солеочувствительная гипертензия
С точки зрения факторов окружающей среды потребление соли с пищей является ведущим фактором риска развития гипертонии. Солевая чувствительность характеризуется повышением артериального давления с увеличением количества пищевой соли и связана с различными генетическими, демографическими и физиологическими факторами - афроамериканское население, женщины в постменопаузе и пожилые люди несут более высокий риск развития солевой чувствительности. В нормальных условиях организм противодействует чрезмерному потреблению соли, увеличивая сердечный выброс и увеличивая объем внеклеточной жидкости. Однако люди, чувствительные к соли, демонстрируют чрезмерно реактивную симпатическую нервную систему и не могут подавлять ось ренин-ангиотензин, а также люди с нормальным давлением, что приводит к задержке соли почками и повышению сосудистого сопротивления и, как следствие, повышенному риску развития гипертонии. . Кроме того, по оценкам, 51% людей с гипертонией чувствительны к соли по сравнению с 26% людей с нормальным давлением.
Чувствительность к соли часто связана с дисфункцией эндотелия из-за снижения выработки оксида азота (NO) и активности эндотелиальной NO-синтазы, которая нарушает вазодилатацию. Во время приема натрия повышенная продукция NO в почках и периферических сосудах является обязательной для баланса натрия и регуляции артериального давления.
Артериальная гипертензия, вызванная ангиотензином II
Система ренин-ангиотензин-альдостерон (РААС) регулирует давление крови, жидкости и электролитов гомеостаз и сосудистое сопротивление с помощью высвобождения гормонов. Система запускается путем преобразования ренином белка-предшественника ангиотензиногена в ангиотензин I (Ang I). Затем Ang I преобразуется в Ang II с помощью ангиотензин-превращающего фермента (АПФ), который затем оказывает ряд различных эффектов на организм. Одним из таких эффектов является индукция гипертензии с помощью метаболитов Ang II и Ang, продуцируемых разложением Ang I и Ang II. Ang II увеличивает кровяное давление за счет сужения кровеносных сосудов и стимулирует выработку альдостерона, который также увеличивает кровяное давление за счет увеличения объема жидкости в организме за счет увеличения реабсорбции натрия почечными канальцами в почках. Гипертония связана с повышенной активностью РААС.
В организме есть несколько рецепторов Ang, наиболее распространенным из которых является AT1R , который экспрессируется в сердце, почках, кишечнике, кровеносных сосудах и головном мозге. Ang II связывает AT1R, вызывая сужение сосудов, воспаление и эндотелиальную дисфункцию. Активация AT2R имеет противоположные эффекты по сравнению с AT1R, проявляя гипотензивный эффект.
Патофизиология
Эндотелиальная дисфункция
Эндотелий играет критическую роль в регуляции кровеносных сосудов по всему телу, модулирующей функции клеток со стенками сосудов и даже не-сосудистыми клетками. Например, эндотелий высвобождает цитокины и экспрессирует молекулы адгезии, которые привлекают лейкоциты, что важно при воспалении. Эндотелий влияет на мышцы сосудов, регулируя тонус сосудов, а также определяет проницаемость сосудов в тканях - плотные соединения между эндотелиальными клетками важны в гематоэнцефалическом барьере.
Эндотелий секретирует сосудосуживающие и сосудорасширяющие молекулы, которые играют важную роль в контроле сосудистого тонуса и кровотока. Оксид азота (NO) и прастациклин являются основными вазодилататорными молекулами, а нарушение или снижение активности и / или продукции молекул является основной причиной эндотелиальной дисфункции. В моделях Ang II-зависимой гипертензии эндотелий-зависимая вазодилатация снижена. Дисфункция ионных каналов также связана с нарушением функции эндотелия.
Артериальная жесткость
Артерии - это кровеносные сосуды, которые переносят кровь от сердца к другим частям тела. Они в основном отвечают за транспортировку кислорода и питательных веществ к различным частям тела и удаление углекислого газа и отходов. Артерии обычно эластичны, что позволяет им изгибаться по всему телу и поддерживать стабильное кровяное давление. Артериальная жесткость возникает с возрастом и увеличивает риск инсульта и сердечно-сосудистых заболеваний. Эластин и коллаген являются основными детерминантами артериальной жесткости, а также матриксных металлопротеаз , конечных продуктов гликирования (AGE), воспаления, нейроэндокринной передачи сигналов и генетики. Чем жестче артерии, тем большее давление необходимо сердцу, чтобы перекачивать кровь по всему телу, и, следовательно, тем выше кровяное давление у человека.
Дисфункция гематоэнцефалического барьера
Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) имеет важное значение в поддержании гомеостаза среды для нейронов и глиальных клеток , предотвращая растворенные вещества из диффундировать в интерстициальное пространство мозга. Эндотелиальные клетки, составляющие ГЭБ, отличаются от тех, которые составляют сосудистую сеть структурно, молекулярно и метаболически. Они связаны плотными контактами, которые дополнительно препятствуют свободному прохождению молекул.
Нарушение ГЭБ связано с гипертонией, цереброваскулярными заболеваниями, нейродегенеративными заболеваниями и старением.
Воспаление
Воспаление может нарушить функцию сосудов и, следовательно, вызвать многие из патофизиологий, упомянутых выше. Гипертония сопровождается периферическим воспалением, которое может повлиять на функцию ЦНС за счет активации окружных желудочковых органов (CVO). Кроме того, Ang II также играет роль в нервном контроле артериального давления посредством активации этих CVO. В последнее время гипертония признана иммунным состоянием. Хроническое воспаление нарушает работу ГЭБ, что, в свою очередь, позволяет молекулам проникать в ЦНС. Затем это активирует астроциты и микроглию, вызывая иммунный ответ в головном мозге. Нейровоспаление может достигать регулирующих центров артериального давления, таких как паравентрикулярное ядро (ПВЯ), что приводит к усилению симпатического возбуждения и, в конечном итоге, к устойчивому повышению артериального давления. Наиболее распространенными нейровоспалительными маркерами являются интерлейкин-6 (IL-6), интерлейкин-1β (IL-1β) и фактор некроза опухоли-α (TNF-α).
Строение и функция церебральной артерии
Гипертония, в основном через Ang II, реконструирует структуру и функцию сосудов за счет увеличения окислительного стресса, воспаления сосудов и изменения мозгового кровотока. Гипертония вызывает уменьшение диаметра просвета артерий головного мозга, что увеличивает их сосудистое сопротивление. Мозг получает около 15–20% от общего сердечного выброса, и, следовательно, нарушения перфузии головного мозга оказывают повреждающее воздействие на правильное функционирование нейронов.
Энцефалопатии
Гипертония и инсульт
Гипертония является ведущей причиной инсультов, и исследования показывают, что она увеличивает риск инсульта на 220%, а инсульт является ведущей причиной длительной нетрудоспособности. Высокое кровяное давление ослабляет артерии (болезнь мелких сосудов) и вызывает закупорку и / или разрыв кровеносных сосудов. Лакунарный миокард происходит , когда артерия блокируются и внутримозговое кровоизлияние происходит , когда кровеносные сосуды лопнуть. В свою очередь, мозг более уязвим для ишемических поражений, поскольку нарушается регуляция снабжения кровью и кислородом. В частности, гипертония вызывает повреждение мелких резистентных артерий, которые поставляют питательные вещества во внутреннюю капсулу, ствол мозга, таламус, мозжечок и базальные ганглии, а также вызывают гибель клеток и дегенерацию тканей. Сгустки крови также ускоряют атеросклероз , из-за чего артерии утолщаются и затвердевают. По сути, артериальная гипертензия является самым большим фактором риска инсульта, а повреждение тканей, вызванное инсультом, является основным фактором риска снижения когнитивных функций, поэтому риск инсульта может выступать в качестве посредника во взаимосвязи между артериальным давлением и когнитивными функциями. Помимо изменения образа жизни, контроль артериального давления является лечением №1 для профилактики инсульта. Антигипертензивные препараты обладают защитным действием против когнитивных нарушений, связанных с инсультом.
.jpg)
Гипертония → Заболевание мелких сосудов → Лакунарный инфаркт и внутримозговое кровоизлияние → Повреждение тканей
Гипертония и сосудистая деменция
Сосудистая деменция развивается, когда кровеносные сосуды головного мозга повреждаются, что не позволяет клеткам мозга получать питательные вещества, необходимые для их функционирования. Гипертония изменяет сосудистую сеть мозга из-за недостаточного кровотока, что приводит к изменениям гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) и церебрального кровотока и, в конечном итоге, к ослаблению структур и функций мозга. Сосудистая деменция характеризуется ишемическими инфарктами, кровоизлияниями в мозг, поражением белого вещества, дисфункцией ГЭБ и / или микрососудистой дегенерацией.
Множественные продольные и поперечные исследования показали, что гипертония является распространенным фактором риска сосудистой деменции у участников в возрасте от 58 до 90 лет. Более того, метаанализ продольных и поперечных исследований показал, что у гипертоников вероятность развития сосудистой деменции на 59% выше, чем у пациентов с нормальным АД.
Гипертония и болезнь Альцгеймера
Хотя нет прямой корреляции с гипертонией и ее ассоциацией с болезнью Альцгеймера , хроническая гипертензия связана с поражениями белого вещества, лакунарными инфарктами, невротическими бляшками и нейрофибриллярными сплетениями - всеми патологическими особенностями AD.
Фремингемское исследование 1993 года показало, что нелеченное артериальное давление обратно пропорционально когнитивным функциям у взрослых людей в возрасте 55–88 лет, не страдающих от инсульта. Кроме того, продолжительное клиническое исследование в сочетании с вторичным анализом данных интервенционного исследования Advanced Cognitive Training for Independent and Vital Elderly (ACTIVE) показало, что у гипертоников более быстрое снижение фронтально-опосредованных когнитивных функций, таких как способности к рассуждению. Многие исследования показывают корреляцию с гипертонией и снижением когнитивных функций, однако некоторые исследования, такие как Чикагский проект здоровья и старения, не показывают, что артериальное давление не связано с когнитивной функцией.
Текущие методы лечения
Модификации образа жизни
- диетические изменения (меньше соли, сахара, насыщенных жиров и больше клетчатки, фруктов, овощей)
- регулярное упражнение
- Отказ от курения
- снижение потребления алкоголя
Фармакологическое вмешательство
Многочисленные исследования показывают, что гипертония является преобладающим фактором в развитии и прогрессировании возрастного когнитивного снижения и что антигипертензивные подходы могут помочь контролировать или ослабить влияние гипертонии на когнитивные функции.
Метаанализ рандомизированных контролируемых исследований с 1970 по 2012 год показал, что снижение артериального давления с помощью гипотензивных препаратов связано со снижением сердечной недостаточности и риска инсульта. Кроме того, исследование «Эпидемиология сосудистого старения» (EVA) показало, что участники с высоким кровяным давлением показали на 4 балла ниже по шкале краткой оценки психического состояния (MMSE), что коррелирует с тем, что у этих участников в 4,3 раза выше вероятность когнитивного снижения и что риск снизилась до 1,9 раза у принимающих гипотензивные препараты. Тем не менее, вопрос о том, влияют ли антигипертензивные препараты на снижение когнитивных функций, еще предстоит обсудить. Рандомизированное двойное слепое исследование, проведенное в рамках исследования систолической гипертензии в Европе, показало, что заболеваемость деменцией снизилась на 50% у участников, которым было назначено фармакологическое вмешательство по поводу гипертонии через 2 года, и что наблюдалось снижение на 55% у лиц, у которых развивалась болезнь Альцгеймера и сосудистая деменция. Фармакологические препараты включали нитрендипин (блокатор кальциевых каналов), эналаприл (ингибитор АПФ) и гидрохлоротиазид (диуретик). Различные исследования, посвященные различным классам антигипертензивных препаратов, включая БРА, бета-блокаторы, диуретики и ингибиторы АПФ, показывают, что фармакологические методы лечения обладают общим церебропротекторным действием, однако эффекты варьируются в зависимости от класса препарата и его механизмов.
Ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента
Ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) по существу блокируют превращение Ang I в Ang II. Они вызывают расслабление кровеносных сосудов, поскольку циркулирует меньше молекул Ang II (вазоконстриктора), усиливают натрийурез , уменьшают объем крови, и все это приводит к снижению артериального давления. Эналаприл, Беназеприл , Периндоприл и Рамиприл входят в число ингибиторов АПФ, обычно назначаемых в клинических условиях.
Блокаторы рецепторов ангиотензина
Блокаторы рецепторов ангиотензина (БРА) противодействуют действию Ang II путем связывания и ингибирования рецептора ангиотензина II типа 1. При этом БРА блокируют сужение сосудов, способствуют натрийурезу и уменьшают окислительный стресс. Исследования показывают, что сосудорасширяющая способность сосудов нарушена у гипертоников, что приводит к значительному снижению перфузии головного мозга, влияя на когнитивные функции. АПФ и БРА улучшают церебральную перфузию у пациентов с артериальной гипертензией. Лозартанно , ирбесартанно , валсартанно , Ольмезартанно и Azilsartan , является общим БРА, которые клинический доступны.
Агонисты рецепторов ангиотензина 2 типа
Агонисты AT2R вызывают расширение сосудов, оказывая гипотензивное действие. В моделях ишемии на животных активация AT2R является защитной, поскольку она уменьшает площадь инфаркта за счет увеличения церебральной перфузии, снижает выработку супероксида и способствует дифференцировке нейрональных клеток и росту невритов, которые все вместе уменьшают дегенерацию аксонов и воспаление.
Бета-блокаторы
Бета-адреноблокаторы являются конкурентными антагонистами адренергических бета-рецепторов , блокируя сайты связывания адреналина и норадреналина . Они снижают артериальное давление за счет независимого от РААС механизма, снижая активность ренина в плазме и уровни Ang II. Пропранолол , атенолол , бупранолол , тимолол , некоторые примеры клинически доступных бета-блокаторов.