Cellular and molecular basis of Venous insufficiency

Abstract

Chronic venous disease (CVD) has a range of clinical presentations, including tortuous, distended veins in lower extremities, increasing skin pigmentation, and in severe cases ulceration of the affected skin. Venous insufficiency, a precursor to CVD characterized by improper return of blood from the lower extremities to the heart, must be studied in its earliest stages at a time when preventative measures could be applied in man. This underscores the need for basic research into biomarkers and genetic predisposing factors affecting the progression of venous disease. Investigation over the past decade has yielded insight into these specific genetic, cellular and molecular mechanisms underlying the development of venous disease. Among the many advances include the elucidation of an increasing role for matrix metalloproteinases as important mediators of the degenerative process involved with venous insufficiency. This may be preceded by an inflammatory process which further contributes to venular degeneration and endothelial dysfunction seen in advanced presentation of disease. Furthermore, genomic analyses have shed light upon temporal expression patterns of matrix remodeling proteins in diseased tissue samples. In this review we examine some of the current findings surrounding cellular, molecular and genetic advances in delineating the etiology of chronic venous disease.

Basic pathophysiological and molecular mechanisms of chronic venous diseases and their pharmacological correction

“…Дополнительным пусковым механизмом, вероятно, является гипоксия. Сочетание биомеханических нарушений и гипоксии инициирует повреждение гликокаликса, что ведет к активации эндотелия и миграции и активации лейкоцитов и развитию провоспалительного состояния венозной стенки [16][17][18][19]. Активированные клетки эндотелия индуцируют синтез медиаторов воспаления и цитокинов, обеспечивают секрецию факторов роста, таких как эндотелиальный фактор роста сосудов (VEGF), тромбоцитарный фактор роста (PDGF), ангиотензин II, эндотелин 1 и фактор роста фибробластов (FGF), которые стимулируют гипертрофию стенки сосуда [20].…”

“…В условиях нормального кровотока и высокого напряжения сдвига лейкоциты свободно передвигаются по просвету сосуда, имея округлую форму без псевдоподий и выделяя минимальное количество молекул клеточной адгезии [15]. Кроме того, эндотелиальные клетки вырабатывают антитромботические и противовоспалительные факторы, такие как оксид азота и простациклин, а также ограничивают провоспалительное действие фактора некроза опухолиα (ФНО-α) [16]. Защитную функцию выполняет и гликокаликс -слой гликопротеинов и компонентов внеклеточного матрикса, покрывающий эндотелий и являющийся главным барьерным механизмом, обеспечивающим гомеостаз сосудистой стенки [18].…”

EPA + DHA supplementation reduces PMN activation in microenvironment of chronic venous leg ulcers: A randomized, double‐blind, controlled study

“…Novel adjuvant therapies aimed at the underlying etiology of CVLUs are greatly needed to improve healing outcomes and prevent recurrence of these recalcitrant wounds. The purpose of this study was to test the effectiveness of a low‐risk, low‐cost oral therapy containing the bioactive components of fish oil (eicosapentaenoic acid [EPA] and docosahexaenoic acid [DHA]) to reduce numbers of activated polymorphonuclear leukocytes (PMNs) and PMN‐derived proteases in the microenvironment of CVLUs associated with chronic inflammation and delayed healing …”

“…The purpose of this study was to test the effectiveness of a low-risk, low-cost oral therapy containing the bioactive components of fish oil (eicosapentaenoic acid [EPA] and docosahexaenoic acid [DHA]) to reduce numbers of activated polymorphonuclear leukocytes (PMNs) and PMN-derived proteases in the microenvironment of CVLUs associated with chronic inflammation and delayed healing. 8,9 The pathogenesis of CVLUs involves venous hypertension and high numbers of activated PMNs in the wound microenvironment that foster unremitting inflammation. [10][11][12] Sustained levels of activated PMNs lead to excessive quantities of PMN-derived proteases such as human neutrophil elastase (HNE) and matrix metalloproteinase-8 (MMP-8) that ultimately destroy growth factors, receptors and the extracellular matrix that are essential for wound healing.…”

Differentially Expressed Genes in Varicose Veins Disease: Current State of the Problem, Analysis of the Published Data

“…Изучению патогенеза ВБНК посвящено множество исследований, и к настоящему времени накоплен внушительный массив знаний о событиях, сопровождающих варикозную трансформацию на разных уровнях, начиная с генного и молекулярного [2,4]. К факторам, оказывающим влияние на этот процесс, относятся изменения гемодинамики: снижение ламинарной скорости потока крови и появление турбулентного кровотока, повышение венозного давления и связанное с ним растяжение стенок вен, гипоксия, оксидативный стресс, активация эндотелия и воспаление [2,[4][5][6][7][8]. Эти факторы взаимосвязаны с множеством молекулярных и клеточных событий, таких как: изменение экспрессии генов, в том числе генов ферментов, осуществляющих ремоделинг внеклеточного матрикса, и генов самих компонентов матрикса; аккумуляция цитокинов и ростовых факторов; изменение фенотипа гладкомышечных клеток и их пролиферация; инфильтрация иммунных клеток.…”