Варикозная болезнь (ВБ) нижних конечностей является широко распространенным заболеванием и представляет собой одну из самых важных и обсуждаемых проблем в современной хирургии. По данным разных источников [1—3], развивающаяся хроническая венозная недостаточность имеется как минимум у 20% взрослого населения и может достигать 50%. В настоящее время обсуждается многофакторность патогенеза варикозного расширения вен. Учитывая современные представления, все больше исследователей приходят к выводу, что в основе данных изменений лежит генетическое нарушение в регуляции компонентов внеклеточного матрикса (ВКМ) [4—6]. Процессы ремоделирования и разрушения ВКМ являются важной составляющей физиологических процессов, протекающих в межклеточном веществе в норме и при патологии. Также при различных гистологических и ультраструктурных исследованиях у больных с хронической венозной недостаточностью обнаруживают нарушение синтеза коллагена, которое снижает эластичность стенки вены и создает условия для ее варикозной трансформации [7]. Ремоделирование, деградация и протеолиз коллагеновых волокон ВКМ проводятся посредством матриксных металлопротеиназ (ММП), представляющих собой семейство Zn2+— и Са2+-зависимых эндопептидаз, которые секретируются клетками разных типов: фибробластами, макрофагами, гладкомышечными клетками эндотелия сосудов. Необходимым условием нормального протекания физиологических процессов в межклеточном матриксе является поддержание равновесия между активностью ММП и их тканевых ингибиторов (ТИМП). Нарушение этого равновесия может оказывать глубокое воздействие на состав межклеточного матрикса и влиять на различные функции клеток, включая адгезию, миграцию и дифференциацию.
Активность различных ММП имеет чрезвычайно широкий спектр биологических последствий, поскольку они обеспечивают деградацию большинства компонентов экстрацеллюлярного матрикса: интерстициальных коллагенов и коллагенов базальной мембраны, эластина, фибронектина, адгезинов, а также других массовых поверхностных белков клеток соединительной ткани [8]. В биохимическом аспекте высокая степень организованности и упорядоченности межклеточного матрикса выражается специфическими количественными соотношениями образующих его биополимеров. Представляет интерес изучение механизмов гомеостаза магния, который оказывает серьезное влияние на компоненты ВКМ. Среди катионов, присутствующих в организме человека, ион магния (Mg2+) находится на четвертом месте по распространенности (после натрия, калия и кальция). В аннотированной последовательности генома человека существует не менее 290 генов и белковых продуктов, о которых известно, что они связывают Mg2+ как кофактор. У здорового человека концентрация магния в сыворотке крови поддерживается в достаточно узком диапазоне (норма 0,75—1,26 ммоль/л). Наиболее общий эффект воздействия Mg2+ на любую ткань заключается в том, что ионы Mg2+ необходимы для стабилизации некодирующих РНК. В частности, ионы Mg2+ стабилизируют структуру транспортной (т)РНК, и дефицит магния приведет к увеличению числа дисфункциональных молекул т-РНК, таким образом снижая и замедляя общую скорость белкового синтеза. Непосредственно ионы Mg2+ не взаимодействуют ни с молекулами коллагена, ни с ТИМП белками, так что влияние Mg2+ на активность ММП представляет особый интерес. Известно, что лечение пациентов с острым инфарктом миокарда посредством сульфата магния и оротата магния тормозит повреждение миокарда. Обычно концентрация интерлейкина (IL)-6 и ММП-1 в крови значительно возрастает при остром инфаркте миокарда, но она остается на сравнительно низком уровне у пациентов после магний-терапии. Увеличение концентрации Mg2+ в сыворотке крови уменьшает уровень IL-6 и ММП-1 [9]. Дополнение диеты фолиевой кислотой и солями магния уменьшает секрецию ММП-2 и оказывает положительное влияние на ишемическую болезнь сердца [10].
Эксперименты на животных подтверждают влияние магния на биологическую активность ММП. У мышей с искусственно вызванным дефицитом магния стенка аорты была значительно тоньше, чем у контрольных животных. Специфическая окраска двух основных типов волокон (коллагена и эластина) показала существенные структурные изменения обоих компонентов. Эти изменения коррелировали с повышением общей активности ММП-2 и ММП-9 [11]. В клетках гладкой мускулатуры сосудов у крыс добавление магния уменьшало общую активность ММП-2 прямо пропорционально дозе магния [12].
Данные, приведенные выше, позволяют предположить, что дефицит Mg2+ должен, вероятно, приводить к повышению активности ММП, которые начинают разрушать структурные компоненты ВКМ (прежде всего коллаген) с более высокой скоростью. Эти эффекты воздействия магния наиболее вероятно вызываются через некий, пока не известный внутриклеточный сигнальный каскад. Нельзя исключать также возможность прямого ингибирования различных ММП ионами магния через конкурентное связывание двухвалентных катионов в активном центре или через аллостерические взаимодействия с ММП.
Цель настоящего исследования — изучение влияния препаратов магния на концентрацию ММП у пациентов с ВБ нижних конечностей.
В исследование включили 124 пациента с ВБ классов С2—С6. Выделены четыре группы. В 1-й группе (n=32) проводили оперативное лечение с последующим назначением стандартного консервативного лечения; во 2-й группе (n=32) после операции в дополнение к консервативному лечению назначали препараты магния; в 3-й группе (n=30) проводили консервативное лечение без операции; в 4-й группе (n=30) пациенты получали стандартное консервативное лечение и препараты магния. Оперативное лечение состояло из кроссэктомии и стриппинга с последующей минифлебэктомией и диссекцией перфорантных вен по показаниям. Консервативное лечение длилось 3 мес и включало компрессионную и флеботропную терапию в соответствии с Российскими клиническими рекомендациями по диагностике и лечению хронических заболеваний вен [7]. Пациентам 2-й и 4-й групп назначали магния оротат 500 мг 2 таблетки 3 раза в день в течение 3 мес.
Исследовали образцы периферической крови, взятые утром натощак. Сыворотку получали центрифугированием при 3000 об/мин в течение 15 мин. Содержание в сыворотке крови ММП-9, ММП-1 и ТИМП-1 определяли методом количественного твердофазного иммуноферментного анализа, концентрацию Mg2+ — колориметрическим методом. Забор крови для определения уровня биохимических маркеров производили в начале исследования и в дальнейшем через 1, 3 и 6 мес.
В исследовании соблюдались этические принципы, предъявляемые Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (World Medical Association Declaration of Helsinki (1975 г., пересмотренной в 2000 г.).
Полученные данные подвергали статистической обработке с помощью программы Statistica 10. Статистическая обработка проведена посредством вычисления средней арифметической и ее ошибки (М±m). Оценка достоверности различий средних независимых выборок проведена с иcпользованием t-критерия, сравнение долей — с использованием критерия Манна—Уитни.
Группы были сопоставимы по полу, возрасту, клиническому классу заболевания. Распределение пациентов по группам, полу и возрасту представлено в табл. 1.
До начала лечения у 80 (64,5%) пациентов наблюдались нормальные значения Mg2+ (норма концентрации магния в сыворотке крови 0,75—1,26 ммоль/л в соответствии с рекомендациями ВОЗ). У 44 (35,5%) больных отмечалось снижение концентрации магния. В дальнейшем на фоне лечения количество пациентов с дефицитом магния уменьшилось во 2-й и 4-й группах (табл. 2).
ММП-9, или желатиназа В, является белком с молекулярной массой 92 кД и может расщеплять коллагены IV и V типов и эластин в составе базальных мембран. Главным источником желатиназы-В являются нейтрофилы и в меньшей степени моноциты и макрофаги. При измерении концентрации ММП-9 во всех группах отмечаются сопоставимые в количественном отношении результаты. Применение препарата магния вызывает значимое (р<0,05) снижение активности ММП-9 у пациентов 2-й и 4-й групп уже через 1 мес терапии, и данный показатель остается сниженным на протяжении 6 мес наблюдения. В 1-й и 3-й группах разницы в концентрации ММП-9 за период наблюдения по сравнению с начальным показателем не отмечали (табл. 3).
ММП-1, или интерстициальная коллагеназа фибробластов, получила свое название за способность гидролизовать все 3 интерстициальных коллагена I, II и III типов [13]. Кроме того, ММП-1 является единственным ферментом, способным как инициировать, так и продолжать «поломку» промежуточного коллагена. ММП-1 в физиологических условиях синтезируются как пребелки и секретируются как проферменты под действием провоспалительных цитокинов, а главным их источником являются активированные макрофаги, нейтрофилы, фибробласты. Механический стресс (растяжение или нагрузка давлением) может стимулировать синтез ММП-1, а также переход латентных форм профермента в активные формы МПП-1 с высокой коллагенолитической активностью. По данным исследования, у пациентов с ВБ наблюдается снижение концентрации ММП-1 на фоне лечения через 1 и 3 мес во всех группах. Через 6 мес наблюдения данный показатель значимо не отличается от исходного (табл. 4).
ТИМП — семейство белков, которые подавляют активность ММП, синтезируются клетками соединительной ткани и лейкоцитами за счет образования прочных нековалентных комплексов с ММП [14]. ТИМП-1 известен как наиболее значимый ингибитор коллагеназы-1. В плазме ТИМП-1 существует в двух формах — свободной и связанной, образуя комплексы с ММП-1, ММП-2, латентной и активной формами ММП-9, ММП-3 [15]. Важной биологической функцией ТИМП-1 является торможение способности клеток к преодолению эпителиальных барьеров, также ТИМП-1 замедляет процесс ангиогенеза. Применение препарата магния вызывает достоверное (р<0,05) снижение активности ТИМП-1 у пациентов 2-й и 4-й групп после начала терапии и на протяжении всего периода наблюдения. В 1-й и 3-й группах достоверной разницы в концентрации ТИМП-1 за период наблюдения не отмечалось (табл. 5).
У пациентов с ВБ нижних конечностей отмечается изменение концентрации ММП на фоне терапии. Применение препаратов магния привело к снижению активности ММП-9 и ТИМП-1 у пациентов с варикозной болезнью.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Участие авторов:
Концепция и дизайн исследования — Р.Е., И.А., А.С., А.А.
Сбор и обработка материала — Р.Е., И.А., А.А.
Статистическая обработка — И.А., А.А.
Написание текста — А.С., А.А.
Редактирование — Р.Е., И.А.