Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Базылев В.В.

ФГБУ «Федеральный центр сердечно-сосудистой хирургии» Минздрава России, 440071, Пенза, Россия

Карнахин В.А.

ФГБУ "Федеральный центр сердечно-сосудистой хирургии Министерства здравоохранения России", Пенза

Евтюшкин И.А.

ФЦССХ, Пенза

Канаева Т.В.

Федеральный центр сердечно-сосудистой хирургии, Пенза, Россия

Микуляк А.И.

Федеральный центр сердечно-сосудистой хирургии, Пенза, Россия

Связь ремоделирования левого желудочка и уровня матричной металлопротеиназы-9 у больных ишемической болезнью сердца

Авторы:

Базылев В.В., Карнахин В.А., Евтюшкин И.А., Канаева Т.В., Микуляк А.И.

Подробнее об авторах

Журнал: Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2018;11(5): 15‑21

Просмотров: 337

Загрузок: 17

Как цитировать:

Базылев В.В., Карнахин В.А., Евтюшкин И.А., Канаева Т.В., Микуляк А.И. Связь ремоделирования левого желудочка и уровня матричной металлопротеиназы-9 у больных ишемической болезнью сердца. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2018;11(5):15‑21.
Basylev VV, Karnakhin VA, Evtiushkin IA, Kanayeva TV, Mikulyak AI. Left ventricular remodeling and the level of matrix metalloproteinase-9 in patients with coronary artery disease. Kardiologiya i Serdechno-Sosudistaya Khirurgiya. 2018;11(5):15‑21. (In Russ.).
https://doi.org/10.17116/kardio20181105115

?>

Семейство матричных металлопротеиназ (MMP) состоит из цинкзависимых эндеропептидазных ферментов, которые имеют сходную гомологию и структуру последовательности, и все ММР по определению могут расщеплять по меньшей мере один белок внеклеточного матрикса (рис. 1)

Рис. 1. Металлопротеиназа-9.
[1—4]. Основываясь на доменных структурах и предпочтениях субстрата, MMP могут свободно каталогизироваться в один из шести классов: 1) коллагеназы MMP-1, 8 и 13; 2) стромелизины MMP-3 и MMP-10; 3) желатиназы MMP-2 и MMP-9; 4) матрилисины MMP-7 и MMP-26; 5) шесть мембранных ММР; и 6) другие типы (например, MMP-28) [5]. Из MMP, которые были оценены при постановке сердечно-сосудистых заболеваний, MMP-9 играет ключевую роль в атеросклерозе, гипертонии, инфаркте миокарда (ИМ) и сердечной недостаточности (СН). В физиологических условиях экспрессия MMP-9 на уровне гена и белка низка, но ее концентрация повышается при патологических состояниях, включая различные сердечно-сосудистые заболевания. Благодаря прямым молекулярным эффектам, а также косвенному влиянию на основные типы клеток, а именно лейкоциты и фибробласты, MMP-9 координирует множественные аспекты ремоделирования Л.Ж. Таким образом, последовательные изменения уровня MMP-9 в плазме могут отражать происходящие процессы ремоделирования левого желудочка. Основными источниками MMP-9 могут служить атеросклеротическая бляшка и миокардиальный интерстиций [6—8]. В интерстиции металлопротеиназа синтезируется в раннем периоде после инфаркта миокарда и сопровождается повышением концентрации фермента в крови коронарной артерии. Повышение уровня MMP-9 в периферической крови и плазме коронарного синуса происходит за счет активного синтеза фермента в атеросклеротических бляшках и свидетельствует о процессах ремоделирования [9].

Цель исследования — изучить влияние ММP-9 на ремоделирование ЛЖ у пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН) после перенесенного инфаркта миокарда (ИМ).

Материал и методы

Случайным образом выбраны 118 больных ИБС с перенесенным И.М. Исследование одобрено этическим комитетом.

Критерии включения:

— изолированная ИБС. Информация о связи тяжести коронарного поражения и концентрации MMP-9 в литературе отсутствует;

— более 3 мес после перенесенного И.М. Согласно клиническим исследованиям, повышение уровня MMP-9 после ИМ происходит в первые недели после ишемического события.

Концентрация металлопротеиназ повышается при раке, сахарном диабете, ревматоидном артрите, ряде психических заболеваний [10—12]. На основании этих данных выставлены критерии исключения:

— сахарный диабет;

— ревматизм и ревматоидный артрит;

— психические заболевания;

— онкологические заболевания.

У 80 больных забор крови производился во время проведения коронарографии, у 37 — интраоперационно перед началом искусственного кровообращения.

Больные разделены на две группы: в 1-ю группу вошли 76 больных с конечно-диастолическим объемом (КДО) > 160 мл (КДОб), во 2-ю группу — 41 человек с КДО 160 мл и меньше (КДОм) [13]. Клинико-демографические характеристики больных представлены в табл. 1.

Таблица 1. Клинико-демографические характеристики больных Примечание. КДО — конечно-диастолический объем, иКДО — индекс КДО, ФКМК — фиброзное кольцо митрального клапана, КСО — конечно-систолический объем, ЭУО — эффективный ударный объем, иЭУО — индекс ЭУО, ФВ — фракция выброса, КДР — конечно-диастолический размер, КСР — конечно-систолический размер, ИМТ — индекс массы тела, ФК — функциональный класс.

Между группами выявлены статистически значимые различия по таким показателям, как ФКМК, иЭУО, ФВ, КДР, КСР, ФК, иКДО. Более высокие значения Syntax Score в 1-й группе указывают на тяжелое поражение коронарных сосудов, что в итоге привело к увеличению КДО и изменению других гемодинамически значимых показателей у данной категории больных. У всех больных с повышенным КДО также был повышен конечно-диастолический индекс, поэтому для дальнейших расчетов использованы значения КДО.

Определение содержания ММП-9 в сыворотке крови проведено методом твердофазного иммуноферментного анализа с применением тест-системы Bender MedSystems GmbH (Австрия). Принцип твердофазного иммуноферментного анализа заключается в том, что антитела к человеческой матриксной металлопротеиназе адсорбированы на твердой фазе (в нижней части лунок полистиролового микропланшета). Человеческая матриксная металлопротеиназа, присутствующая в образцах, внесенных в микропланшет, связывается с антителами, адсорбированными в лунках. Антитела к матриксной металлопротеиназе, конъюгированные с биотином, связывают молекулы человеческой матриксной металлопротеиназы, захваченные первыми антителами. После инкубации и промывки лунок удаляются все несвязанные антитела. В лунки вносится конъюгат, который связывает биотин, конъюгированный со вторыми антителами к человеческой матриксной металлопротеиназе. После повторной инкубации и промывки из лунок удаляются все несвязанные реагенты, и в лунки добавляется субстратный раствор, который взаимодействует с ферментным комплексом с образованием окрашенного раствора. Реакция останавливается добавлением кислоты. Интенсивность окраски, измеренная микропланшетным фотометром на длине волны 450 нм, прямо пропорциональна концентрации человеческой матриксной металлопротеиназе, присутствующей в образцах. Концентрация человеческой матриксной металлопротеиназы в образцах определяется по стандартной кривой, построенной по семи приготовленным разведениям стандарта человеческой матриксной металлопротеиназы.

Забор крови из коронарного синуса производился в рентгеноперационной во время проведения коронарографии. Под местной анестезией пунктируется бедренная вена. Устанавливается интродьюсер 5 °F, катетеризуется коронарный синус. Выполнялся забор 6 мл крови.

Статистическая обработка материала выполнялась с использованием пакета программного обеспечения SPSS версии 22 (SPSS, Чикаго, Иллинойс, США). Средние величины представлены в виде M±SD. Статистическая значимость различий между сравниваемыми группами определялась t-тестом для независимых групп и тестом Манна—Уитни. Критический уровень значимости α был взят за 0,05. Для выявления взаимосвязи между концентрацией ММР-9 и параметрами ЭхоКГ использовалась множественная логистическая регрессия. Для определения важности предикторов использовались искусственные нейронные сети (многослойный перцептрон). Для определения границ взаимосвязи использовалась регрессия Пуассона.

Различия в концентрации MMP-9 между группами указаны на рис. 2.

Рис. 2. Концентрация MMP-9 в периферической крови (а), коронарном синусе (б) и градиент концентрации (в) в обеих группах.

Статистически значимые различия в концентрации металлопротеиназ между группами обнаружены только в плазме крови коронарного синуса (p=0,001). Градиент концентрации (периферическая кровь и коронарный синус) металлопротеиназ не отличался в обеих группах.

Нормальная концентрация MMP-9 для тест-системы Bender MedSystems GmbH составляет от 9,5 до 87,3 нг/мл. Для выявления предикторов, оказывающих влияние на уровень MMP-9, выполнена множественная логистическая регрессия, результаты который представлены в табл. 2.

Таблица 2. Предикторы повышения концентрации MMP-9 в плазме крови коронарного синуса (множественная логистическая регрессия) Примечание. ОШ — отношение шансов, ДИ — доверительный интервал.

При увеличении КДО на 1 мл шанс повышения уровня MMP-9 увеличивается на 8%. При снижении ФВ на 1% шанс повышения уровня MMP-9 увеличивается на 10%. При повышении Syntax Score на один балл шанс повышения уровня MMP-9 увеличивается на 4%.

Связь между концентрацией металлопротеиназ и диаметром ФКМК не найдена.

Влияние КДО на концентрацию ферментов представлено на ROC-кривой (рис. 3).

Рис. 3. ROC-кривая. Корреляция КДО и концентрации MMP-9 (AUC=0,836).

Площадь под кривой составила 0,836, что указывает на выраженную взаимосвязь между КДО и концентрацией ММP-9.

Анализ предикторов повышения концентрации MMP-9 в периферической крови представлен в табл. 3.

Таблица 3. Предикторы повышения концентрации MMP-9 в плазме периферической крови (множественная логистическая регрессия)

По результатам анализов крови, взятых из периферических сосудов, достоверных факторов, влияющих на концентрацию металлопротеиназ, не обнаружено.

Нейронные сети использованы для выявления наиболее значимых предикторов (рис. 4).

Рис. 4. Нейронные сети. Важность предикторов.

По результатам анализа важности предикторов многослойным перцептроном, КДО определяется как наиболее значимый фактор, оказывающий влияние на концентрацию ММР-9. Нормализованная важность КДО как предиктора составляет 100%.

Для определения границ, в пределах которых возникает взаимосвязь между предикторами и концентрацией ММP-9, использована регрессия Пуассона.

Связь КДО и MMP-9 возникает при КДО>193 мл.

Связь между Syntax Score и MMP-9 остается значимой при всех значениях Syntax Score.

Связь между ФВ и концентрацией MMP-9 возникает при ФВ<53%.

Результаты множества работ установили причинно-следственную связь между ММР и развитием сердечной недостаточности. MMP-9 являются желатиназой, которая может деградировать желатины, коллагены и различные компоненты миокарда [14, 15]. К тому же MMP-9 способна локализоваться внутри кардиомиоцитов и непосредственно повреждать сократительный аппарат путем расщепления миозина [16, 17].

ИМ является острым событием, которое развивается после длительного нарушения кровоснабжения, приводящего к необратимому повреждению ткани миокарда [18]. После острого ИМ следует процесс заживления, который может завершиться продолжительным патологическим ремоделированием ЛЖ. MMP-9 направляет многие аспекты воспалительной и пролиферативной стадии острого ИМ [19]. Концентрация MMP-9 резко увеличивается в ранний постинфарктный период и остается высокой в течение 1-й недели [20]. Увеличение уровня MMP-9 после ИМ коррелирует с количеством лейкоцитов, размерами и функцией Л.Ж. Целевое удаление MMP-9 уменьшает количество макрофагов после ИМ, что замедляет увеличение ЛЖ, предотвращает накопление коллагена, способствует неоваскуляризации и улучшает ремоделирование ЛЖ [21]. Таким образом, MMP-9 является ключевым медиатором патофизиологического ремоделирования ЛЖ у больных с ИБС и перспективной терапевтической целью. Помимо деградации внеклеточного матрикса, MMP-9 может обрабатывать другие биологически активные молекулы, тем самым способствуя ухудшению функции ЛЖ.

Тем не менее исследования по установлению взаимосвязи между уровнем металлопротеиназ и ремоделированием ЛЖ порой противоречивы. I. Squire и соавт. [21] сообщили, что уровень ММР был обратно пропорционален дилатации ЛЖ, тогда как T. Matsunaga и соавт. [22] и R. Nakaya и соавт. [23] обнаружили положительную корреляцию.

В настоящем исследовании была поставлена цель доказать связь ММР-9 с ремоделированием ЛЖ и впервые установить границы взаимодействия. Для того, чтобы избежать влияния дополнительных предикторов повышения уровня MMP-9 при подборе пациентов, исключены больные с такими факторами. Влияние тяжести коронарного поражения на MMP никогда не исследовалось и не бралось в расчет, но при этом известно о большой концентрации протеаз в атеросклеротических бляшках, поэтому нами введен в работу показатель Syntax Score, свидетельствующий о риске кардиохирургического вмешательства при ИБС [24]. Источником для анализа концентрации металлопротеиназ служила плазма крови периферических сосудов и коронарного синуса. Кровь из коронарных артерий не забиралась, так как повышение концентрации MMP-9 в плазме коронарных артерий связано с процессами, происходящими после острого ИМ, а целью исследования являлось изучение ремоделирования. Для выявления предикторов повышения уровня металлопротеиназ использованы различные статистические методики. Для того, чтобы исключить ложноположительные результаты связи КДО и MMP-9, у всех больных проанализирован индекс КДО. Также изучены градиенты концентраций периферия—коронарный синус, которые не отличались в группе с большим и малым КДО. Установлена взаимосвязь между КДО, ФВ и концентрацией MMP-9. Впервые установлены границы взаимодействия. Связь КДО и MMP-9 возникает при КДО>193 мл. Связь между ФВ и MMP-9 возникает при ФВ <53%. Впервые выявлена связь между Syntax Score и уровнем MMP-9, которая остается значимой при всех значениях Syntax Score. Следует отметить, что необходимо отдельное исследование по анализу взаимосвязи тяжести коронарного поражения и концентрации металлопротеиназ, так как данная проблема не изучена. Влияние обнаружено только для плазмы крови коронарного синуса, что указывает на высокую диагностическую перспективность данного источника.

Таким образом, в данном исследовании установлены конкретные точки приложения и границы гемодинамических характеристик для терапевтического воздействия на уровень металлопротеиназ с целью ингибирования патологического ремоделирования ЛЖ после ИМ.

Выводы

При увеличении КДО на 1 мл шанс повышения уровня MMP-9 увеличивается на 8%. Связь КДО и MMP-9 возникает при КДО>193 мл; при снижении ФВ на 1% шанс повышения уровня MMP-9 увеличивается на 10%. Связь между ФВ и MMP-9 возникает при ФВ<53%; при повышении Syntax Score на одни балл шанс повышения уровня MMP-9 увеличивается на 4%. Связь между Syntax Score и MMP-9 остается при всех значениях Syntax Score; наибольшую диагностическую значимость для определения концентрации MMP-9 имеет плазма крови коронарного синуса.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

*e-mail: vkhin@mail.ru

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail