взаимосвязь коллагеназной активности крови с показателями

ВЗАИМОСВЯЗЬ КОЛЛАГЕНАЗНОЙ АКТИВНОСТИ КРОВИ С
ПОКАЗАТЕЛЯМИ СУТОЧНОГО МОНИТОРИРОВАНИЯ АД
И ВЛИЯНИЕ НА НЕЕ ГИПОТЕНЗИВНОЙ ТЕРАПИИ У БОЛЬНЫХ С
АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИЕЙ И ПАРОКСИЗМАЛЬНОЙ
ФОРМОЙ МЕРЦАТЕЛЬНОЙ АРИТМИИ
Ф.М.Хежева, Н.А.Мазур, А.И.Пшеницин, Ф.З.Бабаев, В.Е.Волков.
Российская медицинская академия последипломного образования,
кафедра кардиологии.
Цель исследования: изучение взаимосвязи между сывороточными
миокардиального и сосудистого фиброза
тканевой
ингибитор
маркерами
[(матриксная металлопротеиназа-1(ММР-1),
металлопротеиназы-1
(TIMP-1)]
и
показателями
суточного
мониторирования артериального давления, а так же, оценка динамики этих ферментов на
фоне 3-х месяцев лечения верапамилом и соталолом у больных артериальной
гипертензией и пароксизмальной формой мерцательной аритмии.
Изменения миокарда, вызванные гипертонией в недавнем прошлом объединяли под
названием «гипертоническое сердце» [1]. Морфологически такие изменения проявляются
изменением геометрии и массы миокарда, а так же увеличением содержания в миокарде
коллагена и фиброзной ткани. Данные изменения получили название
добавочного
реактивного или
фиброза, возникающего вследствии изменения нагрузки на сердечную
мышцу с увеличением силы сокращения и соответствующим уплотнением коллагеновой
сети [2,3,4]. В работах Smith V.E. с соавт.[5] была доказана прямая связь между
содержанием фибриллярного коллагена и жесткостью миокарда.
Всякое изменение структуры внеклеточного матрикса означает нарушение устойчивого
баланса между скоростями синтеза белков и их распада. В расщеплении коллагена
основная
роль
принадлежит
протеолитическому
ферменту
металлопротеиназе,
относящейся к группе катепсинов, подгруппе коллагеназ. Металлопротеиназа высокоспецифическая протеиназа, обнаруженная во многих тканях, катализирует начало
распада коллагена в физиологических условиях. Внутритканевые коллагеназы вызывают
утилизацию более 40% нового коллагена в различных тканях [6].
Необходимым условием нормального протекания физиологических процессов является
поддержание равновесия между активностью ММР-1 и ее ингибитора.
Тканевой ингибитор металлопротеиназы-1(TIMP-1) - это гликопротеин с молекулярным весом 28,5 kDa, который относится к семейству цинк-зависимых энзимов,
известен как металлопротеиназный ингибитор-1, ингибитор коллагеназы фибробластов.
В последнее время в немногочисленных зарубежных исследованиях изучались
механизмы действия ММР-1 и TIMP-1 у больных гипертонией. Результаты этих работ
свидетельствуют о том, что у больных артериальной гипертонией, по сравнению со
здоровыми людьми, сывороточные уровни ММР-1 понижены, а уровни TIMP-1
повышены [16].
В
работах,
изучавших
механизмы
сосудистого
ремоделирования
было
продемонстрировано, что накопление коллагена, фибронектина и других компонентов
экстрацеллюлярного
матрикса
сосудистой
стенки
вызваны
дисбалансом
между
матриксными металлопротеиназами и их ингибиторами [7,8,9,10]. Выявлено, что ММР-1
играет значимую роль в развитии ангиогенеза как утилизатор экстрацеллюлярного
матрикса, освобождая клетки эндотелия и ингибирование ее активности посредством
увеличенной выработки TIMP-1 обуславливает развитие гиперплазии интимы сосудов. В
то же время было доказано, что TIMP-1 вызывая снижение уровня активности
металлопротеиназ увеличивает аккумуляцию эластина, который в свою очередь замедляет
развитие гиперплазии интимы [11].
В настоящее время выявлено, что из всего ряда антигипертензивных препаратов
положительное влияние на выраженность фиброзных изменений оказывают ингибиторы
ангиотензин-превращяющего фермента (ИАПФ), антагонисты кальциевых каналов,
индапамид [12,13,14,15].
Результаты исследований, изучавших влияние гипотензивной терапии на уровни ММР
неоднозначны. Наряду с имеющимися данными о повышении активности ММР после
лечения ИАПФ [16] в литературе встречаются сведения о подавляющем действии ИАПФ,
антагонистов Са, а так же статинов и кортикостероидов [17,18,19,20,21].
Таким образом, вышеизложенная проблема остается не до конца изученной.
Необходима более глубокая оценка взаимосвязи ММР-1 и ее ингибитора, воздействия
этих ферментов на сосудистое ремоделирование, влияние терапии на их активность.
Нуждается в изучении, так же связь металлопротеиназной активности с клиническими
показателями, в том числе с уровнями АД.
Материалы и методы: После перерыва в лечении гипотензивными препаратами в
течении 1 недели в исследование были включены 39 пациентов артериальной гипертонией
и пароксизмальной формой мерцательной аритмии (19 мужчин и 20 женщин) со средним
возрастом 61,33 1,05 лет (от 36,7 до 79лет), средним клиническим АД 158,3/93,9 мм
рт.ст. С 1 степенью АГ были 51% больных, со 2 степенью-43,6%, с 3 степенью 5,13%.
Длительность АГ составляла 12,052,78 лет (от 2 до 50 лет). Частота приступов ПМА
колебалась у больных от ежедневных до 2 раз в месяц, продолжительность приступов от 7
минут до 24 часов. Критериями исключения являлись постоянные формы нарушения
ритма сердца, ИБС, пороки сердца, гипертиреоидизм, сахарный диабет, тяжелые
поражения
органов
(в
том
числе
хронические
обструктивные
бронхолегочные
заболевания, заболевания печени, онкологической и аутоимунной природы), а также
состояния, при которых противопоказан прием антагонистов кальциевых каналов и блокаторов.
После этапа тщательного обследования с учетом критериев исключения, уровней АД,
тяжести мерцательной аритмии назначался один из препаратов - верапамил (в суточной
дозе 240-480 мг) или соталол (в суточной дозе 160-320 мг). Группу больных,
принимавших верапамил составили 19 человек (8 мужчин и 11 женщин) со средним
возрастом 62,211,06, клиническим средним АД 161/95мм.рт.ст. В группу больных,
пролеченных соталолом вошло 20 больных (11 мужчин и 9 женщин) со средним
возрастом 60,491,06, с клиническим средним АД 156/93мм.рт.ст. Лечение этими
препаратами продолжалось 3 месяца. Все пациенты приглашались в течении первых 5
дней ежедневно, затем 1 раз в 2 недели. На каждом визите оценивалось клиническое
состояние, определялись показатели гемодинамики (АД, ЧСС), проводилось ЭКГ в 12
общепринятых отведениях. Всем больным в начале исследования, а так же после 3-х
месяцев лечения проводилось суточное мониторирование АД (СМАД) и в тот же день
определялись сывороточные концентрации ММР-1 и TIMP-1.
Содержание
сывороточного
уровня
ММР-1
и
определялось
TIMP-1
иммуноферментными методами ELISA с моноклональными антителами к ММР-1 и TIMP1 человека с помощью набора “Biotrak” (фирма “Amersham Biosciences”) и набора фирмы
“Biosource international” соответственно. Суточное мониторирование артериального
давления (СМАД) выполняли по стандартной методике с помощью аппаратнопрограмного комплекса «Союз» (фирма “ДМС-Передовые технологии”, Россия). За сутки,
а также отдельно за дневной и ночной периоды исследования оценивали средние
показатели
систолического
(САД24,САДд,САДн),
диастолического
(ДАД24,ДАДд,ДАДн), пульсового (ПАД24,ПАДд,ПАДн) артериального давления и
частоты
пульса
(ЧСС24,ЧССд,ЧССн),
показатели
среднего
давления
(СрАД24,СрАДд,СрАДн), индексы измерений, времени, площади нагрузки повышенным
систолическим
и
(ИИСАД,ИИДАД,ИВСАД,ИВДАД,ИПСАД,ИПДАД)
диастолическим
и
вариабельность
САД,ВАР ДАД), степень ночного снижения САД и ДАД
давлением
АД
(ВАР
(СНС САД,СНС ДАД),
утреннюю динамику АД по величине утреннего подъема (УП САД,УП ДАД) и скорости
утреннего подъема (СУП САД,СУП ДАД). Статистическая обработка результатов
проводилась с помощью
пакета программ STATISTICA (6.0). Корреляционный анализ
производился непараметрическим методом по Спирману, динамика ферментов на фоне
лечения оценивалась критерием Вилкоксона для парных сравнений.
Результаты. Изначально было обследованно 42 пациента, однако после получения
значений концентраций ферментов было решено не включать в результаты исследования
значения уровней ферментов 3-х больных. У этих больных показатели ММР-1 были в 3
раза выше средних значений, не соответствовали уровням TIMP-1, динамика их на фоне
лечения отличалась от динамики ферментов других пациентов.
При исследовании связей между уровнями ферментов и такими клиническими
показателями как возраст, значения клинического САД и ДАД, длительность АГ, тяжесть
мерцательной аритмии, индекс массы тела, отношение окружности талии к окружности
бедер корреляционных зависимостей выявлено не было.
Изучив связи между концентрациями ММР-1 и TIMP-1 были найдены
корреляционные
зависимости
между
уровнями
содержания
прямые
ингибиторов
металлопротеиназ-1 с рядом показателей СМАД: суточным пульсовым давлением
(ПАД24), его вариабельностью (ВАРПАД24), степенью ночного снижения ЧСС
(СНСЧСС), ночным диастолическим АД (ДАДн). То есть, чем выше были показатели
ингибитора металлопротеиназы-1, тем больше были значения ряда показателей СМАД. В
то же время уровень содержания металлопротеиназы-1 обратно коррелировал с
показателями нагрузки диастолическим давлением - индексами нагрузки (индексом
измерений-ИИ, индексом времени-ИВ, индексом площади – ИП). Таким образом, чем
ниже были сывороточные уровни ММР-1, тем выше оказались индексы нагрузки
давлением. (таблица N1).
Изучая динамику изменений сывороточных концентраций ММР-1 и ее ингибитора до и
после лечения верапамилом и соталолом не было выявлено каких либо существенных и
достоверных изменений в обоих группах. Не было обнаружено значимых различий
уровней ферментов на фоне лечения и среди всех больных в совокупности (39 человек).
Обсуждения: Как уже отмечалось, повышение уровней TIMP-1 путем воздействия на
металлопротеиназную активность ведет к снижению утилизации коллагена сосудистой
стенки, увеличению ее ригидности, уменьшению эластичных свойств сосудов. В данном
исследовании эти изменения сопровождались увеличением пульсового АД, его
вариабельности и степени ночного снижения ЧСС. Связь активности TIMP-1 со степенью
ночного снижения ЧСС, возможно объясняется нарушением вегетативного баланса,
который является одним из патогенетических звеньев увеличения жесткости крупных
сосудов при АГ [22].
Индексы нагрузки давлением, отражающие стабильность повышенных его цифр имели
более тесную связь с уровнем самой металлопротеиназы-1. При этом чем выше были
индексы нагрузки давлением, тем ниже оказалась активность металлопротеиназы-1.
После 3-х месяцев лечения верапамилом и соталолом ни в одной из групп значимой
динамики ферментов выявлено не было. Следует отметить, что в исследовании Laviades
C.[16] получившим положительную динамику ферментов (повышение активности ММР-1
и снижение уровней TIMP-1) на фоне гипотензивной терапии (в частности, ИАПФ)
продолжительность лечения составила 1 год. Возможно, для оценки изменений ферментов
на терапии гипотензивными препаратами лечение должно продолжаться не менее 6-12
месяцев.
Выводы: Увеличение пульсового АД, являющегося прогностически неблагоприятным
фактором, а так же увеличение стабильности цифр АД у больных артериальной
гипертонией, связано со снижением утилизации коллагена в сосудистой стенке,
обусловленного
нарушением
металлопротеиназной
активности,
что
доказывается
наличием таких нарушений в сыворотке крови.
Терапия верапамилом и соталолом в течении 3-х месяцев не повлияла на динамику
коллагеназы и ее ингибитора. По видимому, изменение уровней этих ферментов на фоне
гипотензивной терапии возможно ожидать при длительности лечения не менее 6-12
месяцев.
Литература
1 Мазур Н.А. Профилактика сердечно-сосудистых осложнений у больных артериальной
гипертонией. Москва. Медпрактика-М. 2003.с.13-16.
2 Weber K.T., Ialil J. E., Janicki J.S., et al. Myocardial collagen remodeling in pressure
overload, hypertrophy: A case for interstitional heart disease .Am. J Hypertens 1989; 2:931-937.
3 Капелько В.И. Внеклеточный матрикс миокарда и его изменения при заболеваниях
сердца. Кардиология 2000; 9:78-90.
4 Hess O.M., Muracami T., Krayenbuel H.P. Does verapamil improve left ventricular relaxation
in patients with myocardial hypertrophy? Сirculation 1986;.74:530-543.
5 Smith V.E. Shulman P., Karimeddini M.K. Rapid ventricular filling in left ventricular
hypertrophy; 2-patologic hypertrophy. IFCC 1985; 5:869-878.
6 Laurent G.J. Dynamic state of collagen: pathwayas of collagen degradation in vivo and their
possible role in regulation of collagen mass. Am J Physiol. 1987; 252: 1-9.
7 Forough R., Koyama N., Hasenstab D., Lea H., Clowes M., Nikkari S.T., Clowes A.W.
Overexpression of tissue ingibitor of matrix metalloproteinase-1 ingibits vascular smooth muscle
cell functions in vitro and vivo. Circ Res. 1996; 79: 812-820.
8 Jackson C. Matrix metalloproteinasas and angiogenesis. Curr.Opin Nephol Hypertens. 2002;
11:3: 295-9.
9 Senior R.M., Griffin G.L., Fliszar C.J., Shapiro S.D., Goldberg G.I., Welgus H.G. Human 92and 72-kilodaltontype 4-kollagenases are elastases. J Biol Chem. 1991; 266: 7870-7875.
10 Forough R., Nikkari S.T., Hasenstab D., Lea H., Clowes A.W. Cloning and characterization
of a cDNA encoding the ballon tissue ingibitor of matrix metalloproteinase-1 (TIMP-1). Gene.
1995; 163: 267-271.
11 Forough R., Lea H., Starcher B., et all. Metalloproteinase Blokade by Local Overexpression
of TIMP-1 increases Elastin Accumulation in Rat Carotid Artery Intima. Arteriosclerosis,
Trombosis, and Vascular Biology. 1998; 803-807.
12 Weber K.T., Brilla C.G., Campbell S.E. et al. Myocardial fibrosis: role of angiotensin 2 and
aldosterone 2 in. Angiotensin and the Heart. 1993;107-124.
13 Tamargo J. Treatment of the cardiovascular remodeling in hypertensive patients. Ars. Pham.
1995; 36: 4: 527-546.
14 Brilla G. Regression of myocardial fibrosis in hypertensive heart disease: diverse effects of
various antihypertensive drugs. Cardiovasc. Res. 2000; 46: 2: 324-331.
15 Bocker W., Hyp F.H., Crimm D. et al. Effects of indapamide on regression of pressure
overload hypertrophy in rat hearts in press. J Cardiovase pharmacol. 2000.
16 Laviades C., Varo N., Fernandez J., Mayor G., Maria J., Monreal I., Diez J. Abnormalities
of the Extracellular Degradation of Collagen Type 1 in Essential Hypertension. Circulation.
1998; 98: 535-540.
17 Wada Y., Kato S., Okamoto V., et al. Diltiazem a calcium antagonist inhibits matrix
metalloproteinase-1 (tissue collagenase) production and collagenolytic activity in human
vascular smooth muscle cells. Int Mol. Med. 2001; 8: 561-566.
18 Briest W., Holzl A., Rassle B., et al. Cardiac remodeling after long term norepinephrine
treatment in rats. Cardiovasc. Res. 2001; 52: 265-273.
19 Wilson S.H., Herrmenn J., Lerman L.O., et al. Simvastatin preserves the structure of coronary
adventitial vasa vasorum in experimental hypercholesterolemia independent of lipid lowering.
Circulation. 2002; 105: 415-418.
20 Wong H., Lumma W.C., Smith A.M., et al. Statins suppress THP-1 cell migration and
secretion of matrix metalloproteinase-9 by inhibiting gelanylation. J Leukoc Biol. 2001; 69: 959962.
21 Li-Saw-Hee F.L., Edmunds E., Blann A.D., et all. Matrix metalloproteinase-9 and tissue
inhibitor metalloproteinase-1 levels in essential hypertension. Relationship to left ventricular
mass and antihypertensive therapy. Int J Cardiol. 2000; 75: 43-47.
22 Handa S.P., Wong J., Wolf H.K. The relationship of plasma norepinefrin levels and aortic
distensibility in elderly with isolated systolic hypertension. Am J Hypertes 1995; 8; 4:1: 422559.
Таблица 1
Результаты
корреляционного анализа ряда показателей СМАД с сывороточными
маркерами миокардиального и сосудистого фиброза (n=39)
Показатели СМАД
(Мm)
ММР-1(ng/ml)
(Мm=9,331,52)
TIMP-1(ng/ml)
(Мm=757,446,63)
ПАД24
(53,381,73)
r = 0,271
p > 0,05
r = 0,352
p =0,041
ВАРПАД24
(10,570,69)
r = -0,105
p > 0,05
r =0,331
p =0,034
CНСЧСС
(18,92,08)
r = 0,072
p > 0,05
r =0,329
p =0,043
ИИДАДн
(53,643,96)
r =-0,331
p =0,036
r = -0,166
p > 0,05
ИВДАДн
(58,124,12)
r =-0,345
p=0,031
r = -0,138
p > 0,05
ИПДАДн
(118,979,8)
r =-0,314
p =0,049
r = -0,222
p > 0,05
Примечание: r - коэффициент корреляции; p – достоверность различий