Юридический и почтовый адрес организации-издателя: САФУ, редакция «Журнала медико-биологических исследований», наб. Северной Двины, 17, г. Архангельск, Россия, 163002
Местонахождение: редакция «Журнала медико-биологических исследований», наб. Северной Двины, 17, ауд. 1336, г. Архангельск

Тел: (818-2) 21-61-21 
Сайт: http://medbio.narfu.ru/
e-mail: vestnik_med@narfu.ru
            vestnik@narfu.ru

о журнале

Внеклеточный матрикс сердца и постинфарктный репаративный фиброз (часть 1). С. 54–66

Версия для печати

Рубрика: Медико-биологические науки

УДК

611-018.2:616.127-005.8-002.17-06:612.67

Сведения об авторах

А.Н. Путятина*, Л.Б. Ким*
*Научно-исследовательский институт экспериментальной и клинической медицины (г. Новосибирск)

Аннотация

В современной кардиологии достигнуты огромные успехи: в диагностике инфаркта миокарда, лечении пациентов с использованием высокотехнологичных методик и разработке новых групп лекарственных препаратов с целью как можно более раннего восстановления кровоснабжения ишемизированного миокарда. Тем не менее сохраняется серьезная озабоченность в связи с частотой летальных исходов из-за инфаркта миокарда, особенно у лиц пожилого возраста. Для улучшения ситуации в данном вопросе немаловажное значение имеет изучение механизмов возрастных изменений метаболизма компонентов внеклеточного матрикса сердца и его реактивности, результаты которого могут расширить представление о характере и выраженности ремоделирования сердца. С возрастом отмечается снижение функциональных возможностей клеток-продуцентов белков внеклеточного матрикса в ответ на действие экзогенных и эндогенных факторов. Изменяется количественный и качественный состав компонентов внеклеточного матрикса сердца: увеличивается содержание коллагенов и фибронектина, однако снижается содержание протеогликанов/ гликозаминогликанов и матрицеллюлярных белков, обусловленное изменением соотношения в системе локальной регуляции (матриксные металлопротеиназы/тканевые ингибиторы матриксных металлопротеиназ), что способствует развитию интерстициального фиброза сердца. Показано, что постинфарктный репаративный фиброз протекает с разной интенсивностью в зависимости от возраста и наличия сопутствующих заболеваний. Используемые в клинической практике современные функциональные методы оценки ремоделирования сердца при инфаркте дают представление только об изменении структурно-функциональных характеристик сердца, но они малоинформативны в отношении раскрытия механизмов репаративного фиброза. В динамике репаративного фиброза можно выделить фазу деструктивных процессов во внеклеточном матриксе, фазу максимального синтеза белков внеклеточного матрикса и фазу затухания синтетических процессов. Возраст-зависимая модификация репаративного фиброза часто является причиной развития осложнений инфаркта миокарда.

Ключевые слова

внеклеточный матрикс сердца, коллагены, протеогликаны, фибронектин, репаративный фиброз, старение, инфаркт миокарда
Скачать статью (pdf, 3.2MB )

Список литературы

  1. World Health Organization: Global Atlas on Cardiovascular Disease Prevention and Control. Geneva, 2011. 
  2. Здравоохранение в России. 2015: cтат. сб. М., 2015. 174 с. 
  3. Bujak M., Kweon H.J., Chatila K., Li N., Taffet G., Frangogiannis N.G. Aging-Related Defects Are Associated with Adverse Cardiac Remodeling in a Mouse Model of Reperfused Myocardial Infarction // J. Am. Coll. Cardiol. 2008. Vol. 51, № 14. P. 1384–1392. 
  4. Singh M., Foster C.R., Dalal S., Singh K. Role of Osteopontin in Heart Failure Associated with Aging // Heart Fail. Rev. 2010. Vol. 15, № 5. P. 487–494. 
  5. Ким Л.Б., Путятина А.Н., Куимов А.Д. Распространенность факторов риска инфаркта миокарда в пожилом и старческом возрасте // Патология кровообращения и кардиохирургия. 2009. № 3. С. 79–82. 
  6. Priebe H.J. The Aged Cardiovascular Risk Patient // Br. J. Anaesth. 2000. Vol. 85, № 5. P. 763–778. 
  7. Biernacka A., Frangogiannis N.G. Aging and Cardiac Fibrosis // Aging Dis. 2011. Vol. 2, № 2. P. 158–173. 
  8. Гасанов А.Г., Бершова Т.В. Роль изменений внеклеточного матрикса при возникновении сердечно- сосудистых заболеваний // Биомед. химия. 2009. Т. 55, № 2. С. 155–168. 
  9. Fan D., Takawale A., Lee J., Kassiri Z. Cardiac Fibroblasts, Fibrosis and Extracellular Matrix Remodeling in Heart Disease // Fibrogenesis Tissue Repair. 2012. Vol. 5, № 1. P. 15. 
  10. Cleutjens J.P., Kandala J.C., Guarda E., Guntaka R.V., Weber K.T. Regulation of Collagen Degradation in the Rat Myocardium Аfter Infarction // J. Mol. Cell. Cardiol. 1995. Vol. 27, № 6. P. 1281–1292. 
  11. Jugdutt B.I. Extracellular Matrix and Cardiac Remodeling // Interstitial Fibrosis in Heart Failure / еd. by F.J. Villarreal. N.Y., 2005. Vol. 253. P. 23–55 
  12. Lockhart M., Wirrig E., Phelps A., Wessels A. Extracellular Matrix and Heart Development // Birth Defects Res. A. Clin. Mol. Teratol. 2011. Vol. 91, № 6. P. 535–550. 
  13. Rienks M., Papageorgiou A.P., Frangogiannis N.G., Heymans S. Myocardial Extracellular Matrix: An Ever- Changing and Diverse Entity // Circ. Res. 2014. Vol. 114, № 5. P. 872–888. 
  14. Schellings M.W., Pinto Y.M., Heymans S. Matricellular Proteins in the Heart: Possible Role During Stress and Remodeling // Cardiovasc. Res. 2004. Vol. 64, № 1. P. 24–31. 
  15. Matsui Y., Morimoto J., Uede T. Role of Matricellular Proteins in Cardiac Tissue Remodeling Аfter Myocardial Infarction // World J. Biol. Chem. 2010. Vol. 1, № 5. P. 69–80. 
  16. de Castro Brás L.E., Toba H., Baicu C.F., Zile M.R., Weintraub S.T., Lindsey M.L., Bradshaw A.D. Age and SPARC Change the Extracellular Matrix Composition of the Left Ventricle // Biomed. Res. Int. 2014. Vol. 2014. Article ID 810562. 
  17. Dworatzek E., Baczko I., Kararigas G. Effects of Aging on Cardiac Extracellular Matrix in Men аnd Women // Proteomics Clin. Appl. 2016. Vol. 10, № 1. P. 84–91. 
  18. Mays P.K., Bishop J.E., Laurent G.J. Age-Related Changes in the Proportion of Types I and III Collagen // Mech. Ageing Dev. 1988. Vol. 45, № 3. P. 203–212. 
  19. Oken D.E., Boucek R.J. Quantitation of Collagen in Human Myocardium // Circ. Res. 1957. Vol. 5, № 4. P. 357–361. 
  20. Mays P.K., McAnulty R.J., Campa J.S., Laurent G.J. Age-Related Changes in Collagen Synthesis and Degradation in Rat Tissues. Importance of Degradation of Newly Synthesized Collagen in Regulating Collagen Production // Biochem. J. 1991. Vol. 276, pt. 2. P. 307–313. 
  21. Annoni G., Luvarà G., Arosio B., Gagliano N., Fiordaliso F., Santambrogio D., Jeremic G., Mircoli L., Latini R., Vergani C., Masson S. Age-Dependent Expression of Fibrosis-Related Genes and Collagen Deposition in the Rat Myocardium // Mech. Ageing Dev. 1998. Vol. 101, № 1–2. P. 57–72. 
  22. Thomas D.P., Zimmerman S.D., Hansen T.R., Martin D.T., McCormick R.J. Collagen Gene Expression in Rat Left Ventricle: Interactive Effect of Age and Exercise Training // J. Appl. Physiol. 2000. Vol. 89, № 4. P. 1462–1468. 
  23. Mendes A.B., Ferro M., Rodrigues B., de Souza M.R., Araujo R.C., de Souza R.R. Quantification of Left Ventricular Myocardia Medicina (B. Aires). 2012. Vol. 72, № 3. P. 216–220. 
  24. Kwak H.B., Kim J.H., Joshi K., Yeh A., Martinez D.A., Lawler J.M. Exercise Training Reduces Fibrosis and Matrix Metalloproteinase Dysregulation in the Aging Rat Heart // FASEB J. 2011. Vol. 25, № 3. P. 1106–1117. 
  25. Orlandi A., Francesconi A., Marcellini M., Ferlosio A., Spagnoli L.G. Role of Ageing and Coronary Atherosclerosis in the Development of Cardiac Fibrosis in the Rabbit // Cardiovasc. Res. 2004. Vol. 64, № 3. P. 544–552. 
  26. Miner E.C., Miller W.L. A Look Between the Cardiomyocytes: The Extracellular Matrix in Heart Failure // Mayo Clin. Proc. 2006. Vol. 81, № 1. P. 71–76. 
  27. Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И. Соединительная ткань (гистофизиология и биохимия). Т. I / под ред. С.П. Миронова. М., 2009. 380 с. 
  28. Weis S.M., Zimmerman S.D., Shah M., Covell J.W., Omens J.H., Ross J. Jr., Dalton N., Jones Y., Reed C.C., Iozzo R.V., McCulloch A.D. A Role for Decorin in the Remodeling of Myocardial Infarction // Matrix Biol. 2005. Vol. 24, № 4. P. 313–324. 
  29. Sobel H., Hewlett M.J. Effect of Age оn Hyaluronic Acid in Hearts of Dogs // J. Gerontol. 1967. Vol. 22, № 2. P. 196–198. 
  30. Komosińska-Vassev K.B., Winsz-Szczotka K., Kuznik-Trocha K., Olczyk P., Olczyk K. Age-Related Changes of Plasma Glycosaminoglycans // Clin. Chem. Lab. Med. 2008. Vol. 46, № 2. P. 219–224. 
  31. Huynh M.B., Morin C., Carpentier G., Garcia-Filipe S., Talhas-Perret S., Barbier-Chassefière V., van Kuppevelt T.H., Martelly I., Albanese P., Papy-Garcia D. Age-Related Changes in Rat Myocardium Involve Altered Capacities of Glycosaminoglycans to Potentiate Growth Factor Functions аnd Heparan Sulfate-Altered Sulfation // J. Biol. Chem. 2012. Vol. 287, № 14. P. 11363–11373. 
  32. Hynes R.O., Yamada K.M. Fibronectins: Multifunctional Modular Glycoproteins // J. Cell. Biol. 1982. Vol. 95, № 2, pt. 1. P. 369–377. 
  33. To W.S., Midwood K.S. Plasma and Cellular Fibronectin: Distinct and Independent Functions During Tissue Repair // Fibrogenesis Tissue Repair. 2011. Vol. 4. P. 21. 
  34. Casscells W., Kimura H., Sanchez J.A., Yu Z.X., Ferrans V.J. Immunohistochemical Study of Fibronectin in Experimental Myocardial Infarction // Am. J. Pathol. 1990. Vol. 137, № 4. P. 801–810. 
  35. Kanters S.D., Banga J.D., Algra A., Frijns R.C., Beutler J.J., Fijnheer R. Plasma Levels of Cellular Fibronectin in Diabetes // Diabetes Care. 2001. Vol. 24, № 2. P. 323–327. 
  36. Eriksen H.O., Clemmensen I., Hansen M.S., Ibsen K.K. Plasma Fibronectin Concentration in Normal Subjects // Scand. J. Clin. Lab. Invest. 1982. Vol. 42, № 3. P. 291–295. 
  37. Lemańska-Perek A., Pupek M., Polańska B., Leszek J., Kątnik-Prastowska I. Alterations in Molecular Status of Plasma Fibronectin Associated with Aging of Normal Human Individuals // Clin. Biochem. 2013. Vol. 46, № 9. P. 787–794. 
  38. Путятина А.Н., Ким Л.Б. Содержание фибронектина в сыворотке крови у пациентов с инфарктом миокарда в зависимости от возраста // Клин. лаб. диагностика. 2014. № 6. C. 7–10. 
  39. Mamuya W., Chobanian A., Brecher P. Age-Related Changes in Fibronectin Expression in Spontaneously Hypertensive, Wistar-Kyoto, and Wistar Rat Hearts // Circ. Res. 1992. Vol. 71, № 6. P. 1341–1350. 
  40. Burgess M.L., McCrea J.C., Hedrick H.L. Age-Associated Changes in Cardiac Matrix and Integrins // Mech. Ageing Dev. 2001. Vol. 122, № 15. P. 1739–1756. 
  41. Ким Л.Б., Путятина А.Н., Никонова И.К. Содержание гликозаминогликанов и гидроксипролина в сыворотке крови у практически здоровых людей в зависимости от возраста, пола и группы крови // Клин. лаб. диагностика. 2011. № 6. С. 23–25. 
  42. Путятина А.Н., Ким Л.Б. Биохимические маркеры постинфарктного заместительного фиброза у мужчин различного возраста // Патология кровообращения и кардиохирургия. 2011. № 4. С. 57–60. 
  43. Соловьева Н.И. Матриксные металлопротеиназы и их биологические функции // Биоорган. химия. 1998. Т. 24, № 4. С. 245–255. 
  44. Visse R., Nagase H. Matrix Metalloproteinases and Tissue Inhibitors of Metalloproteinases: Structure, Function, and Biochemistry // Circ. Res. 2003. Vol. 92, № 8. P. 827–839. 
  45. Kähäri V.M., Saarialho-Kere U. Matrix Metalloproteinases and Their Inhibitors in Tumour Growth аnd Invasion // Ann. Med. 1999. Vol. 31, № 1. P. 34–45. 
  46. Polyakova V., Hein S., Kostin S., Ziegelhoeffer T., Schaper J. Matrix Metalloproteinases and Their Tissue Inhibitors in Pressure-Overloaded Human Myocardium During Heart Failure Progression // J. Am. Coll. Cardiol. 2004. Vol. 44, № 8. P. 1609–1618. 
  47. Bonnema D.D., Webb C.S., Pennington W.R., Stroud R.E., Leonardi A.E., Clark L.L., McClure C.D., Finklea L., Spinale F.G., Zile M.R. Effects of Age on Plasma Matrix Metalloproteinases (MMPs) and Tissue Inhibitor of Metalloproteinases (TIMPs) // J. Card. Fail. 2007. Vol. 13, № 7. P. 530–540. 
  48. Lindsey M.L., Goshorn D.K., Squires C.E., Escobar G.P., Hendrick J.W., Mingoia J.T., Sweterlitsch S.E., Spinale F.G. Age-Dependent Changes in Myocardial Matrix Metalloproteinase/Tissue Inhibitor of Metalloproteinase Profiles and Fibroblast Function // Cardiovasc. Res. 2005. Vol. 66, № 2. P. 410–419. 
  49. Tayebjee M.H., Lip G.Y., Blann A.D., Macfadyen R.J. Effects of Age, Gender, Ethnicity, Diurnal Variation and Exercise on Circulating Levels of Matrix Metalloproteinases (MMP)-2 and -9, and Their Inhibitors, Tissue Inhibitors of Matrix Metalloproteinases (TIMP)-1 and -2 // Thromb. Res. 2005. Vol. 115, № 3. P. 205–210. 
  50. Ким Л.Б., Шкурупий В.А., Путятина А.Н. Сопряженные с возрастом изменения в системе металлопротеиназы/тканевые ингибиторы металлопротеиназ и компонентов протеинов в органах мышей // Бюл. эксперим. биологии и медицины. 2016. Т. 161, № 1. С. 40–45. 
  51. Uusimaa P., Risteli J., Niemelä M., Lumme J., Ikäheimo M., Jounela A., Peuhkurinen K. Collagen Scar Formation Аfter Acute Myocardial Infarction: Relationships to Infarct Size, Left Ventricular Function, and Coronary Artery Patency // Circulation. 1997. Vol. 96, № 8. P. 2565–2572. 
  52. Barthélémy O., Beygui F., Vicaut E., Rouanet S., Van Belle E., Baulac C., Degrandsart A., Dallongeville J., Montalescot G., OPERA Investigators. Relation of High Concentrations of Plasma Carboxy-Terminal Telopeptide of Collagen Type I with Outcome in Acute Myocardial Infarction // Am. J. Cardiol. 2009. Vol. 104, № 7. P. 904–909. 
  53. Ким Л.Б., Березовская Г.А., Лайвин А.Н., Цыба Л.П., Котова И.И., Калмыкова Е.Ю., Куликов В.Ю. Динамика содержания фибронектина у больных в процессе раннего постинфарктного ремоделирования миокарда левого желудочка // Бюл. Сиб. отд-ния РАМН. 2002. Т. 22, № 4. С. 63–66. 
  54. Ким Л.Б., Лайвин А.Н., Березовская Г.А., Цыба Л.П., Котова И.И., Куликов В.Ю. Динамика содержания гликозаминогликанов и активность церулоплазмина у больных в процессе раннего постинфарктного ремоделирования левого желудочка // Бюл. Сиб. отд-ния РАМН. 2003. Т. 23, № 3. С. 24–28. 
  55. Ким Л.Б., Куликов В.Ю., Лайвин А.Н., Цыба Л.П., Минина Н.Г., Калмыкова Е.Ю., Труфанова Н.В., Котова И.И., Коржавина О.А. Диагностика репаративного фиброза при остром инфаркте миокарда: метод. рекомендации. Новосибирск, 2005. 23 с. 
  56. Ким Л.Б. Биохимические аспекты постинфарктного ремоделирования левого желудочка при артериальной гипертензии и недифференцированной дисплазии соединительной ткани // Казан. мед. журн. 2007. Т. 88, № 5 (прил.). С. 48–50. 
  57. Ким Л.Б., Куликов В.Ю., Минина Н.Г., Верба О.Ю. Постинфарктное ремоделирование левого желудочка и фазы репаративного фиброза // Вестн. Новосиб. гос. ун-та. Сер.: Биология, клин. медицина. 2005. Т. 3, №. 3. С. 53–63. 
  58. Ertl G., Frantz S. Healing Аfter Myocardial Infarction // Cardiovasc. Res. 2005. Vol. 66, № 1. P. 22–32. 
  59. Kelly D., Cockerill G., Ng L.L., Thompson M., Khan S., Samani N.J., Squire I.B. Plasma Matrix Metalloproteinase-9 and Left Ventricular Remodelling after Acute Myocardial Infarction in Man: A Prospective Cohort Study // Eur. Heart J. 2007. Vol. 28, № 6. P. 711–718. 
  60. Peterson J.T., Li H., Dillon L., Bryant J.W. Evolution of Matrix Metalloprotease and Tissue Inhibitor Expression During Heart Failure Progression in the Infarcted Rat // Cardiovasc. Res. 2000. Vol. 46, № 2. P. 307–315. 
  61. Gajarsa J.J., Kloner R.A. Left Ventricular Remodeling in the Post-Infarction Heart: A Review of Cellular, Molecular Mechanisms, and Therapeutic Modalities // Heart Fail. Rev. 2011. Vol. 16, № 1. P. 13–21. 
  62. Pfeffer M.A., Braunwald E. Ventricular Remodeling After myocardial Infarction. experimental Observations and Clinical Implications // circulation. 1990. Vol. 81, № 4. Р. 1161–1172. 
  63. Zamilpa R., Lindsey M.L. Extracellular Matrix Turnover and Signaling During Cardiac Remodeling Following MI: Causes and Consequences // J. Mol. Cell. Cardiol. 2010. Vol. 48, № 3. P. 558–563.