Гипертрофическая кардиомиопатия (ГКМП) — заболевание, обусловленное мутациями в генах, которые кодируют сократительные белки кардиомиоцитов. Морфологическими проявлениями ГКМП являются дезориентация и гипертрофия кардиомиоцитов, а также интерстициальный фиброз [1]. Доказано, что в процессах тканевого ремоделирования и фиброобразования важную роль играют матриксные металлопротеиназы (ММРs) и их ингибиторы [2—5]. В ряде исследований получены данные о влиянии полиморфизмов генов ММРs на развитие гипертрофии миокарда и ремоделирования левого желудочка (ЛЖ) [6—8]. Среди возможных маркеров прогнозирования течения сердечно-сосудистых заболеваний обсуждается роль ММРs и тканевых ингибиторов металлопротеиназ (ТIMPs) [9—12].
Целью исследования являлось изучение роли генных полиморфизмов, участвующих в формировании системы ММРs (ММР-3), и маркеров фиброобразования (ММР-3, TIMP-1, TIMP-2, коллаген IV) в формировании клинических вариантов течения ГКМП.
Материал и методы
В исследовании приняли участие 112 человек: 58 больных ГКМП (24 мужчины и 34 женщины) и 54 здоровых добровольца (мужчин — 22, женщин — 32), которые составили контрольную группу. Средний возраст наблюдавшихся достигал 48,4±13,6 года и не различался между группами.
Согласно рекомендациям на основании комплекса диагностических методов устанавливали диагноз ГКМП. В отсутствие фенотипических проявлений проводили молекулярно-генетическое исследование.
По вариантам клинического течения больные ГКМП были разделены на подгруппы: 1-я — стабильное течение, n=21 (36,2%); 2-я — вариант с фибрилляцией предсердий (ФП), n=10 (17,2%); 3-я — прогрессирующее течение ГКМП, n=27 (46,6%). В исследование не вошли пациенты с вариантами «конечная стадия» и «внезапная сердечная смерть». Большинство больных ГКМП имели варианты асимметричной гипертрофии миокарда (n=49).
Всем пациентам выполняли исследование по методике двухмерной эхокардиографии с использованием импульсно-волнового и непрерывноволнового допплеровского режимов на эхокардиографе Vivid7 Dimension/Vivid 7 PRO версия 6.0.х (Германия). Оценивали размеры камер сердца, основные показатели гипертрофии миокарда, в том числе толщину межжелудочковой перегородки (ТМЖП) и толщину задней стенки (ТЗС) ЛЖ, коэффициент асимметрии, а также показатели диастолической дисфункции, нарушения глобальной и локальной сократимости миокарда. Согласно стандартным математическим формулам производили вычисление параметров гипертрофии миокарда: индекса массы миокарда ЛЖ (ИММЛЖ), массы миокарда ЛЖ (ММЛЖ) и параметров, характеризующих диастолическую дисфункцию: отношения между наполнением ЛЖ в диастолу (пик Е) и систолу предсердий (пик А) (Е/А), предсердно-желудочкового отношения, индекса объем/масса (ИОМ).
Анализ полиморфизмов генов-модификаторов. У всех участников исследования (n=112) определяли полиморфизм MMP-3 –1171 rs3025058.
Образцы ДНК выделяли из периферической крови. Затем выполняли полимеразную цепную реакцию синтеза ДНК и рестрикционный анализ амплифицированных фрагментов ДНК. Амплификацию проводили с помощью полимеразной цепной реакции на термоциклере «Терцик» производства компании «ДНК-технология». Разделение амплифицированных фрагментов ДНК выполняли при помощи электрофореза.
Определение биологических маркеров. У 40 больных из группы ГКМП и 39 из контрольной группы на основе количественного твердофазного иммуноферментного анализа проводили определение биологических маркеров: ММР-3 с использованием набора «BMS2014 Bender Medsystems Матриксная металлопротеиназа-3, 96»; TIMP-1 с использованием набора «BMS2018 Bender Medsystems Тканевый ингибитор металлопротеиназы-1, 96»; TIMP-2 с использованием набора «DTM200 BCM Diagnostics Тканевый ингибитор металлопротеиназы-2, 96»; а также коллагена IV с использованием набора «BIO82 BCM Diagnostics Коллаген IV типа в сыворотке, 96».
Статистическую обработку полученных данных выполняли с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel 2010, Statistica (V. 6.0). Вид распределения для количественных признаков осуществляли с помощью критерия Шапиро—Уилка. Сравнения количественных признаков, распределенных ненормально, осуществляли с использованием U-критерия Манна—Уитни либо критерия Крускала—Уоллиса. Для оценки признаков, измеряемых в номинальной (категорийной) шкале, применяли критерий хи-квадрат (χ2). Для 3 категорий и более использовали однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA). Различия считали статистически значимыми при р<0,05. Если р был в пределах от 0,1 до 0,05, результат рассматривали как тенденцию.
Результаты
Маркеры фиброобразования. Установлено, что уровни TIMP-1 в группе больных ГКМП были значимо снижены по сравнению с таковыми в контрольной группе (для средних значений [p(F)<0,001], для сумм рангов [p(H)<0,001] и медиан [p(χ²0,0001]) (табл. 1).
Выявлено повышение концентрации маркера ММР-3 в группе больных с вариантом ФП по сравнению с группами стабильного течения (р1—2=0,024) и прогрессирующего течения (р2—3=0,028) (табл. 2).
Различий по концентрациям ТIMP-2 и коллагена IV между группой больных ГКМП и контрольной группой, а также между подгруппами по вариантам течения не обнаружено (см. табл. 1).
Анализ корреляционной связи между клинико-морфологическими показателями у больных ГКМП и уровнем маркеров фиброобразования выявил обратную корреляцию средней степени между маркером ММР-3 и ТЗСЛЖ (r=–0,313; p=0,049) и прямую корреляцию этого показателя с коэффициентом асимметрии (r=0,337; p=0,047). При оценке корреляционных связей других изучаемых маркеров (TIMP-1, TIMP-2 и коллагена IV) с клиническими проявлениями заболевания значимые зависимости не обнаружены.
Полиморфизм MMP-3 –1171. Полученные данные указывали на наиболее высокую частоту аллельного варианта 6A/5A как в группе ГКМП (43,86%), так и в контрольной группе (50,91%; см. табл. 2). По результатам проведенных ранее нами исследований генотип 6А/5А определен как неблагоприятный аллельный вариант [13].
При анализе показателей гипертрофии миокарда и параметров диастолической дисфункции (табл. 3) выявлено, что неблагоприятный аллельный вариант изучаемого полиморфизма гена ММР-3 ассоциирован с гипертрофией межжелудочковой перегородки (р=0,074).
Установлено, что изучаемый полиморфизм гена MMP-3 –1171 оказывал влияние только на уровень маркера TIMP-1 (р=0,008). Для носителей генотипа 6А/5А изучаемого полиморфизма было характерно снижение концентрации TIMP-1 по мере нарастания тяжести заболевания. Повышение средних уровней TIMP-1 в группе больных с вариантом ФП было характерно для носителей генотипа 5А/5А. В то же время достоверных различий концентраций TIMP-1 между носителями разных генотипов этого полиморфизма не выявлено.
Обсуждение
Наше исследование показало, что средний уровень тканевого ингибитора металлопротеиназы-1 (ТIMP-1) в группе больных ГКМП был ниже, чем в контрольной группе. Наиболее низкие значения этого показателя отмечены при клиническом варианте ФП. При этом в данной группе больных была значительно повышена концентрация ММР-3.
Нарушение соотношения ММР-3 и TIMP-1, наблюдаемое нами у больных с клиническим вариантом ФП, приводит к дисбалансу процессов синтеза и распада коллагена и усилению деградации внеклеточного матрикса, следовательно, к дилатации полостей сердца и индукции фиброобразования. Выраженная дилатация полости левого предсердия и интерстициальный фиброз лежат в основе развития ФП. При варианте «прогрессирующее течение», напротив, наблюдалось повышение концентрации TIMP-1 при снижении концентрации ММР-3, что может свидетельствовать об активации процессов образования коллагена у этих больных. Усиленный фиброз приводит к развитию выраженной диастолической дисфункции, обусловливающей хроническую сердечную недостаточность у больных с вариантом «прогрессирующее течение». Аналогичные данные получены P.M. Timms и соавт. [14] и M.M. Lindsay и соавт. [15] относительно связи увеличения концентрации TIMP-1 с усилением образования коллагена у больных с артериальной гипертензией. Сходные результаты продемонстрированы в работе А.Г. Гасанова [16]. У детей с ГКМП выявлено снижение уровня ММР-1, сопровождаемое повышением концентраций ТIMP-1, в то время как у больных дилатационной кардиомиопатией отмечены повышение уровня ММР-1 и снижение содержания TIMP-1.
Обнаруженная ассоциация полиморфизма MMP-3 –1171 с маркером TIMP-1 указывает на генетически опосредованное усиление протеолитических процессов у больных ГКМП.
По нашему мнению, полученные данные делают обоснованным определение маркеров ММР-3 и TIMP-1 в крови для оценки степени фиброобразования, которое в значительной степени определяет клинический вариант течения ГКМП.
При анализе изучаемого полиморфизма гена ММР-3 выявлена ассоциация генотипа 6А/5А с гипертрофией межжелудочковой перегородки, что подтверждает влияние системы ММРs на формирование гипертрофического ремоделирования миокарда при ГКМП.
Установлено, что при значениях коэффициента асимметрии более 1,3 уровни маркера ММР-3 были значимо выше. Для более полного понимания механизмов участия системы ММРs в прогрессировании заболевания необходимо проведение дальнейших исследований с увеличением выборки, включением в исследование других групп ММРs (таких как ММР-2 и ММР-9) и исследованием маркеров не только в плазме крови, но и в тканях.
Заключение
На основании анализа данных проведенного исследования по изучению роли системы матриксных металлопротеиназ в формировании клинических вариантов течения гипертрофической кардиомиопатии мы считаем, что определение уровней маркеров матриксной металлопротеиназы-3 и тканевого ингибитора металлопротеиназы-1 может быть использовано для ранней диагностики и прогнозирования характера течения этого заболевания.
