Матриксные металлопротеиназы и особенности апоптоза при кардиомиопатиях и врожденных пороках сердца у детей

У больных с ВПС при НК I-IIA стадии содержание sFas-R и sFas-L не отличалось от контроля. У пациентов с ВПС при НК IIБ-III стадии выявлена высокая концентрация sFas-R и sFas-L, которая была в 1,2 и 2 раза выше, чем в референтной группе. Не исключено, что у больных с НК IIБ-III стадией при ВПС связывание sFas-R с sFas-L на поверхности мембраны клеток приводит к активации каспазы-3, которая способствует инициации Fas-индуцированной ПКГ только на последних стадиях НК.

У всех обследованных больных с врожденными пороками сердца содержание цитохрома-С в сыворотке крови было значимо выше и особенно высокие его количества регистрируется у больных с НК IIБ-III стадией. Выявлено, что у детей с ВПС с нарастанием тяжести НК повышалось и содержание аннексина-V в сыворотке крови, достигая максимального уровня (12,14±1,21 нг/мл) у больных с НК IIБ-III стадией. Повышение сывороточной концентраций цитохрома-С и аннексина-V у пациентов как с НК I-IIА стадией, так и с НК IIБ-III стадией при ВПС указывает на присутствие митохондриального звена в программированной клеточной смерти во всех стадиях формирования ХСН.

Корреляционный анализ выявил наличие у больных с НК IIБ-III стадией при ВПС достоверной отрицательной связи концентрации цитохрома-С с ФВ (r=- 0,46, р<0,05) и с диастолическим объемом левого желудочка (r= 0,38, р<0,01). Это подтверждает роль гипоксии в нарушении сократительной функции сердца.

Обнаружена прямая корреляционная зависимость между концентрацией sFas-L и размерами полостей левого желудочка (КСР: r=0,51, р<0,05 и КДР: r=0,47, р<0,05). Положительная связь изменения размеров сердца с увеличением сывороточного уровня sFas-L и цитохрома-С указывает на важную роль активации процессов Fas-зависимого и митохондриального пути апоптоза у детей с тяжелым течением ХСН при ВПС.

Таким образом, у пациентов с ДКМП и ВПС при НК I - IIA стадии, а также при ГКМП и РКМП концентрация s-Fas-R была в пределах или ниже референтных значений. Дефицит в начальной фазе индукции апоптоза по Fas-зависимому пути, связанный со снижением концентрации sFas-R у этих больных, возможно, свидетельствует об устойчивости клеток миокарда к Fas-зависимой программированной гибели клеток. Снижение экспрессии sFas-R может являться специфическим адаптивным механизмом, исключающим Fas-зависимый путь апоптоза у этих больных.

Прогрессирующее увеличение концентрации sFas-R и sFas-L у детей с НК IIБ-III стадией при ДКМП и ВПС указывает на выраженность погибающих по программе Fas-зависимого апоптоза кардиомиоцитов у таких больных и свидетельствует о том, что на поздних стадиях НК исчерпывается адаптивный механизм ограниченного влияния индукторов на рецепторы.

В настоящее время в качестве триггерных факторов, инициирующих структурную и функциональную перестройку сердечной мышцы, рассматриваются изменения в антиоксидантной системе и наличие дисфункции эндотелия. При анализе общей совокупности больных с кардиомиопатиями и врожденными пороками сердца, независимо от нозологической формы и возраста, нами были выявлены повышение содержания оксида азота и снижение уровня супероксиддисмутазы, характеризующей нарушение антиоксидантной защиты организма.

У больных с дилатационной кардиомиопатией установлено, что повышение продукции NO зависело от стадии НК. Полученные данные свидетельствуют о непрерывном характере некомпенсированного оксидативного стресса у обследованных больных с ДКМП (табл. 8).

Анализ содержания СОД в сыворотке крови выявил его снижение у всех пациентов с ДКМП, соответственно нарастанию тяжести гемодинамических нарушений. Полученные данные указывают на снижении буферной емкости антиоксидантной защиты у всех больных с ДКМП.

Таблица 8 Динамика содержания оксида азота и супероксиддисмутазы в крови детей с дилатационной кардиомиопатией

Выявленные прямые корреляции уровня NO с параметрами сердца (легочной гипертензией - r=0,39; р<0,05 и удлинением времени изоволюмического расслабления левого желудочка -r=0,33; р<0,05) указывают на участие NO в нарушении диастолической функции миокарда, приводящего к развитию легочной гипертензии.

Прямая сильная корреляция концентраций NO с ММП-2 при всех стадиях НК позволяет думать о том, что NO является одним из важным факторов активации ММП-2, который осуществляет деградацию компонентов ВМ сердца. Кроме того, выявленные прямые связи содержания NO с сывороточным уровнем цитохрома С (r=0,57; р<0,001), во всех стадиях НК, а также с концентрацией sFas-L у детей с НК IIБ-III стадией указывают на то, что повышение концентрации NO в сыворотке крови является одним из факторов усиления экспрессии проапоптических агентов у больных с ДКМП.

Нами выявлены средние отрицательные корреляционные связи содержания СОД с уровнями цитохрома-С (r=0,57; р<0,001) и аннексина-V (r=0,71; р<0,001), что подтверждает роль гипоксического состояния миокарда в инициации митохондриального пути развития клеточной гибели.

При обструктивной форме ГКМП было выявлено достоверное повышение концентрации NO в 1,4 раза относительно группы здоровых детей, а необструктивная форма ГКМП характеризовалась только тенденцией к умеренному повышению уровня NO (табл.9).При анализе изменений содержания СОД в зависимости от наличия обструкции при ГКМП было обнаружено значимое снижение этого показателя только у больных с обструктивной формой заболевания (87,35±7,26 нг/мл). Концентрация СОД у больных с необструктивной формой заболевания существенно не отличилось от таковых в референтной группе.

Таблица 9 Изменения содержания NO и СОД у детей с различными формами гипертрофической кардиомиопатии

Анализ влияния оксида азота на структурное и функциональное состояние сердца у больных с обструктивной формой ГКМП выявил наличие прямой зависимости между NO и толщиной межжелудочковой перегородки (r=0,63; р<0,01), толщиной задней стенки левого желудочка (r=0,51; р<0,05) и фракцией выброса (r=0,54; р<0,001).

Кроме того, выявленные корреляции между концентрацией NO в сыворотке крови и уровнем ММП-1 (r= - 0,48; р<0,01) и ТИММП-1 (r=0,56; р<0,01) подтверждает факт участия оксида азота в повышении содержания ТИММП-1 у больных ГКМП, что может быть причиной усиления миокардиального фиброзирования.

Анализ влияния NO на развитие апоптоза у больных с обструктивной формой ГКМП выявил прямую зависимость между его сывороточным уровнем и содержанием цитохромом-С (r=0,55; р<0,01), что свидетельствует об участие оксид азота в активации митохондриального пути апоптоза.

Выявленная прямая связь между содержанием СОД и диастолической дисфункцией сердца (V₁ - r=0,48; р<0,01) указывает на то, что снижение содержания СОД, способствуя усилению окислительного стресса, сопровождается уменьшением расслабления миокарда в период раннего наполнения левого желудочка.

При обструктивной форме ГКМП установленные отрицательные корреляционные связи между концентрацией СОД и уровнем ММП-2 (r=-0,45; р<0,01), ТИММП-1 (r=-0,53; р<0,01) подтверждают роль активных форм кислорода в процессах активации ММП.

При проведении корреляционного анализа в группе больных с обструктивной формой ГКМП выявлена отрицательная связь содержания СОД с концентрацией цитохрома-С (r=-0,59; р<0,001). Возможно, что снижение концентрации СОД является фактором рилизинга цитохрома-С в цитоплазму.

Анализ полученных данных выявил значимое повышение продукции оксида азота в сыворотке крови у всех больных с рестриктивной кардиомиопатией. При этом обнаружено достоверное снижение содержания СОД в крови (табл.10).

Таблица 10 Динамика содержания оксида азота и СОД в крови детей с рестриктивной кардиомиопатией

У пациентов с РКМП установлена корреляция содержания оксида азота с параметрами сердца (ПП r=0,54, р<0,01; ЛП r=0,48, р<0,05 соответственно), с давлением в легочной артерии (r=0,77, р<0,05) и нарушением диастолической функции ЛЖ в виде повышения соотношения V1/V2 (r= 0,57; р<0,05). Кроме того отрицательная зависимость была выявлена между концентрацией СОД и степенью легочной гипертензии (r= -0,51; р<0,01). Главной причиной данного феномена является нарушение функции эндотелия легочных сосудов.

Выявленные положительные корреляции между концентрацией NO в сыворотке крови и ММП-2 (r= 0,46; р<0,01), а также отрицательные корреляции с уровнем ТИММП-1 (r= -0,53; р<0,01), свидетельствуют о немаловажной роли NO в нарушении баланса системы ММП, следствием чего является миокардиальный фиброз. Обнаруженная прямая связь между сывороточным уровнем NO и цитохрома-С (r= 0,56; р<0,01), а также NO и аннексина -V (r= 0,43; р<0,01) указывают на проапоптическую роль этого биологического агента, что сопровождается рилизингом митохрндриальных апоптозиндуцирующих факторов и усилением процессов програмированной клеточной смерти у детей с РКМП.

У пациентов с врожденными пороками сердца изменения ЭхоКГ показателей сопровождались нарушениями концентраций оксида азота и СОД в крови.

Выявлено повышение уровня NO у детей с ВПС при НК I-IIА и НК IIБ-III стадии относительно его значений в референтной группе. Средние значения СОД были значимо снижены по сравнению с его показателями в референтной группе у всех пациентов с ВПС. Изменения концентраций NO и СОД в сыворотке крови больных с ВПС зависели от стадии НК. Полученные данные свидетельствуют о перманентном характере некомпенсированного оксидативного стресса у больных с ВПС при всех стадиях НК (табл.11).

Таблица 11 Динамика содержания оксида азота и СОД в крови детей с врожденными пороками сердца

Эти данные характеризуют участие NO в дилатации камер сердца, приводящее к нарушению систолической функции левого желудочка. Возможно, что у детей с ВПС NO осуществляет свое действие путем активации матриксных металлопритеиназ, что является причиной каллогенолитических процессов и ведет к дилатации сердца. Высокие концентрации NO в митохондриях необратимо повреждают ряд компонентов дыхательной цепи и ингибируют продукцию АТФ. Дефицит АТФ в кардиомиоцитах является одной из причин нарушения систолической и диастолической функции сердца.

У пациентов с ВПС нарушение кровообращения также сопровождалось увеличением уровня NO, в сыворотке крови, как и при других нозологических формах заболевания сердца. Положительная корреляция между концентрацией NO в сыворотке крови и сывороточным уровнем ММП-2 (r= 0,61; р<0,001), а также отрицательная корреляция с уровнем ТИММП-1 (r= -0,51; р<0,01), свидетельствуют об участие NO в активации системы матриксных металлопротеиназ, осуществляющих деградации структуры ВМ сердца и способствующих развитию фиброзной ткани. Обнаруженная прямая связь между сывороточным уровнем NO и цитохрома-С (r= 0,43; р<0,01) указывает на его роль в индукции процессов апоптоза у детей с ВПС.

Снижение концентрации СОД, обнаруженное нами у детей с ВПС, подтверждает роль антиоксидантной системы в формировании и развитии НК. Так, выявлена отрицательная зависимость между концентрацией СОД и КДО (r= -0,41; р<0,05), а также положительная корреляция с ФВ (r= 0,38; р<0,05), что свидетельствуют об участие оксидативного стресса в нарушении систолической функции сердца.

При врожденных пороках сердца установленные отрицательные корреляционные связи между концентрацией СОД и уровнем ММП-1 (r=-0,45; р<0,01), ММП-2 (r=-0,53; р<0,01), свидетельствуют об участие активных форм кислорода в усилении продукции ММП, что активизирует каллогенолитические процессы во ВМ.

При проведении корреляционного анализа у больных с ВПС выявлена отрицательная связь между СОД и цитохром-С (r=-0,59; р<0,001), СОД и sFas-L (r=-0,52; р<0,01). Можно предположить, что снижение концентрации СОД является одной из причин повышения активных форм кислорода и фактором, способствующим индукции Fas-зависимого и митохондриального пути апоптоза.

Проведенные исследования дают основания считать, что нарушение равновесия ММП/ТИММП-1, сигнальных молекул апоптоза и их регуляторов является одним из важнейших факторов в развитии недостаточности кровообращения при КМП и ВПС у детей.

Особый интерес представляют полученные нами данные изменения соотношения ММП/ТИММП-1, сигнальных молекул апоптоза и их регуляторов в сыворотке крови детей с КМП и ВПС на фоне комплексной терапии. Всем больным с ДКМП поступившим на лечение в кардиологическое отделение, после верификации диагноза проводился подбор дозы ИАПФ и БАБ. Включение этих препаратов в комплексную терапию ДКМП у детей приводило к уменьшению выраженности НК, улучшению самочувствия, и увеличению выживаемости больных. Такая благоприятная клиническая динамика являлась отражением значительных положительных сдвигов морфометрических и функциональных параметров сердца.

Анализ воздействия комплексной терапии на концентрации изучаемых ММП, факторов апоптоза и их регуляторов в сыворотке крови при дилатационной кардиомиопатии подчеркнул некоторые особенности течения заболевания у больных в зависимости от срока манифестации заболевания. В связи с этим нами было условно проведено деление больных с ДКМП на 2 группы в зависимости от дебюта заболевания. Первая группа детей с ДКМП с ранним дебютом (до 2-х лет), вторая группа детей с поздним дебютом (старше 2-х лет) заболевания

В группе больных с дебютом заболевания до 2-х лет (у 36 больных НК IIAстадией и у 6- НК IIБ-IIIстадией) на фоне комплексной терапии нами отмечено улучшение клинического состояния больных. Положительная динамика при катамнестическом наблюдении в течение до 1-2 лет была отмечена у 76% (26 больных) после непрерывного лечение.

С улучшением клинического состояния у этих пациентов, значимыми были и различия, выявленные в содержании ММП по сравнению с их исходными данными. Отмечалось снижение повышенной концентрации всех изучаемых ММП и повышение уровня ТИММП-1. В этой группе больных найдено существенное снижение концентрации цитохрома-С, аннексина-V и NO, а также повышение уровня СОД. Не было отмечено существенного влияние проводимой терапии на содержания sFas-R и sFas-L, которые были в переделах референтной значений.

Таким образом, комплексная терапия ХСН при ДКМП с дебютом до 2-х лет жизни, способствует уменьшению тяжести нарушения кровообращения. При этом кардиопротекторное действие терапии может быть обусловлено, в том числе и её влиянием на состояние клеточной гибели и восстановлением баланса ММП/ТИММП-1, обусловленных активацией антиоксидантной защиты организма. Помимо этого, ранние назначения ИПАФ подавляет коллагенолитические активность ММП во внеклеточном матриксе и путем снижения пролиферации фибробластов оказывает антифибротический эффект [Papadopoulos D.P, 2004].

У детей второй группы (26 детей) с поздним дебютом ДКМП при НК I-IIA стадией анализ результатов проводимой комплексной терапии показал снижение концентраций ММП и повышение уровня ТИММП-1, как и у больных с ранним дебютом.

В группе с поздним дебютом ДКМП при НК IIA-III стадией у 3-х детей (14%) была отмечена положительная динамика клинической картины и ЭхоКГ показателей на фоне проводимой терапии. У 5 детей (23%) клиническое состояние оставалось стабильным. Среди 6-и больных, у которых заболевание медленно прогрессировало и отсутствовал достаточный эффект от проводимой комплексной терапии трое детей были направлены для хирургического лечения (трансплантация сердца) в НЦ ССХ им. А.Н. Бакулева, где одному больному трансплантировано сердца, который умер на 11-й день после операции. Еще двое детей погибли до операции. В целом в группе пациентов с поздним дебютом ДКМП в период наблюдения отмечено 5 (7,4%) летальных случаев.

Рефрактерность к проводимой терапии у больных с ДКМП при поздней манифестации заболевания (после 2-х лет) сочеталось с несущественными изменениями в содержании ММП. Устойчивая повышенная концентрация ММП-2, ММП-9 и ТИММП-1 на фоне проводимой комплексной терапии, возможно, связана с активацией ММП на уровне генов. Не исключено, что ингибиторы АПФ, применяемые нами в практике детской кардиологии, непосредственно влияют только на активность ММП [Yamamoto D., 2008], не подавляя их синтеза и, возможно, этим можно объяснить неэффективность проводимой терапии у больных на поздних стадиях НК. Кроме того отсутствие эффекта при проведении комплексной терапии у части больных с дебютом старше 2-х лет при ДКМП с НК IIA-III стадией возможно, связано с крайне выраженными нарушениями структуры (развитием фиброза во внеклеточном матриксе) и функции сердца до начала лечения и с неспособностью ИАПФ влиять на фиброзную ткань, а также необратимостью образовавшегося фиброза [Reinhardt D. 2002].

На основании полученных нами результатов не представляется возможным выяснить все патогенетические механизмы воздействия ИАПФ на структурные изменения ВМ при кардиомиопатиях и врожденных пороках сердца у детей. Результаты работ, посвященных изучению ИАПФ на регуляцию обмена коллагена неоднозначны. По сведениям одних авторов, применение ингибиторов АПФ уменьшает гипертрофию [], по данным других, - ингибиторы АПФ не влияют на степень гипертрофии [29]. В этом аспекте выяснение влияния ИАПФ и Я-адреноблокаторов на регуляцию синтеза и распада коллагенов, а также на фиброзирование во ВМ сердца требует дальнейшее изучения. Учитывая, полученные нами результаты и суммируя данные литературы, можно предположить, что улучшение сократительной способности миокарда под воздействием ингибиторов АПФ связано со снижением активности ММП-2 и ММП-9, а также стабилизацией нарушенного равновесия между ММП-1 и ТИММП-1, которое наблюдалось у большинства больных с ранним дебютом и у части с поздним дебютом ДКМП.

Вопрос об эффективности влияния Я-адреноблокаторов на уровень матриксных металлопротеиназ и агентов ПКГ окончательно не выяснен. Их действие на концентрацию уровень изучаемых агентов было демонстрировано у пациентов с кардиомиопатиями и ВПС. На фоне лечение Я-адреноблокаторами у этих больных была отмечена тенденция к нормализации ММП, сигнальных молекул апоптоза и их регуляторов []. Это, по-видимому, связано с устранением данными препаратами избытка симпатического влияния. Полученные нами данные позволили выявить выраженные положительные влияние проводимой терапии на клиническую картину, течение и прогноз заболеваний у детей.

Таким образом, результаты показали, что включение ингибиторов АПФ и Я-адреноблокаторов, в комплекс лечения кардиомиопатий и врожденных пороков сердца весьма целесообразно. Это обусловлено не только улучшением клинического состояния и показателей центральной гемодинамики, но и положительным влиянием на исход и прогноз ДКМП у детей.

На поздних стадиях НК отсутствие стабилизации активности ММП и агентов апоптоза свидетельствует о продолжительности и распространенности процессов деструкции коллагенов ВМ и развития фиброза, что указывает на необратимость прогрессирования ХСН. Следовательно, высокий уровень ММП-2, ММП-9 и ТИММП-1 у больных с ДКМП является предиктором неблагоприятного прогностического исхода заболевания.

Лечение гипертрофической кардиомиопатий сопровождалось благоприятной клинической динамикой. Анализ изученных ферментов выявил повышение уровня ММП-1 и снижение содержания ТИММП-1 по сравнению с их первоначальными значениями, что свидетельствует об ослаблении избыточного накопления коллагенов во ВМ миокарда. Концентрации ММП-2 и ММП-9 существенно не отличались от исходных показателей.

Эффективность медикаментозного лечения ГКМП возможно реализуется благодаря положительным действиям препаратов на коронарную перфузию, которая может быть значительно снижена вследствие избыточного развития фиброза во ВМ сердца. Видимо, одним из воздействий в-адреноблокаторов, приводящих к улучшению коронарной гемодинамики у больных с ГКМП, является улучшение диастолической функции левого желудочка, обусловленное улучшением расслабления миокарда. Однако даже длительное применение в-адреноблокаторов в адекватных дозах не приводит к регрессии гипертрофии межжелудочковой перегородки и задней стенки левого желудочка.Использование в-адреноблокаторов и антагонистов кальция у эьтих больных способствовало снижению интенсивности развития процессов фиброзирования во ВМ, что могло быть причиной сдерживания клинических проявлений заболевания.

Лечение детей с рестриктивной кардиомиопатией было исключительно симптоматическое, направленное на уменьшение диастолической дисфункции и на предотвращение или уменьшение тромбоэмболических осложнений.

На фоне проводимой терапии у 6 детей (43 %) отмечалось улучшение самочувствия и уменьшение проявлений НК. Состояние 4 (28,5%) детей оставалось стабильным или заболевание медленно прогрессировало. Двое (14,5%) детей умерли в разные сроки от начала наблюдения за ними, причиной их смерти явилась рефрактерная к проводимой терапии ХСН. В одном случае отмечался приступ синкопе, явившийся причиной внезапной смерти больного. В другом случае причиной летального исхода была мерцательная аритмия.

Влияния комплексной терапий на морфометрические и функциональные параметры сердца оказалось не значительным, что выражалось не существенным сокращением размеров предсердий и правого желудочка и не значительным улучшением диастолической функции левого желудочка.

Динамический анализ содержания изучаемых биологических агентов в сыворотке крови больных с РКМП показал повышение уровня ТИММП-1 относительно его исходных данных, который достигал референтных значений. При этом концентрации ММП-1, ММП-2 и ММП-9 оставались повышенными и значимо не отличались от исходных значений.

У детей с РКМП на фоне проводимой терапии концентрация sFas-R не отличалась от исходных данных, и была на уровне контрольных значений. У этих больных выявлено незначительные уменьшение исходных концентраций цитозрома С, аннексина V и Fas-L. Уровень оксида азота практически не менялся по сравнению с первоначальными значениями, что сочеталось с не существенным повышением содержания СОД.

Результаты полученных данных указывают на рефрактерность у большинства больных с РКМП к проводимой терапии. Прогрессирование недостаточности кровообращения может быть следствием развития фиброза и индукции апоптоза.

В группе детей с врожденными пороками сердца находились больные, перенесшие оперативную коррекцию (26 человек) порока сердца и не оперированные дети (19 человек), а также 8 детей с АОЛКАЛА. Следует отметить, что при лечении больных с ВПС важно правильно оценить течение болезни и быстро принять правильное решение о необходимости оперативного лечения.

Изменение содержания ММП, их тканевого ингибитора и агентов апоптоза было наиболее выраженным у больных с АОЛКАЛА. Течение ХСН у 6 -и оперированных больных с АОЛКАЛА (75%) было благоприятным, что выражалось в уменьшении стадии НК и улучшении морфофункциональных показателей (реполяризации по данным ЭКГ, сокращении размеров КТО, уменьшении размеров полостей сердца по результатам ЭХО КГ-исследования). У таких больных отмечено значимое снижение концентрации ММП-1 и повышение содержание ТИММП-1, по сравнению с их исходными уровнями, что свидетельствует о снижении каллогенолитических процессов (табл. 12). Однако выявленный высокий сывороточный уровень ММП-2 и ММП-9 указывает на наличие деструкцию структуры ВМ каллогеназами и является поводом для продолжения терапии ингибиторами АПФ.

Таблица 12Динамика концентрации матриксных металлопротеиназ и их тканевого ингибитора-1 в сыворотке крови у оперированных больных с АОЛКОЛА на фоне проводимой терапии

При анализе состояния процессов апоптоза у детей с ХСН при ВПС после лечения установлено значительное снижение факторов ПКГ. Отмечено уменьшение концентрации sFas-L в 1,3 раза у большинства больных с ХСН, по сравнению с их исходными значениями. При этом уровень концентрации sFas-L оставался выше, чем в референтной группе. Сывороточное содержание sFas-R равнялось таковому у здоровых детей, что свидетельствует о подавлении Fas-зависимого пути при ХСН на фоне проводимой терапии.

Таблица 13 Динамика концентрации матриксных металлопротеиназ и их тканевого ингибитора-1 в сыворотке крови на фоне проводимой терапии у оперированных больных с ВПС

Установлено увеличение концентрации СОД в 1,2 раза у пациентов с НК I-IIА стадией, получавших комплексную терапию, по сравнению с ее исходными значениями. У детей с НКIIБ-III стадией выявлено незначительное повышение содержания фермента на фоне лечения, что свидетельствует о более эффективном влиянии терапии на течение ХСН у детей с НК I-IIА ст.

Обнаружено уменьшение первоначально повышенного уровня оксида азота у всех больных с ХСН, однако его содержание у больных с НКIIБ-III стадией оставалось достоверно высоким, что может служить причиной усиления продолжении процессов апоптоза у этих больных. Таким образом, при проведении медикаментозного лечения у больных с НКIIБ-III стадией отмечено незначительное уменьшение активности процессов апоптоза по сравнению с больными с НК I-IIAстадией.

Таким образом, сопоставление показателей концентраций ММП и процессов ПКГ, на фоне комплексной терапии позволяет сделать вывод о том, что снижение выраженности процессов апоптоза у детей с ХСН на фоне лечения характеризуется уменьшением концентрации sFas-R, sFas-L, аннексина-V, цитохрома-С, что может быть обусловлено угнетением оксидативного стресса за счет повышения активности антиоксидантного фермента-СОД и снижение концентрации оксида азота.

Таким образом, коррекция нарушений в системе ММП, ПКГ и их регуляторов является динамичным признаком восстановления миокарда и позволяет расценивать эти биохимические показатели как дополнительные критерии диагностики течения кардиомиопатий и эффективности проводимой патогенетической терапии. Тем не менее, не вызывает сомнения, что дальнейшие исследования взаимоотношений между активацией ММП и маркеров апоптоза и их регуляторов имеют первостепенное значение для расшифровки патогенетических механизмов ХСН и совершенствования методов лечения этой патологии.

Комплексная терапия у обследованных нами больных клинически сопровождалось улучшением общего самочувствия, уменьшением одышки, болей в области сердца, исчезновением отеков, сокращением размеров печени. У детей с ДКМП и ВПС установлено повышение сократительной способности миокарда, уменьшение размеров левого желудочка (конечного систолического и диастолического объемов левого желудочка), снижение давления в легочной артерии и улучшение реполяризации миокарда. У всех больных отмечалось увеличение переносимости физической нагрузки. Изменения биохимических показателей характеризовались тенденцией к нормализацию показателей ММП и ТИММП-1, повышением концентрации СОД, снижением активности оксида азота, уменьшением содержания исходно повышенных уровней цитохрома-С и аннексина-V, по сравнению с первоначальными данными. Изменение содержания s-Fas-на фоне лечения было недостоверным. Отмечено также достоверное снижение уровня s-Fas-L в сыворотке крови у больных с НКIIA-III стадией при ДКМП и ВПС.

Таким образом, комплексная терапия у больных способствует уменьшению стадий НК, оказывает мембраностабилизирующее, антигипоксическое и аптиапоптическое действие, следствием чего является уменьшение степени деструкции ВМ и развития фиброза. На поздних стадиях формировании ХСН отсутствие стабилизации изучаемых факторов у части больных свидетельствует о необратимости фиброзирования и прогрессирования недостаточности кровообращения.

Воздействия комплексной терапии на динамику показателей ММП, маркеров апоптоза и их регуляторов в крови больных детей показали практическую ценность изучения этих параметров для оценки эффективности лечения и прогнозирования исхода болезни.

Ведущую роль в изменении течения КМП и ВПС у детей, очевидно, играет совершенствование методов лечения этих заболеваний, в частности, расширение применения ИАПФ и Я-адренблокаторов в зависимости от нозологии заболевания. В настоящее время при относительно ранней диагностике и усовершенствованных методах лечения длительность жизни этих детей возросла, и стали возможны периоды улучшения. Отмечена более высокая выживаемость больных с ДКМП, которая за период полутора года составляет 91,8 % (из 68 больных с ДКМП умер 6 детей) что, вероятно, связано с ранним выявлением заболеваний и более эффективным современным лечением.

Патогенетические пути развития сердечной недостаточности у детей с кардиомиопатиями и врожденными пороками сердца.

На основании результатов многоплановых клинико-инструментальных и биохимических исследований, катамнестических наблюдений и исходя из современных представлений о механизмах регуляции миокардиального фиброза и процессов апоптоза, а также полученных данных об особенностях изменения геометрии сердца при клинических проявлениях НК, нами была впервые разработана схема патогенетической цепи повреждения миокарда при кардиомиопатиях и врожденных пороках сердца.

На схеме отражены патогенетические факторы, пути активации ММП, их тканевого ингибитора-1 и индукции апоптоза.

В настоящее время в качестве тригерных факторов, иницирующих структурно-функциональную перестройку сердечной мышцы, помимо гемодинамических стимулов, рассматривается активация неспецифических факторов роста и появления дисфункции эндотелия. При сердечно-сосудистых заболеваниях, эндотелий не можеть продуцировать достаточное количество оксида азота для удовлетварения метаболических потребностей, вследствие чего поражается эндотелийзависимая вазодилатация. При этом, стимулируется гиперпродукция NО в кардиомиоцитах, эндокарде и проводящей системе сердца путем экспрессии iNOS. Гиперсекреция NO объясняется сверхэкспрессией индуцебильной NO-синтазы в кардиомиоцитах и макрофагах, возникающей вследствие активации свободнорадикальных процессов и угнетения активности антиоксидантных ферментов супероксиддтсмутазы и глутатионпероксидазы. Локально экспрессированный оксид азота под воздействием iNOS оказыват прямое токсическое действие на миокард, индуцирует процессы апоптоза кардиомиоцитов и активирует процессы интерстициального роста и фиброза, что вызывает геометрическое ремоделирование сердца (Gibbons G.H. 1997, Kroncke K.D., 1998).

Повышенние локального образования оксида азота с одной стороны ведет к активации матриксных металлопротеиназ, к усилению распада коллагенов и процессов фиброобразования, а с другой к индукции апоптоза.

Нарушение баланса в системе ММП, под воздействием оксида азота нарушает изомерный состав коллагенов внеклеточного матрикса. Любые изменения в соотношениях коллагенов ведут к избыточному развитию фиброзной ткани во внеклеточном матриксе, что рассматривается как ремоделирование.

Рис. 2.Схема патогенетической цепи повреждения кардиомиоцитов и внеклеточного матрикса у детей с кардиомиопатиями и врожденными пороками сердца

Под действием высоких концентраций оксида азота, ионы кальция (Са²⁺) переходят из внеклеточной среды в цитоплазму, за счет повышения проницаемости биомембран, что является одной из причин индукции митохондриального пути развития апоптоза кардиомиоцитов. Как известно, митохондрии регулируют и синхронизируют концентрацию Са²⁺ в саркоплазматической мембране (СР) и внутри себя. Повышение Са²⁺ внутри митохондрий способствует появлению транзиторных пор во внутреннем слое мембран митохондрий. В образовании проницаемых пор (mPTP) во внешнем слое митохондриальных мембран важную роль играет митохондриальный NO, который может проникать в митохондрии из сарколеммы и вырабатываться в митохондриях под воздействием повышенной активности Ca²⁺-чувствительных митохондриаольных NOS (mtNOS). Наряду с этим высокая концентрация NO в митохондриях необратимо повреждает ряд компонентов дыхательной цепи и ингибирует продукцию АТФ, и тем самым способствует его истощению. Дефицит АТФ в кардиомиоцитах является одной из причин нарушения систолической и диастолической функции сердца.

Образование проницаемых пор ассоциируется с рилизингом в цитоплазму цитохрома С, эндонуклеазы G, апоптоз индуцирующего фактора AIF и других проапоптических факторов. В результате, чего цитохром С, активные формы Аpaf-1 и метаболиты истощенного АТФ образуют комплекс апоптосома, играющего роль индуктора каспазы 9, которая активирует эффекторную каспазу-3, являющиейся основным фактором деградации ДНК и гибели кардиомиоцитов путем апоптоза. На месте апоптированных клеток развивается реперативный фиброз, что приводит к нарушению систолической и диастолической функции, и биоэлектрической активности миокарда.

Неизбежно возникающий фиброз, сдавливая капиллярную сеть миокарда, может быть фактором, провоцирующим гибель новых кардиомиоцитов.

Разработанная нами концепция возникновения и формирования сердечной недостаточности у детей составила основу принципиально нового подхода к её лечению, который включает коррекцию нарушений баланса в системе ММП, регуляцию процессов программированной гибели кардиомиоцитов и их регуляторов. Наиболее существенными свойствами этого вида терапии является снижение активности нейрогормональных систем, повышение антиоксидантной системы и моблизация адаптационных свойств сердца, что в итоге способствует стабилизации процессов фиброзиорования, апоптоза и биоэлектрической активности сердца.

ВЫВОДЫ

1.Кардиомиопатии и врожденные пороки сердца независимо от нозологических форм патологии сопровождаются изменениями сывороточного содержания матриксных металлопротеиназ, их тканевого ингибитора-1, а также активацией Fas-зависимого и митохондриального звеньев апоптоза. Выраженность коллагенолитических процессов и апоптоза зависит от стадии недостаточностью кровообращения и свидетельствует об участии нарушения структуры внеклеточного матрикса и программированной клеточной гибели в патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний.

2. Разнонаправленность изменений в содержаний матриксных металлопротеиназ при ДКМП, ГКМП, РКМП и ВПС указывает на различие патофизиологических механизмов нарушения внеклеточного матрикса у детей с кардиомиопатиями и врожденными пароками сердца.

3. Однонаправленные сдвиги в содержании биологических маркеров апоптоза у детей с кардиомиопатиями и врожденными пороками сердца указывают на общность биохимических механизмов в реализации программированной клеточной гибели при этих заболеваниях.

4. Взаимосвязанные изменения содержания оксида азота и СОД в сыворотке крови с показателями ММП и апоптоза свидетельствуют об их участии в процессах регуляции формирования фиброза и программированной гибели клеток у детей с сердечно-сосудистыми заболеваниями. При этом развитие фиброза являет проапоптоическим фактором, приводящим к гибели кардиомитоцитов, что, в свою очередь, стимулирует заместительный фиброз.

5. У больных с ДКМП в начальных стадиях заболевания повышение уровня ММП-1 и снижение тканевого ингибитора-1, является признаком активации коллагенолитических процессов во внеклеточном матриксе, способствующей повышению растяжимости и дилатации левого желудочка.

6. Более выраженная активация митохондриального и мембранного звеньев апоптоза, повышение сывороточного уровня тканевого ингибитора-1 и снижение уровня ММП-1 указывает на высокую степень гибели кардиомиоцитов и фиброзирования внеклеточного матрикса у детей на поздних стадиях развития ДКМП, что является неблагоприятным прогностическим признаком

7. У детей с гипертрофической кардиомиопатией развитие процессов фиброзирования миокарда обусловлено повышением тканевого ингибитора-1, что ведет к накоплению коллагена I типа, к жесткости миокарда и нарушению расслабления левого желудочка. Эти изменения наиболее выражены у больных с обструктивной формой ГКМП.

8. Характерное для рестриктивной кардиомиопатии нарушение растяжимости левого желудочка может развиваться вследствие повышения сывороточной концентрации ММП-2 и ММП-9, аккумуляции не только коллагена I типа, но и других белковых компонентов внеклеточного матрикса.

9. Прогрессирующее течение недостаточности кровообращения, сопровождающееся значительным повышением концентрации изучаемых ММП на фоне снижения их тканевого ингибитора и высокой индукцией апоптоза у детей с аномальным отхождением левой коронарной артерии характеризуется «инфарктопадобными» изменениями левого желудочка.

10. Изменение соотношения ТИММП-1/ММП-1 и ТИММП-1/ММП-9 за счет увеличения содержания ингибитора и снижения концентрации металлопротеиназ у большинства больных при пороках, сопровождавщихся повышением объема крови в полостях сердца, ведет к активации процессов фиброзирования, расширению камер сердца и уплотнению его стенок.

11. Улучшение клинического состояния детей с ХСН на начальных стадиях НК на фоне комплексной терапии может быть обусловлено способностью препаратов уменьшать степень гипоксического повреждения кардиомиоцитов и тем самым подавлять процессы апоптоза и развитие избыточного фиброза. На поздних стадиях недостаточности кровообращения, рефрактерность к проводимой терапии у части больных, свидетельствует о неэффективности проводимого медикаментозного лечения обусловленного, в том числе, и неспособностью ингибиторов ангиотензинпрвращающих фермента блокировать синтез ММП и необратимость фиброза.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При кардилмиопатиях и врожденных пороках сердца целесообразно определить концентраций матриксных металлопротеиназ, маркеров апоптоза и их регуляторов с целью дифференциальной диагностики заболеваний, определения тактики лечения, оценки эффективности проводимой терапии и для прогнозирования течения заболевания.

2. Результаты исследования позволят практическим врачам-детским кардиологам оценивать характер морфологических нарушений при кардиомиопатиях и врожденных пороках сердца у детей и проводить клинико-морфологические сопоставления с целью проведения в оптимальные сроки коррекции недостаточности кровообращения до развития необратимых изменений в миокарде

3. С целью выявления прогрессирования недостаточности кровообращения рекомендуется определение сывороточного уровня желатиназ (ММП-2 и ММП-9) и ТИММП-1, обусловливающих перманентность процессов фиброзирования у детей с кардиомиопатиями и врожденными пороками сердца.

4. У детей с кардиомиопатиями и врожденными пороками сердца при наличии недостаточности кровообращения с целью предотвращения ремоделирования сердца целесообразно применение ингибиторов ангиотензинпрвращающих фермента и Я-адреноблокаторов. Применение этих препаратов должны проводиться в условиях стационара с обязательным суточным мониторированием ЭКГ и под контролем ЭхоКГ параметров. Лекарственное тестирование целесообразно начинать с минимальных доз препаратов.

5. Положительная динамика снижения уровня матриксных металлопротеиназ, маркеров апоптоза и оксида азота, а также повышение концентраций супероксиддисмутазы у больных кардиомиопатиями и врожденными пороками сердца на фоне проводимой терапии является объективным показателем состояния резервных возможностей сердца, что указывает на благоприятный исход заболевания.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

матриксный металлопротеиназа кардиомиопатия ребенок

1. Гасанов, А. Г. Возможные механизмы программированной клеточной гибели при сердечной недостаточности у детей / С. В. Монаенкова, Т. В. Бершова, Е. Н. Басаргина, М. И. Баканов, А. Г. Гасанов // Сборник материалов XI Конгресса педиатров России «Актуальные проблемы педиатрии». -М. - 2007. -С. 464.

2. Гасанов, А. Г. Влияние ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента на липиднового обмена и кальциевого гомеостаза у детей с дилатационной кардиомиопатией / А. Г. Гасанов, Т. В. Бершова, М. И. Баканов, Е.Н. Басаргина, С. В. Монаенкова // Российский педиатрический журнал. -2008.- №2.- С.14-18.

3. Гасанов, А. Г. Иммуногистохимические медиаторы повреждения миокарда у детей с хронической сердечной недостаточностью / Ю. В. Шматкова, Т. В. Бершова, Е. Н. Басаргина, М. И. Баканов, А. Г. Гасанов, С.В. Монаенкова, А. П. Иванов, Е. Н. Арсеньева // Педиатрия.- 2008.- Т.87.- №2.- С. 6-10.

4. Гасанов, А. Г. Металлопротеинаная активность и ее связь со степенью нарушения кровообращения у детей с хронической сердечной недостаточностью / А. Г. Гасанов, Т. В. Бершова, А. П. Иванов, М. И. Баканов, Е. Н Басаргина // Сборник материалов XII конгресса педиатров России «Актуальные проблемы педиатрии».- М.- 2008.- C. 80.

5. Гасанов, А. Г. Состояние системы FAS/FAS-L у детей с хронической сердечной недостаточностью / С. В. Монаенкова, А. Г. Гасанов, М. И. Баканов, Е. Н. Басаргина, Т. В. Бершова // Сборник материалов XII конгресса педиатров России «Актуальные проблемы педиатрии». -М.- 2008.- C. 483-484.

6. Гасанов, А. Г. Роль изменений внеклеточного матрикса в сердечно-сосудистых заболеваниях / А. Г. Гасанов, Т. В. Бершова // Биомедицинская химия.- 2009.- Т.55.- №2.-С. 155-168.

7. Гасанов, А. Г. Внеклеточный матрикс миокарда при патологии сердца у детей / А. Г. Гасанов, // Российский педиатрический журнал. -2008.- №6.- С.34-37.

8. Гасанов А. Г. Модуляция активности матриксной металлопротеиназы-1 и ее тканевого ингибитора-1 у детей с гипертрофической кардиомиопатией / А. Г. Гасанов, Т. В. Бершова, А. П. Иванов, Е. Н. Басаргина, М. И. Баканов // Материалы Четырнадцатого Всероссийского съезда сердечно-сосудистых хирургов.- М.- 2008.- C. 273.

9. Гасанов, А. Г. Особенности взаимосвязи апоптоза и тяжести течения хронической сердечной недостаточности у детей с дилатационной кардиомиопатией / Т.В. Бершова С.В. Монаенкова, А. Г. Гасанов, М. И. Баканов, Е. Н. Басаргина, А. П. Иванов // Материалы Четырнадцатого Всероссийского съезда сердечно-сосудистых хирургов.- М.- 2008.- C. 270.

10. Гасанов, А. Г. Клинико-иммунологические особенности формирования хронической сердечной недостаточности у детей / А. Г. Гасанов // Az?rbaycan t?bab?tinin mьasir nailiyy?tl?ri.-2008.- №4.- С. 80-83.

11. Гасанов, А. Г. Роль матриксных металлопротеиназ-1 и его тканевого ингибитора-1 в ремоделировании сердца при гипертрофической кардиомиопатии у детей / А. Г. Гасанов // Azerbaijan Medical Journal.-2009.- №1.-C. 61-64.

12. Гасанов, А. Г. Факторы развития фиброза у детей с гипертрофической кардиомиопатией / А.Г. Гасанов, Т. В. Бершова, Е. Н. Басаргина, М. И. Баканов, А. П Иванов // XVI Съезд педиатров России «Актуальные проблемы педиатрии». -М.- 2009.- C. 83.

13. Гасанов, А. Г. Программы апоптоза у детей с дилатационной кардиомиопатией / Т. В. Бершова, А. Г. Гасанов, С. В. Монаенкова, Е. Н. Басаргина, М. И. Баканов // XVI Съезд педиатров России «Актуальные проблемы педиатрии». -М.- 2009.- C. 44-45.

14. Гасанов, А. Г. Метаболические и иммунные основы ремоделирования миокарда у детей с хронической сердечной недостаточностью / Т. В. Бершова, А. Г. Гасанов, А .П. Иванов, М. И. Баканов, Е. Н. Басаргина, С. В. Монаенкова // Вопросы диагностики в педиатрии.-2009.- Т.1.- №2.- С. 35-39.

15. Гасанов, А.Г. Состояние матриксных металлопротеиназ и их роль в формировании хронической сердечной недостаточности у детей с дилатационной кардиомиопатией / Е. Н. Басаргина, А. Г. Гасанов, Т. В. Бершова, М. И. Баканов, А. П. Иванов, О. О. Куприянова // Педиатрическая фармакология. -2009. - Т.6.- №3.- С. 84-88.

16. Hasanov, A. Idiopathic restrictive cardiomyopathy in childhood: diagnostic features / Hasanov A. // 4^-th Europeadiatrics. - Moscow. -2009.-Р. 197.

17. Hasanov, A. Matrix metalloproteinases and myocardial remodeling in children with in end-stage of idiopathic dilated cardiomyopathy / T. Bershova, A. Hasanov, M. Bakanov, E. Basargina A. Ivanov // 4^-th Europeadiatrics. - 2009.- Moscow. - Р. 67.

18. Hasanov, A. Apoptosis and Chronic Heart Failure in children / M. Bakanov, A Hasanov, T. Bershova, E. Basargina, S. Monaenkova // 4^-th Europeadiatrics. - Moscow. -2009.- Р. 47.

19. Гасанов, А. Г. Клинико-гемодинамические эффекты комплексной терапии у детей с хронической сердечной недостаточности / А.Г. Гасанов // Saрlamlэq J. -2009. -№8. S?h.75-79.

20. Гасанов, А. Г. Изменения активности металлопротеиназ при идиопатической гипертрофической кардиомиопатии у детей / А. Г. Гасанов // Российский педиатрический журнал.- 2009.- №4.- С.28-31.

21. Гасанов, А. Г. Апоптоз и хроническая сердечная недостаточность / А. Г. Гасанов // Педиатрическая фармакология.- 2009.- Т.6.- №4. -С. 32-36.

22. Гасанов, А.Г. Патогенетические значение апоптоза при сердечной недостаточности / Т.В. Бершова, С.В. Монаенкова, А.Г. Гасанов // Педиатрия. -2009. т.88. №5. -С.147 -154.

23. Гасанов, А.Г. Роль матриксных металлопротеиназ в процессах ремоделирования сердца у детей с рестриктивной кардиомиопатией / Т.В. Бершова, А.Г. Гасанов, А.П. Иванов, Е.Н. Басаргина, М.И. Баканов, Р.Б. Зурабова // Вопросы современной педиатрии - 2009.-т.8. №5.- C. 20-24.

Размещено на Allbest.ru