CC BY
51
Биология
Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2010, № 4 (1), с. 96-99
УДК 571.27
СОДЕРЖАНИЕ РАСТВОРИМЫХ МОЛЕКУЛ FAS ИICAM-1 В СЫВОРОТКЕ КРОВИ БОЛЬНЫХ ОСТРЫМ ИНФАРКТОМ МИОКАРДА
© 2010 г. С. С. Белоусов1, Н.А. Сахарное1, Н.Б. Преснякова1, В.В. Королёва,
В.В. Новиков1
1 Нижегородская государственная медицинская академия 2Нижегородский госуниверситет им. Н.И. Лобачевского 3Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. И.Н. Блохиной
mbre@mail.ru
Поступила в редакцию 07.04.2010
Показано, что в сыворотке крови больных инфарктом миокарда повышаются концентрации растворимых молекул Fas, опосредующих апоптоз, и растворимого белка адгезии sICAM-1, что свидетельствует о манифестации апоптоза и воспалительных процессов в подострый период инфаркта.
Ключевые слова: растворимые молекулы Fas, ICAM-I, острый инфаркт миокарда, апоптоз.
Введение
В настоящее время развитие инфаркта миокарда тесно связывают с апоптотическими и воспалительными процессами, идущими в миокарде, дисфункцией эндотелия и хроническим воспалением интимы сосудов сердца. Во всех этих процессах решающую роль играют молекулярно-иммунологические реакции, идущие с участием клеточных элементов и растворимых белковых факторов, выполняющих эффектор-ные функции [1-7].
Важную роль при инфаркте миокарда играют растворимые белки адгезии, регулирующие процессы взаимодействия клеток крови и эндотелия сосудов и способствующие их агрегации с другими клетками, трансмембранному транспорту клеток в интиму, где они запускают процессы воспаления и свободнорадикального окисления, способствуют апоптозу миокарда, токсическому поражению сосудистой стенки липоперекисями, развитию атеросклероза.
Следует, однако, отметить, что базисные положения новой теории выработаны, в основном, по результатам экспериментальных исследований и в значительно меньшей степени - на основании клинических наблюдений. Это обстоятельство подчеркивает необходимость и важность клинико-лабораторных наблюдений в этой сфере. Так, неоднозначно интерпретирована в литературе роль межклеточных белков, опосредующих апоптоз и адгезию клеток. Ожидается, что дальнейшие исследования в этом направлении позволят разработать новые подходы к лечению острого инфаркта миокарда и
повысить эффективность профилактических (первичных и вторичных) мероприятий.
Цель настоящей работы - изучение роли опосредующей апоптоз растворимой молекулы Fas (CD95), а также молекулы адгезии ICAM-1 при остром инфаркте миокарда в острой и по-дострой его фазах.
Материалы и методы
Обследовано 104 больных с острым инфарктом миокарда (34 женщины и 70 мужчин), находившихся на лечении в кардиологических отделениях ряда клинических больниц г. Нижнего Новгорода. Средний возраст больных составил 67 лет. С целью верификации показателей нормы были обследованы также здоровые люди (группа контроля). Эту группу составили 44 здоровых волонтера. У больных, поступивших в стационар с диагнозом «Острый инфаркт миокарда», после подтверждения диагноза с помощью электрокардиограммы, эхокардио-граммы, тестов на содержание миоглобина, КФК-МБ и тропонина I, в течение первых трех дней проводили определение сывороточного содержания растворимых молекул Fas (sFas) и ICAM-1 (sICAM-1). Больные наблюдались в течение трех с половиной недель. В процессе наблюдения больным проводилось лечение в соответствии с установленными стандартами терапии. На 10-е и на 20-24-е сутки от начала инфаркта проводили повторное определение сывороточного содержания растворимых молекул Fas и ICAM-1. Использовали иммунофер-ментный метод, основанный на применении
Таблица 1
Сывороточный уровень (ед/мл) растворимых дифференцировочных молекул у больных острым инфарктом миокарда при поступлении в стационар (М±о)
Растворимая молекула Здоровые волонтеры Острый инфаркт миокарда
sFas 356±48 448±209*
sICAM-1 64.5±14 86.3±74*
* Статистически достоверные различия в сравнении с нормой (р < 0.01).
Таблица 2
Динамика сывороточного содержания молекул «Рае и 81СЛМ-1 у больных Q-инфарктом в процессе лечения (ед/мл)
Растворимая молекула Норма При поступлении На 10-й день На 3-й декаде наблюдения
sFas 356±48.1 464±42.4* 563.7±66.3*,м 507 3±59 4*,**,***
sICAM-1 64.5±14.2 104.6±12.2* 99.2±12.5*,** 79 8±63 8*,**,***
* Статистически достоверные различия в сравнении с нормой,
** статистически достоверные различия в сравнении с уровнем при поступлении в стационар,
*** статистически достоверные различия в сравнении с уровнем на 10-й день лечения.
Таблица 3
Динамика дифференцировочных молекул у больных не^-инфарктом в процессе лечения (ед/мл)
Растворимая молекула При поступлении На 10-й день На 3-й декаде наблюдения Норма
sFas 316.6±86.1 425.6±26.7* 331.1±12.0 356±48.1
sICAM-1 78.5±67.3 93.9±17.2* 85.4±4.4* 64.5±14.2
* Статистически достоверные различия в сравнении с нормой.
моноклональных антител серии ИКО и поликлональных антител против антигенов моно-нуклеарных клеток крови человека [8, 9]. Результаты выражали в условных единицах (ед/мл).
Больные были разделены на группы с учётом размера инфаркта. В первую группу вошли больные трансмуральным (Р-инфарктом), больные с распространёнными ЭКГ- и эхокардиографическими инфарктными нарушениями и больные с высокими уровнями маркеров некроза КФК-МБ и тропонина I. Во вторую группу были включены больные с мелкоочаговым, не-Р-инфарктом миокарда. Р-инфаркт был зарегистрирован у 56 человек, не-Р-инфаркт - у 47 человек.
Статистическая обработка результатов проведена с применением пакетов прикладных программ СтатГраф и Статистика-6.
Результаты и их обсуждение
В первые три дня после поступления в стационар сывороточный уровень всех тестированных растворимых дифференцировочных молекул
у больных острым инфарктом миокарда был статистически достоверно выше нормы. Как видно из табл. 1, сывороточное содержание молекулы sFas было в 1.3 раза выше нормы, сходные изменения выявлены в содержании растворимых молекул адгезии ICAM-1. Обращает на себя внимание значительная величина дисперсии, отражающая широкий разброс индивидуальных показателей у больных острым инфарктом миокарда в первые дни заболевания и гетерогенность выборки (табл. 1).
Осуществлен раздельный анализ сывороточного содержания растворимых дифференциро-вочных молекул у больных с Q-инфарктом и не-Q-инфарктом.
При Q-инфаркте содержание растворимых молекул Fas было статистически достоверно выше нормы. Через десять дней после начала заболевания содержание молекул sFas повышалось в еще большей степени и составляло величину, превышающую норму в 1.6 раза. Различия между уровнем молекул sFas в этот период заболевания и начальным уровнем были статистически достоверны, так же как и различия с нормой. Проведение стандартной терапии при-
водило на 20-24 день после проявления острого инфаркта миокарда к возврату уровня растворимых молекул Fas к значениям, соответствующим началу заболевания, но статистически достоверно превышающим норму (табл. 2).
Не^-инфаркт в первые три дня заболевания характеризовался нормальным уровнем растворимых молекул Fas, который на десятый день статистически достоверно повышался в 1.3 раза, а затем падал до исходной величины (табл. 3). При этом сывороточное содержание растворимых молекул Fas не имело статистически достоверных отличий от нормы, за исключением второй декады лечения.
Сходные закономерности были выявлены в динамике изменения сывороточной концентрации растворимых молекул ICAM-1. У больных с Q-инфарктом сывороточный уровень sICAM-1 был статистически достоверно повышен на всех этапах наблюдения, достигая наибольших величин на 10-й день наблюдения. При не-Q-инфаркте повышение было менее выражено. Уровень sICAM-1 достигал наибольшей величины на 10-й день наблюдения, а затем имел тенденцию к снижению, однако оставался выше нормы (р < 0.05).
Проведен анализ корреляционных связей между сывороточным уровнем молекул sFas и растворимыми молекулами адгезии. У больных с Q-инфарктом в острой фазе инфаркта миокарда обнаружена положительная связь между сывороточными уровнями молекул sFas и sICAM-1 (г = 0.65, р < 0.0001). На десятый день лечения больных (при заживающем инфаркте) корреляционная связь сохранялась, свидетельствуя о сопряженности апоптотических процессов и процессов адгезии иммунокомпетентных клеток. В подострую фазу инфаркта миокарда (20-24 день) статистически достоверная корреляционная связь исчезала.
У больных не^-инфарктом отмечена положительная связь между сывороточным уровнем sFas и sICAM-1 на всех трёх этапах наблюдения (г = 0.57, 0.77 и 0.90 соответственно, при р < 0.01). Таким образом, имеется достаточно тесная связь между уровнями дифференциро-вочных антигенов, что может говорить об общности патогенетических связей при инфаркте.
Приведённые результаты свидетельствуют о том, что у больных инфарктом миокарда, начиная с первых дней заболевания, имеет место повышение в крови концентрации растворимого белка Fas и белка адгезии ICAM-1. Патофизиология инфаркта миокарда связана с возникновением длительной и глубокой ишемии миокарда, в результате которой в течение нескольких ча-
сов развивается ишемический некроз миокарда -необратимая гибель части миокарда в ядре ишемического поражения. Наряду с этим по периферии некротической зоны при субкрити-ческой ишемии протекают идругие процессы структурно-функционального поражения (оглушение, гибернация и апоптоз миоцитов). Эти процессы протекают в течение длительного времени и частично обратимы. Воздействие на них может предотвратить постинфарктную гибель миокарда от апоптоза, ремоделирование желудочков, острую и хроническую недостаточность сердца.
Мембранная форма белка Fas экспрессирована на лейкоцитарных и многих других типах клеток. При связывании с Fas-лигандом она через внутриклеточный домен смерти передает в ядро клетки сигнал к началу программированной клеточной смерти (Fas-зависимый апоптоз). Наряду с мембранной известна растворимая форма молекулы Fas (sFas), образующаяся за счёт протеолитического шеддинга (слущива-ния) с поверхности клетки или альтернативного сплайсинга пре-мРНК, и тормозящая апоптоз Fas-положительных клеток. Подъём сывороточного уровня sFas отражает активацию Fas-зависимого пути апоптоза [7, 9]. Как показали полученные нами данные, при Q-инфаркте сывороточный уровень sFas закономерно повышен по сравнению с мелкоочаговым не-Q-инфарктом. Это свидетельствует о связи между выраженностью инфаркта и апоптотических процессов.
В патогенезе инфаркта существенную роль играют и адгезивные молекулы. Нами исследована динамика сывороточного уровня растворимых молекул адгезии ICAM-1, принадлежащих суперсемейству иммуноглобулинов. Главная роль мембранных молекул ICAM-1 (CD54) заключается в обеспечении взаимодействия иммунокомпетентных клеток и их адгезии на активированном эндотелии сосудов с последующей миграцией клеток в очаг воспаления. Существует также растворимая форма ICAM-1, которая образуется путём шеддинга с поверхности клеток, в том числе при активации эндотелиальных клеток. Усиление миграции имму-ноцитов в интиму сосудов при развитии воспаления приводит к увеличению шеддинга молекул адгезии с их поверхности и поверхности эндотелиоцитов. Повышение сывороточной концентрации sICAM считается показателем дисфункционального статуса сосудистого эндотелия и сосудистого воспаления [6]. Развитие сосудистого воспаления, нарушение кровообращения в микроциркуляторном русле способ-
ствовуют развитию феномена no-reflow и увеличению зоны некроза и апоптоза. Ограничение миграции лейкоцитов в зону инфаркта приводит к уменьшению зоны инфаркта.
Наши данные показали, что размер и глубина инфаркта сказываются на сывороточном содержании молекул sFas и sICAM-1. Очевидно, что микроскопический (фокальный) инфаркт может не вызывать изменений в содержании sFas и sICAM-1 или вызывать лишь кратковременный подъём указанных дифференцировоч-ных молекул. Мы согласны с мнением ряда авторов о том, что подъём сывороточного содержания этих белков не может иметь значения для этиологической диагностики, поскольку встречается и при других системных и локальных болезнях. Вместе с тем он является показателем иммунологического неблагополучия в организме и может использоваться для оценки эффективности лечения и прогноза заболевания.
Заключение
Таким образом, развитие инфаркта миокарда сопровождается нарастанием в сыворотке крови концентрации растворимых молекул Fas, опосредующих апоптоз, и растворимого белка адгезии ICAM-1. Повышенный сывороточный уровень молекул sFas и sICAM-1 при Q-инфаркте свидетельствует о манифестации апоптоза и воспалительных процессов в подострый период инфаркта, т.е. на протяжении трёх и более недель от начала инфаркта. При мелкоочаговом инфарк-
те миокарда повышение сывороточного уровня молекул sFas менее выражено и нормализуется на протяжении трех недель. Процесс апоптоза и сосудистое воспаление тесно коррелируют друг с другом, что свидетельствует об их патогенетической общности.
Список литературы
1. Gottlieb R.A., Burleson K.O., Kloner R.A. et al. Reperfusion injury induces apoptosis in rabbit cardi-omyocytes // J. Clin. Invest. 1994. V. 94. P. 1621-1628.
2. Anversa P., Kajstura J. Myocytes Cell Death in the Diseased Heart // Circulation Research. 1998. V. 82. P. 1231-1233.
3. Симоненко В.Б. Апоптоз и патология миокарда // Клиническая медицина. 2000. Т. 78. № 8. С. 12-18.
4. Ярилин А.А. Апоптоз и его место в иммунных процессах // Иммунология. 1996. Т. 6. С. 10-23.
5. Best E. Apoptosis: basic concepts and implications in coronary artery disease // Arterioscl. Thromb. Vasc. Byol. 1999. V. 19. P. 14-22.
6. Niessen H., Krijnen P., Visser C. et al. Intercellular adhesion molecule-1 in the heart // Ann. NY Acad. Sci. 2002. V. 973. P. 573-85.
7. Krijnen P.A., Nijmijer R., Meijer C. et al. Apopto-sis in myocardial ischemia and infarction // J. Clin. Pan-hol. 2002. V. 55. P. 801-811.
8. Новиков В.В., Караулов А.В., Барышников А.Ю. Растворимые формы мембранных антигенов клеток иммунной системы // Иммунология. 2007. № 4. С. 249-253
9. Новиков В.В., Караулов А.В., Барышников А.Ю. Растворимые формы мембранных антигенов клеток иммунной системы. М.: Изд-во МИА, 2008. 249 с.
SOLUBLE FAS AND ICAM-I MOLECULES IN ACUTE MYOCARDIAL INFARCTION PATIENTS
S.S. Belousov, N.A. Sakharnov, N.B. Presnyakova, V. V. Korolyova, V. V. Novikov
It is shown that the concentrations of soluble Fas and ICAM-I molecules increase in the serum of myocardial infarction patients, which suggests apoptosis manifestation and inflammatory processes in the subacute myocardial infarction period.
Keywords: soluble Fas molecule, soluble ICAM-I molecule, acute myocardial infarction, apoptosis.
