Состояние аутоиммунитета к коллагену и цитокиновый профиль у пациентов с пролапсом митрального клапана Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

© А.В. Ягода, Н.Н. Гладких, 2008 УДК 616.126.42:547.962.9

состояние аутоиммунитета к коллагену и цитокиновый профиль у пациентов с пролапсом митрального клапана

А.В. Ягода, Н.Н. Гладких

Ставропольская государственная медицинская академия

Первичный пролапс митрального клапана (ПМК) рассматривается в качестве «модели для изучения основных закономерностей недифференцированной дисплазии соединительной ткани (ДСТ)» [3]. Проведенные за последние десятилетия исследования позволили решить ряд вопросов патогенеза, клиники и диагностики ПМК. Однако многие патогенетические аспекты проблемы изучены недостаточно. Так, отсутствуют данные об иммунореактивности к типоспецифическим коллагенам. Практически не изученными до настоящего времени остаются регуляторы процессов ремоделирования соединительной ткани, в частности, не уточнены механизмы цитокиновой регуляции ее метаболизма. Нет полной ясности и в вопросе патогенетического значения самих регуляторных ростовых факторов при ДСТ. В то же время хорошо известно, что именно нарушения в аппарате регуляции играют ведущую патогенетическую роль в формировании патологического процесса.

Вполне очевидно, что изучение различных звеньев патогенеза ДСТ будет способствовать пониманию клинического полиморфизма патологии и обогатит клиническую практику новым дифференциально-диагностическими критериями.

Целью работы явилось изучение особенностей состояния аутоиммунитета к коллагену и цитокинового профиля у пациентов с ПМК, а также поиск различий в зависимости от тяжести ПМК и характера его комбинаций с другими малыми аномалиями сердца (МАС).

Материал и методы. Критерии включения пациентов в исследование: наличие ПМК, возраст 18-32 лет, информированное согласие на обследование. Критерии исключения: наследственные (дифференцированные) синдромы соединительной ткани; заболевания сердца, приводящие к поражению миокарда и папиллярной мускулатуры (ишемическая болезнь, ревмокардит, кардиомиопатии, миокардиты, врожденные пороки, травмы грудной клетки и др.), артериальная гипер- и гипотензия; длительный стаж и высокая интенсивность курения, острые и хронические воспалительные заболевания любой локализации.

Обследовано 220 пациентов с ПМК (120 мужчин, 100 женщин) в возрасте от 18 до 32 лет (средний возраст 20,9±0,3 лет). Изолированный ПМК I степени вы-

явлен у 60 пациентов, ПМК I степени в сочетании с пролапсом трикуспидального клапана (ПТК) - у 22, пМк I степени с аномально расположенной хордой (АРХ) - у 78, ПМК II степени с АРХ - у 33 и комбинация пМк I (или II) степени с АРХ и аневризмой межпредсердной перегородки (АМПП) (или ПТК) - у 27. Во всех случаях поток митральной регургитации не превышал II степень. Эхокардиографические признаки миксоматоз-ной дегенерации ПМК верифицированы в 44 случаях (у 6 пациентов с ПМК I степени, у 3 - с ПМК I степени и ПТК, у 21 - с ПМК I степени и АрХ, у 10 - с ПМК II степени и АРХ и у 4 - с тремя малыми аномалиями сердца).

Контрольную группу составили 40 здоровых людей сопоставимых по полу и возрасту.

Содержание аутоантител (ААТ) к коллагенам I, II, III,

IV и V типов в плазме крови определяли методом им-муноферментного анализа (ИФА) с помощью наборов «Имтек» (Россия). Количественное определение аутоантител производили с помощью калибровочной кривой, выстраиваемой на основе различных концентраций положительного контроля и с учетом разведения исследуемых образцов [1].

Сывороточное содержание основного фактора роста фибробластов (FGF-b), трансформирующего фактора роста-р1 (TGF-ß1) («BioSource», Бельгия), интерлейкина (IL)-1 ß, IL-4, IL-10, фактора некроза опухоли-а (TNF-а) и интерферона-Y (IFN-y) (ООО «Цитокин», С.-Петербург) определяли методом ИФА. Минимальная достоверно определяемая концентрация FGF-b составляла 7,0 пг/мл, TGF-ß1 - 15,6 пг/мл, IL-4 - 2 пг/мл, IL-10 - 5 пг/мл TNF-a - 1,0 пг/мл, IFN-y - 20,0 пг/мл, диапазон определений для IL-1 ß - 6,3-400,0 пг/мл.

Для проведения статистического анализа данных использовали пакет программ «Statistica 6.0» и «Microsoft Office Excell 2007». С целью определения различий между группами для количественных переменных использовали однофакторный дисперсионный анализ с вычислением двухвыборочного t-критерия Стьюдента для 95% доверительного интервала (при сравнении изменений между двумя группами), критерия Ньюмена-Кейлса (при сравнении изменений между несколькими группами). В случае отсутствия нормального распределения значений использовали критерии Манна-Уитни (при сравнении изменений между двумя группами), Крускала-Уоллиса и Данна (при сравнении изменений между несколькими груп-

*

г

м* Чен

7,7%

ААТ к коллагену

I ТИП

П тші Ш тип

■ Повышенный уровень ААТ к коллагену П Пониженный уровень ААТ к коллагену

Рис. 1. Уровни ААТ к коллагенам 1^ типов в сыворотке крови у пациентов с МАС.

* - р<0,05 в сравнении с контролем (критерий /2).

пами). При статистическом анализе качественных признаков использовали критерий х2 с поправкой Йейтса, точный критерий Фишера. Достоверными считали различия при р<0,05.

Результаты и обсуждение. Отклонение от контрольных показателей в сывороточном содержании аутоантител к коллагену было выявлено у 200 (90,9%) пациентов с ПМК, в том числе к коллагену I типа - у 36,8% (х2=19,7, р<0,0001), II типа - у 44,5% (х2=20,7, р<0,0001), III типа - у 19,1% (х2=5,6, р=0,018), IV типа - у 7,7% (х2=0,7, р=0,390), V типа - у 10% (х2=3,2, р=0,075). Частота выявления повышенных и сниженных уровней ААТ к изучаемым типам коллагена представлена на рисунке 1.

Сдвиги в продукции ААТ к коллагенам ^ типов у пациентов с ПМК не только характеризуют их вовлечение в процесс формирования диспластических изменений, но и свидетельствуют о нарушении иммунорегуляции. Возникающий при метаболизме коллагена иммунный ответ в виде циркулирующих типоспецифических аутоантител - в целом физиологический процесс элиминации продуктов жизнедеятельности соединительнотканных структур - отражает кроме того уровень активности иммунной системы, ее снижение или формирование аутоиммунных феноменов и пер-систирующих иммунных реакций [7].

Значительная распространенность в организме коллагена I типа и выраженные иммунные свойства коллагена II типа, по-видимому, явились причиной наиболее высокой продукции к ним ААТ, что позволяет предполагать важную роль указанных типов коллагена

12 -і 10

с:

2 -

тьШ

*п

П тип Ш тип IV таз V тип

□ с миксоматозной дегенерацией ПМК ^ без миксоматозной дегенерации контроль

Рис. 2. Уровень ААТ к коллагенам 1^ типов у пациентов с ПМК с учетом признаков миксоматозной дегенерации.

* - р<0,05 в сравнении с контролем, ** - р<0,05 в сравниваемых группах с ПМК (однофакторный дисперсионный анализ с вычислением критерия Ньюмена-Кейлса).

в патогенезе диспластикозависимых изменений у пациентов с ПМК.

Анализ уровня аутоантител к коллагенам в зависимости от тяжести ПМК и характера его комбинаций с другими МАС показал, что плазменные концентрации ААТ к коллагенам ^ типов у больных с ПМК I степени не отличались от контрольных, что позволяет предположить отсутствие выраженных нарушений метаболизма соединительной ткани и «дефектов» иммунной системы у этих пациентов.

У больных ПМК I степени в сочетании с ПТК установлен повышенный уровень ААТ к коллагену I типа, при ПМК (I или II степени) в сочетании с АРХ - к коллагенам I и II типов. Случаи с тремя малыми аномалиями сердца характеризовались максимальной концентрацией ААТ к коллагену II типа. Наиболее высокий уровень ААТ к коллагену у больных с множественными нарушениями архитектоники сердца согласуется с данными о выраженном уровне расстройств метаболизма соединительной ткани при сочетанных сердечных микроаномалиях [5].

Особый интерес представляет спектр аутоантител при наличии миксоматозного перерождения структур клапанного аппарата сердца (рис. 2).

Случаи миксоматозной дегенерации ПМК сопровождались увеличением плазменных концентрацией ААТ к коллагенам I и II типов, а также более высоким по сравнению с пациентами без миксоматозной дегенерации уровнем ААТ к коллагенам II и V типов. Расширение спектра ААТ к коллагенам различных типов и увеличение их количественного уровня при миксоматозной дегенерации ПМК может характеризовать в целом более выраженные дефекты аутоиммунных механизмов. Кроме того, особенности локализации V типа коллагена, образующего экзоцитоскелет вокруг эндотелиальных клеток [6], обеспечивает ему в случаях нарушений аутоиммунитета возможность влияния на формирование эндотелиальной дисфункции у пациентов с миксоматозной дегенерацией клапанов. Так, имеются данные об участии аутоантител к коллагену в повреждении эндотелия [10].

Анализ уровня аутоантител у пациентов с пролапсами клапанов при отсутствии и наличии регургитации достоверных различий не выявил.

Известно, что аутоиммунные процессы сопровождаются изменением цитокинового профиля, а ряд ци-токинов способен непосредственно влиять на обмен макромолекул межклеточного матрикса [13]. В этой связи представляет интерес характеристика цитоки-нового профиля у пациентов с ПМК.

В целом по группе ПМК концентрация тестируемых в сыворотке крови и интерлейкинов, за исключением TNF-a, не имела достоверных различий с группой здоровых людей. Показатели TNF-a в случаях ПМК были достоверно меньше, чем в контроле (рис. 3).

Для более детальной характеристики уровня ци-токинов проводили анализ в квантильныхдиапазонах концентраций в подгруппах ПМК с низким (от 1 до 10 квантили) и умеренно низким (от 10 до 25) уровнем, а также с умеренно высокой (от 75 до 90 квантили) и высокой (от 90 до 99) сывороточной концентрацией каждого изучаемого цитокина.

Оказалось, что оптимальные значения сывороточных ^-4, ^-10, TNF-a и у пациентов с ПМК регистрировались реже, чем у здоровых людей. Количество наблюдений высокого уровня ^-1р, умеренно высокого - ^-10, низкого - TNF-a и умеренно низкого - IFN-Y в группе пациентов с ПМК превышало таковое в контроле.

Достоверное увеличение числа наблюдений сни-

■Пациенты с ПМК L Контроль

Рис.3. Содержание цитокинов в сыворотке крови у пациентов с ПМК и здоровых людей.

* - р<0,05 в сравнении с контролем (критерий Манна-Уитни).

женного содержания TNF-a и IFN-Y у пациентов с ПМК, возможно, является конституционально детерминированным и может свидетельствовать о преобладании в данном случае стабильных низкопродуцирующих фенотипов. Как известно, низкопродуцирующие варианты генов цитокинов ассоциируются с нарушением иммунных механизмов [8, 11]. Одной из причин низкого уровня TNF-a в сыворотке крови при пМк может быть повышенная концентрация растворимых рецепторов, коррелирующая со степенью поражения CD4+ клеток [15, 17], количество которых при диспластических проявлениях, как правило, низкое [4, 12].

Угнетение продукции у пациентов с идио-

патическим пролабированием митрального клапана предположительно связывалось с той ролью, которую может играть дефицит в формировании ПМк

[9]. Как доказательство приведены аргументы о способности модулировать синтез коллагена I типа, обнаруживаемого в хордах при миксоматозном перерождении створок пролабирующего митрального клапана. В структурах интактного митрального клапана коллаген этого типа практически не встречается [14, 18].

Увеличение в ряде случаев ПМК уровня ^-1р можно расценивать как компенсаторную реакцию, направленную на стимуляцию синтеза коллагена и ускорение созревания фибробластов [16]. Адаптивное значение, в определенной мере способствующее предупреждению развития выраженных диспластических изменений и осложнений, может иметь повышенный уровень ^-10, установленный в части случаев ПМК.

Сывороточные уровни факторов роста - TGF-p1 (4,4±0,5 нг/мл) и FGF-b (42,6±2,8 пг/мл) у пациентов с ПМК достоверно превышали соответствующие показатели в контроле (0,5±0,2 нг/мл и 15,6±3,4 пг/мл, р<0,05).

Известно, что факторы роста синтезируются в лимитированных количествах, активно экспрессируясь в соответствии с функциональной потребностью [2]. С учетом этого повышение TGF-p1 и FGF-b может свидетельствовать о компенсаторной индукции синтеза коллагена. Не исключена возможность снижения чувствительности тканей больных ПМК к влиянию ростового фактора, ассоциированной с уменьшением экспрессии мембранных рецепторов.

Изучение уровня сывороточных цитокинов с учетом степени ПМК и характера его комбинаций с другими малыми аномалиями сердца выявило наиболее выраженные отклонения у больных с ПМК II степени в сочетании с АРХ, с тремя МАС и в случаях миксоматозной

дегенерации пролабирующего митрального клапана.

Установлена прямая зависимость между содержанием TGF-p1 и уровнем ААТ к коллагенам I (г=+0,37), II (г=+0,71), III (г=+0,45) и V (г=+0,22) типов (р<0,05), между FGF-b и ААТ к коллагенам I (г=+0,16) и V (г=+0,17) типов (р<0,05). Прослеживалась также прямая зависимость между показателями ^-1р и ААТ к коллагену II типа (г=+0,15, р<0,05), ^-10 и ААТ к коллагенам II и V типов (г=+0,24, г=+0,17 соответственно, р<0,05) и обратная связь - между и ААТ к коллагену V типа (г=-0,16, р<0,05).

Заключение. Изменения аутоиммунитета к коллагенам различных типов и цитокинового профиля у пациентов с ПМК позволяют расширить представления о нарушениях регуляции метаболизма соединительной ткани. Нарушения аутоиммунной регуляции коллагенового гомеостаза сопровождались повышением сывороточного уровня TGF-p1, FGF-b, ^-1р, ^-10 и снижением - и TNF-a. Сопряженность аутоиммунных

процессов к коллагену с изменением цитокинового профиля у пациентов с ПМК можно рассматривать как один из патогенетических механизмов, определяющих характер ремоделирования внеклеточного матрикса.

литература

1. Буйлова, ТВ. Исследование аутоантител к коллагену различных типов в сыворотке крови больных с дегенеративно-дистрофическими заболеваниями тазобедренных суставов / ТВ. Буйлова, Е.В. Пученкина, М.Ю. Лебедев // Вестн. травматол. и ортопед. - 2003. - №1. - С. 73-77.

2. Гомазков, О.А. Васкулярные ростовые факторы в патогенезе гипертензивных состояний / О.А. Гомазков // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. - 2005. - № 3.

- С. 93-103.

3. Клеменов, А.В. Недифференцированная дисплазия соединительной ткани / А.В. Клеменов. - М., 2005. - 136 с.

4. Космиади, Г.А. Иммунологические проявления и группа риска у больных сколиозом / ГА. Космиади, С.Т. Ветри-лэ, А.А. Кулешов // Материалы междунар. симпозиума / Адаптация различных систем организма при сколио-тической деформации позвоночника. Методы лечения.

- М., 2003. - С. 51-52.

5. Одинец, Ю.В. Клинико-биохимические сопоставления при синдроме дисплазии соединительной ткани сердца у детей / Ю.В. Одинец, Е.А. Панфилова // Рос. вестн. пе-ринатол. и педиатрии. - 2005. - № 5. - С. 28-31.

6. Руководство по гистологии / под ред. РК. Данилова.

- СПб., 2001. - Т. 1. - 495 с.

7. Руководство по клинической иммунологии и аллергологии, иммуногенетике, иммунофармакологии (для врачей общеклинической практики) / под ред. В.И. Покровского. - М., 2005. - 1072 с.

8. Рыдловская, А.В. Функциональный полиморфизм гена TNFA и патология / А.В. Рыдловская, А.С. Симбирцев // Цитокины и воспаление. - 2005. - № 3. - С. 4-10.

9. Суркина, И.Д. Снижение способности лимфоцитов крови продуцировать интерферон-Y у больных с идиопати-ческим пролабированием митрального клапана / И.Д. Суркина, К.Г Гуревич, О.О. Мельник // Терапевт. архив.

- 2005. - № 9. - С. 74-75.

10. Хаитов, РМ. Предназначение иммунной системы: выполнение физиологических функций, обеспечивающих генетическое постоянство внутренней среды организма / РМ. Хаитов, Л.П. Алексеев // Физиология и патология иммунной системы. - 2004. - № 8. - С. 3-14.

11. Царегородцева, Т.М. Цитокины в гастроэнтерологии / Т.М. Царегродцева, Т. И. Серова. - М., 2003. - 96 с.

12. Яковлев, В.М. Иммунопатологические синдромы при наследственной дисплазии соединительной ткани / В.М. Яковлев, А.В. Глотов, А.В. Ягода. - Ставрополь, 2005. - 234 с.

13. Ярилин, А. А. Основы иммунологии / А. А. Ярилин. - М.,

1999. - 608 c.

14. Akhtar, S. Immunolocalization of elastin, collagen type I and type III, fibronectin, and vitronectin in extracellular matrix components of normal and myxomatous mitral heart valve chordae tendineae / S. Akhtar, K. M. Meek, V. James // Car-diovasc. Pathol. - 1999. - Vol. 8. - P 203-211.

15. Bargetzi, M.J. 1-p Interleukin induces interleukin 1 receptor antagonist and tumor necrosis factor binding protein in humans / M.J. Bargetzi, M. Lantz, C.G. Smith // J. Cancer Res.

- 1993. - Vol. 53. - P 4010-4013.

состояние аутоиммунитета к коллагену и цитокиновый профиль у пациентов с пролапсом митрального клапана

А.В. ягода, Н.Н. гладких

Изучены особенности состояния аутоиммунитета к коллагену и цитокиновый профиль у 220 пациентов с пролапсом митрального клапана (ПМК) (120 мужчин, 100 женщин, средний возраст 20,9±0,3 лет). Методом иммуноферментного анализа определяли сывороточное содержание аутоантител к коллагенам 1^ типов, основного фактора роста фиброблас-тов (FGF-b), трансформирующего фактора роста-р., (TGF-P1). интерлейкинов (^) -1р, ^-4, ^-10, фактора некроза опухоли-а (TNF-а) и интерферона^ (^^).

Отклонения в содержании аутоантител к коллагену были выявлены у 90,9% пациентов с ПМК. Оптимальные значения ^-4, ^-10, TNF-a и у больных ПМК регистрировались

реже, чем у здоровых людей. Количество случаев высокого уровня ^-1р, умеренно высокого - ^-10, низкого - TNF-a и умеренно низкого - в группе ПМК превышало таковое

в контроле. Уровни TGF-P1 и FGF-b у больных ПМК были повышены. Выявлены различия в состоянии аутоиммунитета к коллагену и цитокинового профиля в зависимости от тяжести ПМК и характера его комбинаций с другими малыми аномалиями сердца. Сопряженность аутоиммунных процессов к коллагену с изменением цитокинового профиля у пациентов с ПМК можно рассматривать как один из механизмов ремоделирования внеклеточного матрикса.

Ключевые слова: пролапс митрального клапана, коллаген, аутоиммунитет, цитокины

16. Diaz, A. Regulation of human lung fibroblast alpha 1 (I) procollagen gene expression by tumor necrosis factor a, inter-leukin-1p and prostaglandin E2 / A. Diaz, E. Munoz, R. Johnston // J. Biol. Chem. - 1993. - Vol. 268. - P. 10364-10371.

17. Dinarello, C. Imflammatory cytokine antagonist / C. Dinarel-

lo. - Philadelphia, 1994. - 128 p.

18. Yufit, T Inhibition of type I collagen mRNA expression independent of tryptophan depletion in interferon-gamma-treated human dermal fibroblasts / T. Yufit, U. Vining, L. Wang // J. Invest. Dermatol. - 1995. - Vol. 105. - P. 388-393.

CONDITION OF AUTOIMMUNITY TO COLLAGEN

AND CYTOKINE STRUCTURE IN PATIENTS

WITH MITRAL VALVE PROLAPSE

YAGODA A.V., GLADKIKH N.N.

Features of a condition of autoimmunity to collagen and cytokine structure in 220 patients with mitral valve prolapse (MVP) (120 men, 100 women, average age - 20,9±0,3) are investigated. Serum autoantibody contents to collagens of I-V types, of a major fibroblast growth factor (FGF-b), trasformating growth factor p1 (TGF-P1), interleukins -1p, IL-4, IL-10, the tumour necrosis factor a (TNF-a) and interferon y (IFN-y) were defined by a method of immunefermental analysis.

Deviations in the contents of autoantibodies to collagen have been revealed at 90,9 % of patients with MVP Optimum values of IL-4, IL-10, TNF-a and IFN-y were registered less often in patients with MVP, than in healthy people. The quantity of cases of high level of IL-1P, moderately high - IL-10, low - TNF-a and moderately low - IFN-y in group with MVP exceeded that in the control. Levels of TGF-P1 and FGF-b have been increased in patients with MVP Distinctions in condition of autoimmunity to collagen and cytokine structure are revealed depending on severity of MVP and character of its combinations with other l heart micro anomalies. The interlinking of autoimmune processes to collagen with change of cytokine structure in patients with MVP can be considered as one of mechanisms of extracellular matrix remodeling.

Key words: mitral valve prolapse (MVP), collagen, autoimmunity, cytokines