Иммуно-гистохимический анализ содержания коллагена-I и коллагена-III в тканях клапанов сердца при различных формах инфекционного эндокардита: роль фонового состояния или влияние инфекции?

Авторы: Грязнов Д.В.1,2, 2, Ковалев С.А.1,2, 2, Жданов А.И.2, Воронцова З.А.1, Лавренов А.Л.1, Першин Е.В.3, Золотарева С.Н.1, Киншов А.Н.1, Некрасова Н.В.1

Организация:
1 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко» Минздрава России, ул. Студенческая, 10, г. Воронеж, 394036, Российская Федерация;
2 БУЗ ВО «Воронежская областная клиническая больница No 1», Московский пр-т, 151, г. Воронеж, 394066, Российская Федерация;
3 БУЗ ВО «Воронежское областное патологоанатомическое бюро», Московский пр-т, 151, г. Воронеж, 394066, Российская Федерация

Для корреспонденции: Сведения доступны для зарегистрированных пользователей.

Раздел: Оригинальные статьи

DOI: https://doi.org/10.24022/1997-3187-2018-12-2-100-119

УДК: 616.126-022.7:577:616-018

Библиографическая ссылка: Креативная кардиология. 2018; 12 (2): 100-119

Цитировать как: Грязнов Д.В., Ковалев С.А., Жданов А.И., Воронцова З.А., Лавренов А.Л., Першин Е.В., Золотарева С.Н., Киншов А.Н., Некрасова Н.В.. Иммуно-гистохимический анализ содержания коллагена-I и коллагена-III в тканях клапанов сердца при различных формах инфекционного эндокардита: роль фонового состояния или влияние инфекции?. Креативная кардиология. 2018; 12 (2): 100-119. DOI: 10.24022/1997-3187-2018-12-2-100-119

Поступила / Принята к печати:  14.05.201 / 21.05.2018

Ключевые слова: экстрацеллюлярный матрикс, инфекционный эндокардит, коллаген-I, коллаген-III, экспрессия

Оформить подписку 🔒

Аннотация

Введение. Коллагеновые волокна I и III типов являются основным компонентом внеклеточного матрикса клапанного аппарата сердца. Цель исследования – изучение влияния различных форм инфекционного эндокардита (ИЭ) на экспрессию этих белков в тканях сердечных клапанов человека.

Материал и методы. Данные 60 хирургических пациентов с ИЭ сравнены с показателями 28 хирургических пациентов с неинфекционным поражением клапанов. Иммуногистохимическое исследованиетканей клапанов сердца проводили с использованием сывороток, содержащих антитела к коллагену-I (K-I) и коллагену-III (K-III). Содержание белка оценивали посредством обработки показателей оптической плотности окраски.

Результаты. При сравнении общей группы с ИЭ и контрольной группы различий в содержании K-I не обнаружено, в то же время при ИЭ получен существенно более низкий уровень K-III. В подгруппе с острым ИЭ выявлено значимое снижение экспрессии как K-I, так и K-III. При подостром эндокардите отмечено повышение уровня K-I и снижение уровня K-III в сравнении с контрольной группой (p<0,0001 во всех вышеуказанных сравнениях). Наименьший уровень как K-I, так и K-III отмечен в двух подгруппах контрольной группы: в препаратах с кальцинированным аортальным стенозом (КАС) (pK-I=0,003; pK-III=0,019), а также образцах трехстворчатых клапанов (ТК); (pK-I<0,0001; pK-III<0,0001). Низкий уровень содержания обоих белков имел место также при вторичном эндокардите на фоне КАС (pK-I<0,0001; pK-III<0,0001), уменьшение экспрессии K-III обнаружено в инфекционном поражении ТК (p<0,0001). При пролапсе митрального клапана (ПМК) и при ИЭ на фоне ПМК имело место снижение уровня K-III (p=0,04 и 0,024 соответственно).

Выводы. Основным отличительным признаком ИЭ явилось снижение уровня K-III. На распределение K-I и K-III при ИЭ оказывают влияние: локализация клапанного поражения, фоновая патология сердца, форма, активность и стадия инфекционного процесса.

Литература

  1. Habib G., Lancellotti P., Antunes M.J., Bongiorni M.G., Casalta J.P., Del Zotti F. et al. 2015 ESC Guidelines for the management of infective endocarditis: The task force for the management of infective endocarditis of the European Society of Cardiology (ESC). Endorsed by: European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS), the European Association of Nuclear Medicine (EANM). Eur. Heart J. 2015; 36 (44): 3075–128. DOI: 10.1093/eurheartj/ehv319

  2. Millar B.C., Habib G., Moore J.E. New diagnostic approaches in infective endocarditis. Heart. 2016; 102 (10): 796–807. DOI: 10.1136/heartjnl-2014-307021.

  3. Nishimura R.A., Otto C.M., Bonow R.O., Mack M.J., Carabello B.A., McLeod C.J. et al. 2017 AHA/ACC Focused Update of the 2014 AHA/ACC Guideline for the Management of Patients With Valvular Heart Disease: A Report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Clinical Practice Guidelines. Circulation. 2017; 135 (22). DOI: 10.1161/CIR.0000000000000503.

  4. Тюрин В.П. Инфекционные эндокардиты: Руководство. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2012. / Tyurin V.P. Infective endocarditis: Guidelines. Moscow: GEOTAR–Media; 2012 (in Russ.).

  5. Шевченко Ю.Л. Хирургическое лечение инфекционного эндокардита и основы гнойно-септической кардиохирургии. М.: Династия; 2015. / Shevchenko Yu.L. Surgical treatment of infective endocarditis and basics of pyoseptic cardiac surgery. Moscow: Dinastiya; 2015 (in Russ).

  6. Lepidi H., Durack D.T., Raoult D. Diagnostic methods current best practices and guidelines for histologic evaluation in infective endocarditis. Infect. Dis. Clin. North Am. 2002; 16 (2): 339–61. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12092476 (дата обращения 20.01.2018).

  7. El Accaoui R.N., Gould S.T., Hajj G.P., Chu Y., Davis M.K., Kraft D.C. et al. Aortic valve sclerosis in mice deficient in endothelial nitric oxide synthase. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2014; 306 (9): H1302–13. DOI: 10.1152/ajpheart.00392.2013.

  8. Nomura R., Otsugu M., Naka S., Teramoto N., Matsumoto-Nakano A.M., Ooshima T. et al. Contribution of the interaction of streptococcus mutans serotype k strains with fibrinogen to the pathogenicity of infective endocarditis. Infect. Immun. 2014; 82 (12): 5223–34. DOI: 10.1128/IAI.02164-14.

  9. Pepe G., Nistri S., Giusti B., Sticchi E., Attanasio M., Porciani C. Identification of fibrillin 1 gene mutations in patients with bicuspid aortic valve (BAV) without Marfan syndrome. BMC Med. Gen. 2014; 15: 23. DOI: 10.1186/1471-2350-15-23.

  10. Nallapareddy S.R., Singh K.V., Murray B.E. Contribution of the collagen adhesin Acm to pathogenesis of Enterococcus faecium in experimental endocarditis. Infect. Immun. 2008; 76 (9): 4120–28. DOI: 10.1128/IAI.00376-08.

  11. Gava E., de Castro C.H., Ferreira A.J., Colleta H., Melo M.B., Alenina N. et al. Angiotensin-(1-7) receptor Mas is an essential modulator of extracellular matrix protein expression in the heart. Regul. Pept. 2012; 175: 30–42. DOI: 10.1016/j.regpep.2012.01.001

  12. Nus M., MacGrogan D., Martínez-Poveda B., Benito Y., Casanova J.C. Diet-Induced aortic valve disease in mice haploinsufficient for the notch pathway effector RBPJK/CSL. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2011; 31: 1580–88. DOI: 10.1161/ATVBAHA.111.227561.

  13. Petrov G., Regitz-Zagrosek V., Lehmkuhl E., Krabatsch T., Dunkel A., Dandel M. et al. Regression of myocardial hypertrophy after aortic valve replacement, faster in women? Circulation. 2010; S23–8. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.109.927764.

  14. Гасанов А.Г., Бершова Т.В. Роль изменений внеклеточного матрикса при возникновении сердечно-сосудистых заболеваний. Биомедицинская химия. 2009: 55 (2): 155–68. https://elibrary.ru/item.asp?id=12590537 (дата обращения 18.02.2018). / Gasanov A.G., Bershova T.V. The role of extracellular matrix changes in occurrence of cardiovascular diseases. Biomeditsinskaya Khimiya. 2009; 55 (2): 155–68 (in Russ). Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=12590537 (accessed February 18, 2018).

  15. Fleischer K.J., Nousari H.C., Anhalt G.J., Stone C.D., Laschinger J.C. Immunohistochemical abnormalities of fibrillin in cardiovascular tissues in Marfan's syndrome. Ann. Thorac. Surg. 1997; 63 (4): 1012–17. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9124898 (дата обращения 27.02.2017).

  16. LiX.,QiY.,LiY.,ZhangS.,GuoS.,ChuS.etal. Impact of mineralocorticoid receptor antagonists on changes in cardiac structure and function of left ventricular dysfunction. A meta-analysis of randomized controlled trials. Circ. Heart Fail. 2013; 6: 156–65. DOI: 10.1161/CIRCHEARTFAILURE.112.000074.

  17. Земцовский Э.В., Малев Э.Г., Реева С.В., Лу- нева Е.Б., Парфенова Н.Н., Лобанов М.Ю. и др. Диагностика наследственных нарушений соединительной ткани. Итоги и перспективы. Российский кардиологический журнал. 2013; 4: 38–43. DOI: 10.15829/1560-4071-2013-4-38-43. / Zemtsovskiy E.V., Malev E.G., Reeva S.V., Lune- va E.B., Parfenova N.N., Lobanov M.Yu. et al. Diagnosis of genetical abnormalities of connective tissue. Overall results and prospects. Russian Journal of Cardiology. 2013; 4: 38–43 (in Russ.). DOI: 10.15829/1560-4071-2013-4-38-43.

  18. Banerjee T., Mukherjee S., Ghosh S., Biswas M., Dutta S., Pattari S. et al. Clinical significance of markers of collagen metabolism in rheumatic mitral valve disease. PLoS One. 2014; 9 (3): e90527. DOI: 10.1371/journal.pone.0090527.

  19. Votteler M., Berrio D.A., Horke A., Sabatier L., Reinhardt D.P., Nsair A. et al. Elastogenesis at the onset of human cardiac valve development. Development. 2013; 140 (11): 2345–53. DOI: 10.1242/dev.093500.

  20. Leopold J.A. Cellular mechanisms of aortic valve calcification. Circ. Cardiovasc. Interv. 2012; 5 (4): 605–14. DOI: 10.1161/CIRCINTERVENTIONS.112.971028.

  21. Nataatmadja M., West M., West J., Summers K., Walker P., Nagata M. et al. Abnormal extracellular matrix protein transport associated with increased apoptosis of vascular smooth muscle cells in Marfan syndrome and bicuspid aortic valve tho- racic aortic aneurysm. Circulation. 2003; II329–34. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12970255 (дата обращения 03.12.2018).

  22. Sádaba J.R., Martínez-Martínez E., Arrieta V., Álvarez V., Fernández-Celis A., Ibarrola J. et al. Role for Galectin-3 in calcific aortic valve stenosis. J. Am. Heart Assoc. 2016; 5 (11): e004360. DOI: 10.1161/JAHA.116.004360.

  23. Tsamis A., Krawiec J.T., Vorp D.A. Elastin and col- lagen fibre microstructure of the human aorta in ageing and disease: a review. J. R. Soc. Interface. 2012; 10: 1004. DOI: 10.1098/rsif.2012.1004.

  24. Balachandran K., Bakay M.A., Connolly J.M., Zhang X., Yoganathan A.P., Levy R.J. Aortic valve cyclic stretch causes increased remodeling activity and enhanced serotonin receptor responsiveness. Ann. Thorac. Surg. 2011; 92 (1): 147–53. DOI: 10.1016/j.athoracsur.2011.03.084.

  25. Stephens E.H., Nguyen T.C., Itoh A., Ingels N.B., Jr., Miller C., Grande-Allen K.J. The effects of mitral regurgitation alone are sufficient for leaflet remod- eling. Circulation. 2008; 118 (14): S243–9. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.

  26. De Buyzere M.L., De Scheerder I.K., Delanghe J.R., Robbrecht J.H., Clement D.L., Wieme R.J. Measurement of autoimmune response against collagen types I, III, and IV by enzyme-linked immunosorbent assay, and its application in infective endocarditis. Clin. Chem. 1989; 35 (2): 246–50. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2914369 (дата обращения 25.12.2017).

  27. Dougherty G. Digital image processing for medical applications. California State University, Channel Islands. Cambridge University Press; 2009.

  28. Qiu J.S.G., Ilyas M., Dolman G. A Semi-automat- ic image analysis tool for biomarker detection in immunohistochemistry analysis. International Conference on Image and Graphics (ICIG). 2013; 937–42. DOI: 10.1109/ICIG.2013.197.

  29. Chen J.-H., Simmons C.A., Towler D.A. Cellmatrix interactions in the pathobiology of calcific aortic valve disease. Critical roles for matricellular, matricrine, and matrixmechanics cues. Circ. Res. 2011; 108: 1510–24. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.110.234237.

  30. Dupuis L., Osinska H., Weinstein M.B., Hinton R.B., Christine B. Insufficient versican cleavage and SMAD2 phosphorylation results in bicuspid aortic and pulmonary valves. J. Mol. Cell. Cardiol. 2013; 60: 50–9. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2013.03.010.

Об авторах

  • Грязнов Дмитрий Владимирович, канд. мед. наук, доцент кафедры госпитальной хирургии ВГМУ им. Н.Н. Бурденко, сердечно-сосудистый хирург кардиохирургического отделения No 1 ВОКБ No 1, orcid.org/0000-0003-0108-5897

  • Ковалев Сергей Алексеевич, доктор мед. наук, профессор, главный сердечно-сосудистый хирург Центрального федерального округа, руководитель Воронежского кардиохирургического центра, заведующий кардиохирургическим отделением No 2 ВОКБ No 1, профессор кафедры госпитальной хирургии ВГМУ им. Н.Н. Бурденко, orcid.org/0000-0001-8200-0351

  • Жданов Александр Иванович, доктор мед. наук, профессор, заведующий кафедрой, orcid.org/0000-0001-7110-6249

  • Воронцова Зоя Афанасьевна, доктор биол. наук, профессор, заведующий кафедрой, orcid.org/0000-0002-3610-2549

  • Лавренов Александр Леонидович, канд. мед. наук, ассистент, orcid.org/0000-0002-9104-3553

  • Першин Евгений Викторович, заведующий отделением, orcid.org/0000-0002-1237-4494

  • Золотарева Светлана Николаевна, канд. биол. наук, доцент, orcid.org/0000-0002-2136-8272

  • Киншов Александр Николаевич, ординатор, orcid.org/0000-0003-3756-5649

  • Некрасова Наталья Васильевна, канд. мед. наук, ассистент, orcid.org/0000-0002-4096-8628

Электронная подписка

Для получения доступа к тексту статей журнала воспользуйтесь услугой «Электронная подписка»:

Оформить подписку Подробнее об электронной подписке

Главный редактор

Лео Антонович Бокерия, академик РАН и РАМН

Лео Антонович Бокерия, доктор медицинских наук, профессор, академик РАН и РАМН, директор


 Если вы заметили опечатку, выделите текст и нажмите alt+A