Email this article Levels of tissue inhibitor of matrix metalloproteinases type 1, matrix metalloproteinase type 7 and anthropometric parameters in practically healthy women and women with arterial hypertension in the older age group
- Authors: Chepurnova N.S.1, Knysh S.V.1, Rudneva A.V.1, Zdor V.V.1, Markelova E.V.1, Romanjuk P.V.1, Sayapin S.I.1
-
Affiliations:
- Pacific State Medical University
- Issue: Vol 26, No 3 (2023)
- Pages: 421-426
- Section: SHORT COMMUNICATIONS
- Submitted: 14.05.2023
- Accepted: 05.07.2023
- Published: 11.08.2023
- URL: https://rusimmun.ru/jour/article/view/9637
- DOI: https://doi.org/10.46235/1028-7221-9637-LOT
- ID: 9637
Cite item
Full Text
Abstract
Multiple studies are currently, aimed at studying the mechanisms of the development of basic age-related pathologies, e.g., arterial hypertension (AH). We found no literature sources concerning associations between the levels of matrix metalloproteinase type 7 (MMP-7), tissue inhibitor of matrix metalloproteinases type (TIMP-1) and anthropometric data which could be useful for diagnosing age-associated, socially dependent diseases and metabolic disorders. The article presents the data on the state of proteolysis system and anthropometric data of 45 almost healthy women and 45 women with arterial hypertension (AH) aged from 59 to 74 years old. The levels of MMP-7 and TIMP-1 in blood serum were studied by sandwich-variant of ELISA test. The waist and neck volume were measured three times with a centimeter tape at an accuracy of 1 cm. Statistical processing of the obtained data was performed using analytical software IBM SPSS Statistics, v. 22.0. The results show some correlations between the levels of MMP-7 and TIMP-1, and the waist and neck sizes (WC). Lower levels of MMP-7 and TIMP-1 were registered in the group of practically healthy women as compared to the second (AH) study group (p < 0.01). Anthropometric data were not markedly diverse: the waist size in the group of healthy women was less than in AH group (p < 0.05), and values of neck volume did not differ significantly between the groups. When assessing the relationships in the group of practically healthy women, we recorded a direct significant correlation between the waist size and neck volume (r = 0.754, p < 0.0001), while in the group of women with AH this relationship was weaker (r = 0.5782, p < 0.0001). In addition, a similar correlation was found between MMP-7 and TIMP-1 levels in the both groups studied. In the group of healthy women this relationship was of medium strength (r = 0.657, p < 0.0001), whereas in the group of women with AH it was stronger (r = 0.720, p < 0.0001). The data obtained suggest the presence of metabolic disorders in the women with arterial hypertension and signs of proteolytic enzyme system disorders.
Full Text
Введение
При артериальной гипертензии (АГ) особую роль отводят именно протеолитической системе как маркеру, отражающему интенсивность обмена внеклеточного матрикса. Поддержание его постоянства зависит от координации синтеза и деградации его белков, осуществляемых матриксными металлопротеиназами. Снижение или увеличение скорости деградации компонентов межклеточного матрикса является основой патогенеза многих заболеваний. В настоящее время изменение уровней матриксной металлопротеиназы-7 (MMP-7) и ее тканевого ингибитора-1 (TIMP-1) рассматривают как один из наиболее ранних биохимических маркеров ремоделирования эндотелия [1]. По свидетельствам многочисленных исследований, индекс массы тела не может быть достоверным прогностическим фактором риска развития сердечно-сосудистых катастроф [2]. Именно величина окружности талии (ОТ), шеи (ОШ), плеча и запястья имеют более существенное значение в определении кардиоваскулярного риска и неблагоприятных кардиоваскулярных исходов [2, 3]. Проанализировав имеющийся научный задел об уровне MMP-7 и TIMP-1 у здоровых женщин и женщин с АГ, нами был обнаружен дефицит информации, опубликованные статьи не давали полного представления изучаемой проблемы по возможной связи с антропометрическими данными.
Цель исследования – проанализировать некоторые показатели протеолиза и значения объема талии и шеи у практически здоровых женщин и женщин с артериальной гипертензией.
Материалы и методы
Проведено обследование 90 женщин в возрасте от 60 до 74 лет: из них 45 практически здоровых женщин и 45 женщин с артериальной гипертензий. Уровни MMP-7 и TIMP-1 в сыворотке крови исследовали методом сендвич-варианта твердофазного иммуноферментного анализа, результаты представили в нг/мл. ОТ измеряли трижды на середине расстояния между краем нижнего ребра и верхнем гребнем подвздошной кости сантиметровой лентой с точностью до 1 см (стоя без обуви, на выдохе, при упоре на обе стопы и с руками, свободно висящими вдоль туловища). ОШ измеряли трижды, накладывая измерительную ленту под щитовидным хрящом, выражали в см. Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью аналитического программного обеспечения IBM SPSS Statistics, 22.0. Для выявления взаимосвязи между переменными был использован коэффициент корреляции рангов Спирмена.
Результаты и обсуждение
В группе практически здоровых женщин нами зафиксирован достоверно более низкий уровень MMP-7 в сравнении со второй исследуемой группой (p < 0,05, табл. 1). Похожая тенденция наблюдалась при анализе уровня TIMP-1: в группе женщин, не отягощенных соматическими патологиями, его уровень был ниже (p < 0,05). Антропометрические данные не отличались выраженным разнообразием: объем талии и объем шеи достоверно в группах не различались (табл. 1).
ТАБЛИЦА 1. Значения MMP-7, TIMP-1 и антропометрии у обследуемых женщин пожилого возраста, Ме (Q0,25-Q0,75)
TABLE 1. MMP-7, TIMP-1 values and anthropometry in elderly women examined, Ме (Q0.25-Q0.75)
№ | Показатели Indicators | Практически здоровые женщины Practically healthy women n = 45 | Женщины с АГ Women with AH n = 45 |
1 | MMP-7, нг/мл MMP-7, ng/mL | 1,83 (1,06-3,08) р1, 2 < 0,05 | 2,16 (1,00-3,16) |
2 | TIMP-1, нг/мл TIMP-1, ng/mL | 138,47 (99,43-35,95) р1, 2 < 0,05 | 166,132 (139,210-243,414) |
3 | Объем талии, см Waist size, cm | 88,5 (83,5-97,5) р1, 2 < 0,05 | 91,0 (88,0-98,0) |
4 | Объем шеи, см Neck volume, cm | 35,3 (34,0-38,8) | 36,0 (35,0-37,0) |
При оценке корреляционной связи в группе практически здоровых женщин нами зафиксирована прямая сильная связь между ОТ и ОШ (r = 0,754; p < 0,0001). В то время как в группе женщин с АГ эта связь между ОТ и ОШ была менее выраженной (r = 0,578; p < 0,0001). Кроме того, в обеих исследуемых группах была обнаружена идентичная особенность взаимосвязи между уровнем MMP-7 и TIMP-1: в группе здоровых женщин эта связь была средней силы (r = 0,657; p < 0,0001), нежели в группе женщин с АГ (r = 0,720; p < 0,0001), где определена сильная связь.
В норме функция ММР регулируется их ингибиторами – белками, регулирующими метаболизм соединительной ткани [3, 4]. В механизме развития АГ ключевое значение имеет активация систем нейрогуморальной регуляции кровообращения, реализация эффектов которой осуществляется с помощью системы матриксных металлопротеиназ. Как АГ, так и избыточный вес приводят к структурно-функциональной перестройке интимы сосудов. Применительно к сосудам у больных АГ, снижение активности ММР и накопление ВКМ в сосудистой стенке на начальной стадии является компенсаторным, и направлено на укрепление ее каркаса в условиях повышенного внутрисосудистого давления и гемодинамического стресса [4, 5]. Необходимо отметить, что MMP-7 имеет особую значимость для сосудистого ремоделирования, поскольку она в изобилии представлена в артериальной сосудистой сети [4, 7]. При этом исследования указанного эффекта ММP практически отсутствуют. В нашей работе прослеживалась четкая тенденция сопровождения повышения уровня ММР-7 и ее ингибитора – TIMP-1, что рассматривается нами как компенcаторный механизм. Михин В.П. с соавт. (2022) обнаружили у пациентов с АГ и метаболическим синдромом (МС) среднюю концентрацию ТIMP-1, которая составила 277,8±23,66 нг/мл и имела тенденцию к снижению по сравнению с контролем (p > 0,05). Авторами было зафиксировано, что нормальный уровень ТIMP-1 увеличивался с возрастом. Кроме того, отмечена прямая корреляция ТIМР-1 с индексом массы тела [6]. Они предположили, что развитие абдоминального ожирения у пациенток с АГ и МС взаимосвязано с дисбалансом в системе протеолиз/антипротеолиз.
Ранее уже сообщалось о многих факторах, влияющих на выработку и активность плазменных MMP. Было обнаружено, что высокие концентрации циркулирующего ММР-7 связаны с воспалением эндотелия в ответ на факторы, включая стресс, окисленные липопротеины низкой плотности (ЛПНП) и провоспалительные цитокины. Повышенные уровни ММР-7 в крови женщин, страдающих висцеральным ожирением, объясняются увеличением продукции его адипоцитами. Однако исследования, в которых проанализирован уровень ММР-7 у людей, страдающих избыточным весом, единичны. Grzechocińska B. и соавт. (2019) в своей работе отметили средние положительные корреляционные связи между индексом массы тела и ММР-7 (р < 0,05), ММP-8 (р < 0,001), ММP-9 (р < 0,01) и ММP-12 (р < 0,05). Субстратами для MMP-7 являются: аполипопротеин C-II, который является кофактором липопротеинлипазы и компонентом липопротеинов очень низкой плотности и хиломикронов; аполипопротеин A-IV [8]. Расщепление aпoлипопротеина C-II значительно снижает активность липопротеинлипазы, что приводит к гидролизу триглицеридов в крови и переносу жирных кислот в ткани. Расщепление аполипопротена A-IV, опосредованное MMP-7, приводит к потере внутренней антиоксидантной активности и имеет патологические последствия в развитии гиперлипидемии и атеросклероза [6]. Известно, что значения объема талии являются одним из главных диагностических признаков метаболических нарушений [8]. Описание взаимосвязей между антропометрическими данными и системой протеолитических ферментов, как ключевого фактора патогенеза АГ и МС, может послужить толчком к дальнейшим исследованиям сосудистой стабильности и патомеханизма нематричных нарушений, связанных с концентрациями ММР.
Выводы
- Значения ММР-7 и TIMP-1 в группе женщин с артериальной гипертензий превышали одноименные показатели группы практически здоровых женщин, что свидетельствует о более активных процессах ремоделирования эндотелия.
- Не отмечено значительной разницы в антропометрических данных между исследованными группами.
- Выявлены корреляционные взаимосвязи в группе практически здоровых женщин между ОТ и ОШ, а также между ММР-7 и TIMP-1. Именно в группе женщин с АГ наблюдалась самая сильная прямая связь между уровнями ММР-7 и TIMP-1.
About the authors
Natalya S. Chepurnova
Pacific State Medical University
Author for correspondence.
Email: Dr.cns@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6642-1332
PhD (Medicine), Associate Professor, Department of Normal and Pathological Physiology
Russian Federation, 2, Ostryakov Avenue, Vladivostok, 690000Sergey V. Knysh
Pacific State Medical University
Email: s.knysh@m.tgmu.ru
PhD (Medicine), Associate Professor, Department of Normal and Pathological Physiology
Russian Federation, 2, Ostryakov Avenue, Vladivostok, 690000Alla V. Rudneva
Pacific State Medical University
Email: markev2010@mail.ru
Senior Laboratory Assistant, Department of Normal and Pathological Physiology
Russian Federation, 2, Ostryakov Avenue, Vladivostok, 690000Viktoria V. Zdor
Pacific State Medical University
Email: victoria.zdor@mail.ru
PhD, MD (Medicine), Senior Research Associate
Russian Federation, 2, Ostryakov Avenue, Vladivostok, 690000Elena V. Markelova
Pacific State Medical University
Email: markev2010@mail.ru
Senior Laboratory Assistant, Department of Normal and Pathological Physiology
Russian Federation, 2, Ostryakov Avenue, Vladivostok, 690000Polina V. Romanjuk
Pacific State Medical University
Email: Dr.cns@yandex.ru
Student, Medical Faculty
Russian Federation, 2, Ostryakov Avenue, Vladivostok, 690000Semyon I. Sayapin
Pacific State Medical University
Email: Dr.cns@yandex.ru
Student, Medical Faculty
Russian Federation, 2, Ostryakov Avenue, Vladivostok, 690000References
- Гиоева З.М., Богданов А.Р., Залетова Т.С., Богданова А.А. Ожирение как фактор риска развития хронической сердечной недостаточности // Доктор.ру, 2017. № 10 (139). С. 21-25. [Gioeva Z.M., Bogdanov A.R., Zaletova T.S., Bogdanova A.A. Obesity as a risk factor for the development of chronic heart failure. Doctor.ru = Doctor.ru, 2017, no. 10 (139), pp. 21-25. (In Russ.)]
- Грачев Н.И., Красников В.Е., Турмова Е.П., Маркелова Е.В., Рублев В.Ю., Назаренко С.А. Анализ показателей матриксной металлопротеиназы-9, тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ 1-го типа и их комплекса у пациентов с острым инфарктом миокарда, подвергшихся чрескожным коронарным вмешательствам // Тихоокеанский медицинский журнал, 2018. № 4 (74). С. 45-48. [Grachev N.I., Krasnikov V.E., Turmova E.P., Markelova E.V., Rublev V.Yu, Nazarenko S.A. Аnalysis of matrix metalloproteinase-9, tape inhibitor of matrix metalloproteinase type 1 and their complex in patients with acute miocard infarction who have exposed high coronary interventions. Tikhookeanskiy meditsinskiy zhurnal = Pacific Medical Journal, 2018, no. 4 (74), pp. 45-48. (In Russ.)]
- Закирова А.Н., Фаткуллина Е.З., Закирова Н.Э. Роль матриксных металлопротеиназ в развитии гипертрофии левого желудочка у пациенток с артериальной гипертонией и метаболическим синдромом // Рациональная фармакотерапия в кардиологии, 2014. № 10 (1). С. 37-42. [Zakirova A.N., Fatkullina E.Z., Zakirova N.E. Role of matrix metalloproteinase in the development of left venter hipertrophy in patients with arterial hypertonia and metabolic syndrome. Ratsionalnaya farmakoterapiya v kardiologii = Rational Pharmacotherapy in Cardiology, 2014, no. 10 (1), pp. 37-42. (In Russ.)]
- Зюбанова И.В., Мордовин В.Ф., Фальковская А.Ю., Пекарский С.Е., Рипп Т.М., Личикаки В.А., Гусакова А.М., Баев А.Е. Динамика биохимических показателей сосудистого фиброза под влиянием ренальной денервации у больных резистентной артериальной гипертензией И.В. // Сибирский медицинский журнал, 2016. Т. 31, № 2. С. 18-22. [Zyubanova I.V., Mordovin V.F., Falkovskaya A.Yu., Pekarsky S.E., Ripp T.M., Lichikaki V.A., Gusakova A.M., Baev A.E. Dynamics of bioshemical indicators of vascular phibrosis under the impact of renal denervation in i.v. resistent arterial hypertenses. Sibirskiy meditsinskiy zhurnal = Siberian Medical Journal, 2016, Vol. 31, no. 2, pp. 18-22. (In Russ.)]
- Казакова Т.С., Нурмамедова Е. Э. Методы проведения антропометрических исследований с целью определения состояния физического здоровья // Медицина и здравоохранение: материалы V Междунар. науч. конф. (г. Казань, май 2017 г.). Казань: Бук, 2017. С. 1-4. [Kazakova Т.S., Nurmamedova E.E. Methods of anthropometric studies to determine the state of physical health. Medicine and Public Health: materials of the V Intern. scientific conf. (Kazan, May 2017). Kazan: Buk, 2017, pp. 1-4. (In Russ.)]
- Михин В.П., Осипова О.А., Воротынцева В.В., Перуцкий Д.Н., Головина Н.И. Содержание матриксных металлопротеиназ в крови больных артериальной гипертонией с высоким сердечно-сосудистым риском на фоне терапии статинами // Кардиоваскулярная терапия и профилактика, 2022. Т. 21, № 10, 3422. [Mikhin V.P., Osipova O.A., Vorotyntseva V.V., Perutsky D.N., Golovina N.I. Content of matrix metalloproteinases in the blood of hypertensive patients with a high cardiovascular risk receiving statin therapy. Kardiovaskulyarnaya terapiya i profilaktika = Cardiovascular Therapy and Prevention, 2022, Vol. 21, no. 10, 3422. (In Russ.)] doi: 10.15829/1728-8800-2022-3422.
- Фальковская А.Ю., Мордовин В.Ф., Пекарский С.Е., Рипп Т.М., Зюбанова И.В., Ситкова Е.С., Личикаки В.А., Манукян М.А., Суслова Т.Е., Гусакова А.М., Рябова Т.Р. Система матриксных металлопротеиназ у больных резистентной артериальной гипертензией, ассоциированной с сахарным диабетом 2 го типа: связь с состоянием почечного кровотока и функцией почек // Артериальная гипертензия, 2019. Т. 25, № 1. С. 34-45. [Falkovskaya A.Yu., Mordovin V.F., Pekarsky S.E., Ripp T.M., Zyubanova I.V., Sitkova E.S., Licikaki V.A., Manukyan M.A., Suslova T.E., Gusakova A.M., Ryabova T.R. Matrix metalloproteinase system in patients with resistant arterial hypertension associated with type 2 diabetes mellitus: relationship with the state of renal blood flow and renal function. Arterialnaya gipertenziya = Arterial Hypertensia, 2019, Vol. 25, no. 1, pp. 34-45. (In Russ.)]
- Grzechocińska B., Dąbrowski F.A, Sierdzinski J., Cyganek A., Wielgoś M.. The association between serum metalloproteinase concentration, obesity, and hormone levels in reproductive-aged wome. Endokrynol. Pol., 2019, Vol. 70, no. 1, pp. 49-56.
Supplementary files
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).