russjcardiolРоссийский кардиологический журналRussian Journal of Cardiology1560-40712618-7620«SILICEA-POLIGRAF» LLC10.15829/1560-4071-2019-8-83-87russjcardiol-3207Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯEXPERIMENTAL STUDIESФеномен роли коллагена IV типа и матриксной металлопротеиназы 9 типа в ремоделировании миокарда левого желудочка при ишемической болезни сердцаRole of type IV collagen and matrix metalloproteinase-9 in remodeling of the left ventricular in coronary artery diseasehttps://orcid.org/0000-0002-0316-8410ПоповМ. А.PopovM. A.

Михаил Александрович Попов — научный сотрудник кардиохирургии

Москва

popovcardio88@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4204-8865ШумаковД. В.ShumakovD. V.

Дмитрий Валерьевич Шумаков  — член-корр. РАН, профессор, рук. отдела хирургии сердца и  сосудов

Москва

sdvtranspl@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7087-5441ЗыбинД. И.ZybinD. I.

Дмитрий Игоревич Зыбин — кандидат медицинских наук, зав. отделением кардиохирургии

Москва

poison1983@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9731-3649ГуревичЛ. Е.GurevichL. E.

Лариса Евсеевна Гуревич. — доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник патологоанатомического отделения

Москва

larisgur@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0248-3259АшевскаяВ. Е.AshevskayaV. E.

Валентина Евгеньевна Ашевская — научный сотрудник отделения патологической анатомии

Москва

v9162881411@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2788-8762БабокинВ. Е.BabokinV. E.

Бабокин Вадим Егорович  — доктор медицинских наук, доцент кафедры госпитальной хирургии

Уфа

https://orcid.org/0000-0002-2348-1500ПронинаВ. П.ProninaV. P.

Виктория Петровна Пронина — ведущий научный сотрудник отделения функциональной диагностики

Москва

mishutka.ru.88@mail.ruГБУЗ МО Московского областного научно-исследовательского клинического института (МОНИКИ) им. М.Ф. ВладимирскогоРоссияM. F. Vladimirsky Moscow Regional Research and Clinical InstituteRussian FederationГГБУЗ МО Московского областного научно-исследовательского клинического института (МОНИКИ) им. М.Ф. ВладимирскогоРоссияM. F. Vladimirsky Moscow Regional Research and Clinical InstituteRussian FederationФГБОУ ВО Башкирский государственный медицинский университет (БГМУ) Минздрава РоссииРоссияBashkir State Medical UniversityRussian Federation201928052019088387Copyright © Попов М.А., Шумаков Д.В., Зыбин Д.И., Гуревич Л.Е., Ашевская В.Е., Бабокин В.Е., Пронина В.П., 20192019Попов М.А., Шумаков Д.В., Зыбин Д.И., Гуревич Л.Е., Ашевская В.Е., Бабокин В.Е., Пронина В.П.Popov M.A., Shumakov D.V., Zybin D.I., Gurevich L.E., Ashevskaya V.E., Babokin V.E., Pronina V.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://russjcardiol.elpub.ru/jour/article/view/3207

В настоящее время в большинстве работ, посвященных “ремоделированию” миокарда, проводится анализ выраженности фиброза при перестройке окружающего экстрацеллюлярного матрикса (ЭЦМ). В то же время практически не изучена роль базальной мембраны кардиомиоцитов в патологии сердца. Базальная мембрана кардиомиоцитов — это высокоорганизованный слой внеклеточного матрикса (ВКМ), расположенный на внешней стороне сарколеммы. Деградация компонентов ВКМ осуществляется различными типами матриксных металлопротеиназ (ММП), которые обладают протеолитической активностью и активно участвуют в процессах ремоделирования ВКМ, разрушая такие его компоненты, как коллагены, эластин, фибронектин, гликозаминогликаны и другие структурные его компоненты.

Цель

Цель. Оценить состояние ВКМ у пациентов с ишемической болезнью сердца и его влияние на ремоделирование миокарда левого желудочка.

Материал и методы

Материал и методы. Проведено морфологическое и иммуногистохимическое (ИГХ) исследование биоптатов миокарда левого желудочка у 16 пациентов, подвергшихся операции левожелудочковой реконструкции в сочетании с аортокоронарным шунтированием.

Результаты

Результаты. При ИГХ исследовании выявлено накопление матриксной металлопротеиназы 9 типа в цитоплазме кардиомиоцитов, которое сочеталось с частичным или полным разрушением базальных мембран (БМ) кардиомиоцитов, образованных коллагеном IV типа.

Заключение

Заключение. Выявлен феномен разрушения коллагена IV типа базальных мембран кардиомиоцитов миокарда левого желудочка под действием матриксной металлопротеиназы 9 типа, которая накапливается в цитоплазме клеток.

Currently, the analysis of the fibrosis severity during the restructuring of the surrounding extracellular matrix (ECM) is studied in most of the research works devoted to “cardiac remodeling”. At the same time, the role of the basal membrane of cardiomyocytes in heart diseases was not studied. The basal membrane of cardiomyocytes is a highly organized layer of the ECM which is located on the outer side of the sarcolemma. Degradation of ECM components is carried out by different types of matrix metalloproteinases (MMP), which have proteolytic activity and are actively involved in the process of ECM remodeling, destroying its components such as collagen, elastin, fibronectin, glycosaminoglycans and other structural components.

Aim

Aim. To evaluate the ECM status in patients with coronary artery disease and its effect on left ventricular myocardial remodeling.

Material and methods

Material and methods. Morphological and immunohistochemical (IHC) examination of left ventricular myocardial biopsies was performed in 16 patients undergoing left ventricular reconstruction in combination with coronary artery bypass grafting.

Results

Results. The IHC study revealed the accumulation of matrix metalloproteinase-9 in the cytoplasm of cardiomyocytes. This accumulation was combined with partial or complete destruction of the basal membranes (BM) of cardiomyocytes formed by type IV collagen.

Conclusion

Conclusion. Type IV collagen destruction in basal membranes of left ventricular cardiomyocyteswasrevealed. It iscausedbytheactionofmatrixmetalloproteinase-9, which accumulates in the cell cytoplasm.

ремоделирование левого желудочкасердечная недостаточностьбазальная мембрана кардиомиоцитовматриксная металлопротеиназа 9коллаген IV типавнеклеточный матриксleft ventricular remodelingheart failurebasal membrane of cardiomyocytesmatrix metalloproteinase-9type IV collagenextracellular matrixReferencesAssayag P, Carré F, Chevalier B, et al. Compensated cardiac hypertrophy: arrhythmogenicity and the new myocardial phenotype I fibrosis. Cardiovascular Research 1997; 4: 439–444. doi.org/10.1016/S0008-6363(97)00073-4.Assayag P, Carré F, Chevalier B, et al. Compensated cardiac hypertrophy: arrhythmogenicity and the new myocardial phenotype I fibrosis. Cardiovascular Research 1997; 4: 439–444. doi.org/10.1016/S0008-6363(97)00073-4.Weber KT. Wound Healing in Cardiovascular Disease. Armonk, NY: Futura 1997; 535-95.Weber KT. Wound Healing in Cardiovascular Disease. Armonk, NY: Futura 1997; 535-95.Silver MA, Christian R, Brilla G, et al. Reactive and reparative fibrillar collagen remodelling in the hypertrophied rat left ventricle: two experimental models of myocardial fibrosis. Cardiovascular Research 1990; 9: 741–747. doi.org/10.1093/cvr/24.9.741.Silver MA, Christian R, Brilla G, et al. Reactive and reparative fibrillar collagen remodelling in the hypertrophied rat left ventricle: two experimental models of myocardial fibrosis. Cardiovascular Research 1990; 9: 741–747. doi.org/10.1093/cvr/24.9.741.Farhadian F, Contard F, Sabri A, et al. Fibronectin and basement membrane in cardiovascular organogenesis and disease pathogenesis. Cardiovascular Research 1996; 32 (3): 433-42. doi:10.1016/0008-6363(96)00119-8.Farhadian F, Contard F, Sabri A, et al. Fibronectin and basement membrane in cardiovascular organogenesis and disease pathogenesis. Cardiovascular Research 1996; 32 (3): 433-42. doi:10.1016/0008-6363(96)00119-8.Weber KT, Sun Y, Tyagi SC, et al. Collagen Network of the Myocardium: Function, Structural Remodeling and Regulatory Mechanisms. Journal of Molecular and Cellular Cardiology 1994; 3: 279-292. doi.org/10.1006/jmcc.1994.1036.Weber KT, Sun Y, Tyagi SC, et al. Collagen Network of the Myocardium: Function, Structural Remodeling and Regulatory Mechanisms. Journal of Molecular and Cellular Cardiology 1994; 3: 279-292. doi.org/10.1006/jmcc.1994.1036.Lamas GA, Pfeffer MA. Left ventricular remodeling after acute myocardial infarction: clinical course and beneficial effects of angiotensin; converting enzyme inhibition. Am Heart J 1991; 4: 1194–1202. doi.org/10.1016/0002-8703(91)90682-8.Lamas GA, Pfeffer MA. Left ventricular remodeling after acute myocardial infarction: clinical course and beneficial effects of angiotensin; converting enzyme inhibition. Am Heart J 1991; 4: 1194–1202. doi.org/10.1016/0002-8703(91)90682-8.Sabbah HN, Goldstein S. Ventricular remodelling: consequences and therapy. Eur Heart J 1993; 14: 24–29. DOI: 10.1093/eurheartj/14.suppl_C.24.Sabbah HN, Goldstein S. Ventricular remodelling: consequences and therapy. Eur Heart J 1993; 14: 24–29. DOI: 10.1093/eurheartj/14.suppl_C.24.Coux A, Lindsey ML, Villarreal F, et al. Myocardial matrix metalloproteinase-2: inside out and upside down. Journal of Molecular and Cellular Cardiology 2014; 77: 64-72. https://doi.org/10.1016/j.yjmcc.2014.09.016.Coux A, Lindsey ML, Villarreal F, et al. Myocardial matrix metalloproteinase-2: inside out and upside down. Journal of Molecular and Cellular Cardiology 2014; 77: 64-72. https://doi.org/10.1016/j.yjmcc.2014.09.016.Wilson EM, Spinale FG. Myocardial remodelling and matrix metallotxoteinases in heart failure: turmoil within the interstitium. Journal Annals of Medicine 2001; 9: 33. doi.org/10.3109/07853890109002108.Wilson EM, Spinale FG. Myocardial remodelling and matrix metallotxoteinases in heart failure: turmoil within the interstitium. Journal Annals of Medicine 2001; 9: 33. doi.org/10.3109/07853890109002108.Lowe JS, Anderson PG. Human Histology (Fourth Edition), Support Cells and the Extracellular Matrix 2015; p. 440. ISBN: 978-0-323-61279-1.Lowe JS, Anderson PG. Human Histology (Fourth Edition), Support Cells and the Extracellular Matrix 2015; p. 440. ISBN: 978-0-323-61279-1.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.