Research of indicators of the system of metalloproteinases and their tissue inhibitors in the serum of patients of different age groups

Abstract

.

Full Text

Старение - сложный биологический процесс, характеризующийся обменными, структурными и функциональными изменениями клеток и тканей, в связи с истощением биоресурса организма. Анализ данных литературы свидетельствует о пристальном внимании исследователей к изучению роли матрикс-ных металлопротеиназ (ММП) при различных физиологических и патологических процессах [1], в том числе и при старении. Основной структурной частью дермы, обеспечивающей упругость и эластичность кожи, является коллаген. Считают, что количество коллагеновых волокон с возрастом уменьшатся, так как снижаются синтетические особенности фибробластов, нарушается состав внеклеточного матрикса, стареющие фибробласты обладают малой подвижностью. Деградация коллагена осу-ществляется матриксными металлопротеиназами (ММП). Активность металлопротеиназ в физиологических условиях регулируется специфическими тканевыми ингибиторами - TИMП, которые подавляют активность ММП благодаря образованию комплекса с ММП в соотношении 1:1. Исследования состояния системы металлопротеиназ в зависимости от возраста немногочисленны и нередко противоречивы. Таким образом, целью исследования явилась оценка морфологического состояния кожи и уровня матриксных металлопротеиназ 1,8 и 9 типов и их тканевых ингибиторов 1 и 2 типов в сыворотке крови у женщин разных возрастных групп. Материалы и методы. В исследовании приняли участие 200 женщин, все наблюдаемые пациентки были разделены в соответствии с классификацией ВОЗ на 3 возрастные группы (1 группа - 25-44, 2 - 45-59, 3 - 60-74 лет) и 3 группы, в зависимости от фототипа (2,3,4) и морфотипа (деформационный, мышечный, отечный в соответствии с классификацией по И.И. Кольгуненко [2]. Определение уровня матриксных металлопротеиназ 1, 8, 9 типов (ММП-1, MM^8, MM^9) и их тканевых ингибиторов 1 и 2 типов (ТИМП-1, ТИМП-2) в сыворотке венозной крови проводили с помощью специфических реактивов фирмы «R&D Diagnostics Inc.» (USA) методом сендвич-варианта твердофазного иммуноферментного анализа, результаты выражали в нг/мл. Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью пакета программ «Statistica 10» и «R». Объем выполненных исследований позволял оценить результаты с достоверностью 95-99% при использовании соответствующих статистических методов. Результаты. Учитывая, что мы исследовали уровень металлопротеиназ у практически здоровых женщин разных возрастных групп (согласно критериям включения и исключения), проведено сравнение полученных данных с результатами, представленными другими 72 Российский Аллергологический ^^урнал 2019 том 16 № 1 исследователями в их контрольных группах. Следует подчеркнуть неоднозначность результатов, определенных разными авторами: A. Jonsson et al. (2016) определили, что уровень ММП-1 в контрольной группе был в 2 раза (р<0,01) выше значений ММП-1, определенных в сыворотке крови женщин, включенных в наше исследование (2,14 нг/мл). По данным E. Kisli с соавт. (2013) количество ММП-1 было еще выше. Оно в 10 раз превышало данные, полученные нами. Тогда как в исследованиях Y-D. Wang с соавт. (2009), О.С. Полуниной и И. А. Аксенова (2016) концентрация ММП-1 была сопоставима с нашими результатами. ММП-2 у обследованных пациенток (240 нг/мл) превышала значения, полученные J. Blicharz-Dorniak et al. (2012) и K. Kapelko-Stowik et al. (2018) в 1, 5 раза (р<0,05). Тогда как показатели ММП-8 и ММП-9 не отличались от большинства данных, полученных в ходе исследований как отечественных, так и зарубежных ученых. Показатели тканевых ингибиторов, сдерживающих деструктивный потенциал металлопротеиназ в общей группе женщин были снижены: так, значения ТИМП-1 были в 2 раза ниже (60 нг/мл, р<0,01) в сравнении с данными K. Kapelko-Stowik et al. (2018), относительно группы, представленной в исследовании Е.В. Маркеловой Е.В. с соавт. (2017) - в 3, 5 раза ниже (р<0,001), а в сравнении с данными О.С. Полуниной с соавт. (2016) -в 10 раз (р<0,001). Только в работе Y-D. Wang с соавт. (2009) значения ТИМП-1 были в 10 раз ниже, полученных нами. ТИМП-2 также был низким (74 нг /мл) и отличался от показателей ТИМП-2, полученных в ходе исследований большинства авторов (р<0,05), но был выше в 10 раз, чем определили M. Oncel с соавт. (2013). При анализе показателей системы металлопротеиназ в сыворотке крови женщин в зависимости от возраста определено, что значения разнились в зависимости от возраста: уровни ММП-1 в 1 и 2 группах пациенток (30-44 и 45-59 лет соответственно) были ниже в 3 раза уровня ММП-1 в 3-ей группе женщин (60-74 года) (р<0,01). Между 1-ой и 2-ой группами различий не выявлено. Это позволят говорить о существенном увеличении продукции ММП-1 у женщин пожилого возраста. Важно отметить, что интерстициальная коллагеназа - ММП-1 - первый тканевой фермент, гидролизующий спиральную область коллагена, она активна, преимущественно, в отношении коллагена III типа . Уровни ММП-2, ММП-8 и ММП-9 не изменялись в зависимости от возраста. Значения ТИМП-1 изменялись в зависимости от возраста исследуемых женщин: в группах женщин от 30 до 44 лет его уровень оказался самым высоким - выше в 2 раза в сравнении с группой женщин в возрасте от 44 до 59 лет (р<0,01), а также в 4 раза выше сывороточных значений групп женщин в возрасте от 60 до 74 лет (р<0,001). Содержание ТИМП-2 в сыворотке крови было максимальным (в 2 раза выше) в группах пациенток в возрасте от 30 до 44 лет в сравнении со значениями женщин в возрасте от 45 до 59 лет (р<0,001). У обследованных 60-74 лет его уровень еще снижался, но был более вариабельным и различия были статистически достоверными только с группой молодого возраста. При исследовании комплексов ММП-9/ТИМП-1 определено повышение их уровня в группах женщин в возрасте от 30 до 44 лет (р<0,001) в сравнении с другими возрастными группами. Определено повышение уровня комплекса ММП-9/ТИМП-2 в сыворотке крови самой молодой возрастной группы женщин, (р<0,05). У женщин в возрасте от 60 до 74 лет, напротив, определено статистически значимое снижение этих комплексов, что свидетельствует о нарушении способности ТИМП-2 связывать ММП-9 у женщин пожилого возраста. Металлопротеиназы участвуют в развитии и регуляции воспалительной реакции, активируя антимикробные белки - продефензины, регулируя миграцию макрофагов и лимфоцитов, проницаемость сосудов, активность цитокинов и хемокинов. Учитывая выше сказанное и то, что избыточная активность ММП отрицательно коррелирует с количеством фибробластов и капилляров [3], считаем, что установленное абсолютное увеличение ММП-1 и нарастание с возрастом коэффициента ММП к ТИМП-1,2, подтверждает роль нарушений в системе металлопротеиназ в патогенезе старения и свидетельствует о процессах повреждения коллагена I типа у женщин пожилого возраста. При этом у этой же категории обследованных зафиксировано снижение тканевых ингибиторов металлопротеиназ как I, так и II типа. Важно отметить, что, несмотря на стабильный, не зависящий от возраста, уровень ММП- 2,8,9 - выявленный дефицит ТИМП 1,2 приводит к увеличению коэффициентов соотношения ММП к ТИМП. Более того в возрасте 60-74 лет определено снижение способности ТИМП-1 и ТИМП-2 связывать ММП-9. Это свидетельствует об относительной гиперпродукции всех ММП у женщин пожилого возраста. Известно, что ММП-2, ММП-9 и ММП-12 могут ингибировать ангиогенез. Это обусловлено их способностью превращать плазминоген в ангиостатин, который угнетает пролиферацию и усиливает апоптоз эндотелиоцитов [4], что может приводить к нарушению микроциркуляции в коже, и тем самым, усугублять процессы старения. Кроме того, высокая концентрация ММП и сериновых протеаз приводит к разрушению или изменению компонентов матрикса, необходимых для реэпителизации [5]. Заключение. Подводя итоги результатам, полученным при исследовании ряда металлопротеиназ, их тканевых ингибиторов 1 и 2 типа, комплекса ММП-9 с последними можно констатировать: выявлено уве Российский Аллергологический ^^урнал 2019 том 16 № 1 73 личение уровня ММП-1 в сыворотке крови женщин пожилого возраста; определено уменьшение комплексов ММП-9/ТИМП-1 и ММП-9/ТИМП-2 в возрастной группе 60-74 лет; установлена относительная гиперпродукция металлопротеиназ 2, 8 и 9 типов у женщин пожилого возраста.