Download article

MYOCARDIAL FIBROSIS IN ARTERIAL HYPERTENSION

V.A. Razin, R.H. Gimaev

Ulyanovsk State University

The results of the analysis of the literature on the problem of myocardial fibrosis in patients with arterial hypertension. The basic directions and tendencies of development of modern methods of diagnosis of myocardial fibrosis in hypertensive heart formation. We consider the relations of metabolic markers of myocardial fibrosis with remodeling of the heart. In this review the results of studies that have shown that the increase in activity TIMMP-1 with an increase in blood pressure contributes to the consolidation of interstitial collagen network to withstand the increased stress functional myocardium, resulting in the subsequent to cardiac remodeling and formation of diastolic dysfunction.

Keywords: myocardial fibrosis, hypertension, volume fraction of interstitial collagen, matrix metalloproteinase, tissue inhibitor of matrix metalloproteinases.

References

1. Белая Н. В. Механизмы ремоделирования миокарда при артериальной гипертензии / Н. В. Бе-лая // Международный мед. журн. – 2006. – № 2. – С. 15–18.

2. Беленков Ю. Н. Ремоделирование левого желудочка: комплексный подход / Ю. Н. Беленков // Сердечная недостаточность. – 2002. – № 3 (4). – С. 161–163.

3. Глезер М. Г. Современная концепция патогенеза постинфарктного ремоделирования сердца. Подходы к медикаментозной терапии / М. Г. Гле-зер, Е. И. Асташкин // Клиническая геронтология. – 2000. – № 1–2. – С. 33–43.

4. Подпрятова Т. В. Оценка степени интерстициального миокардиального фиброза у больных артериальной гипертонией пожилого возраста / Т. В. Подпрятова // 7-я Международная науч. конф. молодых ученых-медиков. – Курск, 2013. – С. 58–61.

5. Разин В. А. Миокардиальный фиброз и инсулиноподобный фактор роста-1 при артериальной гипертензии, связь со структурно-функци-ональными изменениями сердца / В. А. Разин, Р. Х. Гимаев, Е. В. Мовчан // Терапевт. – 2012. – № 3. – С. 4–8.

6. Разин В. А. Тканевой ингибитор матриксной металлопротеазы-1 у пациентов с артериальной гипертензией, маркер миокардиального фиброза / В. А. Разин, Р. Х. Гимаев // Научно-практи-ческая конф. «Кардионеврология – 2011». – Самара, 2011. – С. 33.

7. Сперелакис Н. Физиология и патофизиология сердца : в 2 т. / Н. Сперелакис. – М. : Медицина, 1990. – Т. 2. – С. 169–204.

8. Уровень тканевого ингибитора матриксной металлопротеазы-1 и содержание коллагена в миокарде при артериальной гипертензии с диастолической дисфункцией левого желудочка / В. А. Разин [и др.] // Кардиология в Беларуси. – 2011. – № 5 (18). – С. 226.

9. Хежева Ф. М. Металлопротеиназная активность и ее связь с массой миокарда и диастолической функцией сердца у больных артериальной гипертонией : автореф. дис. ... канд. мед. наук. – М., 2007. – 24 с.

10. Хежева Ф. М. Сывороточные маркеры фиброза у больных артериальной гипертонией / Ф. М. Хежева, Н. А. Мазур // Кардиология. – 2006. – № 3. – С. 64–67.

11. Шляхто Е. В. Молекулярно-генетические и клеточные аспекты ремоделирования сердца и сосудов при гипертонической болезни / Е. В. Шляхто, А. О. Конради, О. М. Моисеева // Терапевтический архив. – 2004. – Т. 76, № 6. – С. 51–58.

12. Abrahams C. Myocardial hypertrophy in Macaca fascicularis. Structural remodeling of the collagen matrix / C. Abrahams, J. S. Janicki, K. T. Weber // Lab Invest. – 1987. – № 56. – Р. 676–683.

13. Baandrup U. Do endomiocardial biopsies represent the morphology of the rest of the myocardium / U. Baandrup, R. A. Florio, E. Olsen // European Heart J. – 1982. – Vol. 3 (2). – P. 171–178.

14. Booz G. W. Molecular signalling mechanisms controlling growth and function of cardiac fibroblasts / G. W. Booz, K. M. Baker // Cardiovasc. Res. – 1995. – № 30. – Р. 537–543.

15. Bouzegrhane F. Is angiotensin II a proliferative factor of cardiac fibroblasts? / F. Bouzegrhane, G. Thibault // Cardiovasc. Res. – 2002. – № 53. – Р. 304–312.

16. Ciulla M. Echocardiographic patterns of myocardial fibrosis in hypertensive patients: Endomyocardial biopsy versus ultrasonic tissure characterization / M. Ciulla, R. Paliotti, D. Hess // J. of the American Society of Echocardiography. – 1997. – Vol. 10 (6). – P. 1–11.

17. Creemers E. Matrix metalloproteinase inhibition after myoсardial infarction / E. Creemers, J. Cleutjens, J. Smits // Circ. Res. – 2001. – № 89. – Р. 201–210.

18. D’Armiento J. Matrix metalloproteinase disruption of the extracellular matrix and cardiac dysfunction / J. D’Armiento // Trends Cardiovasc. Med. – 2002. – № 12. – Р. 97–101.

19. Demir M. Procollagen type I carboxy-terminal peptide shows ventricular hypertrophy and diastolic dysfunction in hypertensive patients / M. Demir, E. Acarturc, T. Inal // Cardiovascular pathology. – 2007. – Vol. 16 (2). – P. 69–74.

20. Devereux R. B. Echocardiographic determination of left ventricular mass in man: anatomic validation of the method / R. B. Devereux, N. Reichek // Circulation. – 1977. – Vol. 55. – P. 613–618.

21. Gonzalez A. Fibrosis in hypertensive heart disease: role of the renin-angiotensin-aldosterone system / A. Gonzalez, B. Lopez, J. Diez // Med. Clin. North. Am. – 2004. – Vol. 88. – Р. 83–97.

22. Herrmann K. L. Glycated collagen cross-linking alters cardiac mechanics in volume-overload hypertrophy / K. L. Herrmann, A. D. McCulloch, J. H. Omens // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. – 2003. – Vol. 284. – Р. 1277–1284.

23. Increased collagen type I synthesis in patients with heart failure of hypertensive origin: relation to myocardial fibrosis / R. Querejeta [et al.] // Circulation. – 2004. – Vol. 110. – Р. 1263–1268.

24. Integrin shedding as a mechanism of cellular adaptation during cardiac growth / E. C. Goldsmith [et al.] // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. – 2003. – Vol. 284. – Р. 2227–2234.

25. Inverse regulation of preproendothelin-1 and endothelin-converting enzyme-1beta genes in cardiac cells by mechanical load / S. Pikkarainen [et al.] // Am J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. – 2006. – Vol. 290. – Р. 1639–1645.

26. Katz A. M. New molecular mechanism in diastolic heart failure / A. M. Katz, M. R. Zile // Circulation. – 2006. – № 113. – Р. 1922–1925.

27. Laviades C. Abnormalities of the Extracellular Degradation of Collagen Type I in Essential Hypertension / C. Laviades, N. Varo, J. Fernandez // Circulation. – 1998. – № 98. – Р. 535–540.

28. Lindsay M. M. TIMP-1: marker of left ventricular diastolic dysfunction and fibrosis in hypertension / M. M. Lindsay, P. Maxwell, F. G. Dinn // Hypertension. – 2002. – Vol. 40, № 2. – P. 136–141.

29. López B. Circulating Biomarkers of Collagen Metabolism in Cardiac Diseases / B. López, A. González, J. Díez // Circulation. – 2010. – Vol. 121. – Р. 1645–1654.

30. Maisch B. Extracellular matrix and cardiac interstitium: restriction is not a restricted phenomenon / B. Maisch // Herz. – 1995. – № 20. – Р. 75–80.

31. Maisch B. Ventricular remodeling / B. Maisch // Cardiology. – 1996. – Vol. 87. – Р. 2–10.

32. Manabe I. Gene Expression in Fibroblasts and Fibrosis. Involvement in Cardiac Hypertrophy / I. Manabe, T. Shindo, R. Nagai // Circ. Res. – 2002. – № 91. – Р. 1103–1127.

33. Matrix metalloproteinases/tissue inhibitors of metalloproteinases: relationship between changes in proteolytic determinants of matrix composition and structural, functional, and clinical manifestations of hypertensive heart disease / S. H. Ahmed [et al.] // Circulation. – 2006. – № 113. – Р. 2089–2096.

34. Myocardial fibrosis and diastolic dysfunction in patients with hypertension: results from the Swedish Irbesartan Left Ventricular Hypertrophy Investigation Versus Atenolol (SILVHIA) / R. Müller-Brunotte [et al.] // J. Hypertens. – 2007. – Vol. 25. – Р. 1958–1966.

35. Myofibroblasts and mechano-regulation of connective tissue remodelling / J. J. Powell [et al.] // Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. – 2002. – № 3. – Р. 349–363.

36. Ruwhof C. Mechanical stress-induced cardiac hypertrophy: mechanisms and signal trans-duction pathways / C. Ruwhof, A. Van der Laarse // Cardiovasc. Res. – 2000. – Vol. 47. – Р. 23–37.

37. Serum carboxy-terminal propeptide of procollagen type I is a marker of myocardial fibrosis in hypertensive heart disease / R. Querejeta [et al.] // Circulation. – 2000. – Vol. 101. – Р. 1729–1735.

38. Shirani J. Usefulness of the Electrocardiogram and Echocardiogram in predicting the amount of interstitial myocardial collagen in endomyocardial biopsy specimens of patients with chronic heart failure / J. Shirani, R. Pick, Y. Quo // Am. J. Cardiol. – 1992. – Vol. 69. – P. 1502.

39. Uniaxial strain upregulates matrix-degrading enzymes produced by human vascular smooth muscle cells / K. Asanuma [et al.] // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. – 2003. – № 284. – Р. 1778–1784.

40. Weber K. T. Cardioreparation in hypertensive heart disease / K. T. Weber // Hypertension. – 2001. – Vol. 38 (3). – Р. 588–591.

41. Zile M. R. Diastolic heart failure—abnormalities in active relaxation and passive stiffness of the left ventricle / M. R. Zile, C. F. Baicu, W. H. Gaasch // N. Engl. J. Med. – 2004. – Vol. 350. – Р. 1953–1959.

Скачать статью

УДК 616.127-004

МИОКАРДИАЛЬНЫЙ ФИБРОЗ В АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ

В.А. Разин, Р.Х. Гимаев

Ульяновский государственный университет

В статье представлены результаты анализа литературы, посвященной проблеме миокардиального фиброза у больных артериальной гипертензией. Выявлены основные направления и тенденции развития современных методов диагностики миокардиального фиброза при формировании гипертензивного сердца. Проанализированы связи метаболических маркеров миокардиального фиброза с ремоделированием сердца. В обзоре рассмотрены результаты исследований, в которых показано, что увеличение активности ТИММП-1 при повышении артериального давления способствует упрочению коллагеновой интерстициальной сети для противостояния повышенному функциональному напряжению миокарда, приводя в последующем к ремоделированию сердца и формированию диастолической дисфункции.

Ключевые слова: миокардиальный фиброз, артериальная гипертензия, объемная фракция интерстициального коллагена, матриксная металлопротеиназа, тканевой ингибитор матриксной металлопротеиназы.

Литература

1. Белая Н. В. Механизмы ремоделирования миокарда при артериальной гипертензии / Н. В. Бе-лая // Международный мед. журн. – 2006. – № 2. – С. 15–18.

2. Беленков Ю. Н. Ремоделирование левого желудочка: комплексный подход / Ю. Н. Беленков // Сердечная недостаточность. – 2002. – № 3 (4). – С. 161–163.

3. Глезер М. Г. Современная концепция патогенеза постинфарктного ремоделирования сердца. Подходы к медикаментозной терапии / М. Г. Гле-зер, Е. И. Асташкин // Клиническая геронтология. – 2000. – № 1–2. – С. 33–43.

4. Подпрятова Т. В. Оценка степени интерстициального миокардиального фиброза у больных артериальной гипертонией пожилого возраста / Т. В. Подпрятова // 7-я Международная науч. конф. молодых ученых-медиков. – Курск, 2013. – С. 58–61.

5. Разин В. А. Миокардиальный фиброз и инсулиноподобный фактор роста-1 при артериальной гипертензии, связь со структурно-функци-ональными изменениями сердца / В. А. Разин, Р. Х. Гимаев, Е. В. Мовчан // Терапевт. – 2012. – № 3. – С. 4–8.

6. Разин В. А. Тканевой ингибитор матриксной металлопротеазы-1 у пациентов с артериальной гипертензией, маркер миокардиального фиброза / В. А. Разин, Р. Х. Гимаев // Научно-практи-ческая конф. «Кардионеврология – 2011». – Самара, 2011. – С. 33.

7. Сперелакис Н. Физиология и патофизиология сердца : в 2 т. / Н. Сперелакис. – М. : Медицина, 1990. – Т. 2. – С. 169–204.

8. Уровень тканевого ингибитора матриксной металлопротеазы-1 и содержание коллагена в миокарде при артериальной гипертензии с диастолической дисфункцией левого желудочка / В. А. Разин [и др.] // Кардиология в Беларуси. – 2011. – № 5 (18). – С. 226.

9. Хежева Ф. М. Металлопротеиназная активность и ее связь с массой миокарда и диастолической функцией сердца у больных артериальной гипертонией : автореф. дис. ... канд. мед. наук. – М., 2007. – 24 с.

10. Хежева Ф. М. Сывороточные маркеры фиброза у больных артериальной гипертонией / Ф. М. Хежева, Н. А. Мазур // Кардиология. – 2006. – № 3. – С. 64–67.

11. Шляхто Е. В. Молекулярно-генетические и клеточные аспекты ремоделирования сердца и сосудов при гипертонической болезни / Е. В. Шляхто, А. О. Конради, О. М. Моисеева // Терапевтический архив. – 2004. – Т. 76, № 6. – С. 51–58.

12. Abrahams C. Myocardial hypertrophy in Macaca fascicularis. Structural remodeling of the collagen matrix / C. Abrahams, J. S. Janicki, K. T. Weber // Lab Invest. – 1987. – № 56. – Р. 676–683.

13. Baandrup U. Do endomiocardial biopsies represent the morphology of the rest of the myocardium / U. Baandrup, R. A. Florio, E. Olsen // European Heart J. – 1982. – Vol. 3 (2). – P. 171–178.

14. Booz G. W. Molecular signalling mechanisms controlling growth and function of cardiac fibroblasts / G. W. Booz, K. M. Baker // Cardiovasc. Res. – 1995. – № 30. – Р. 537–543.

15. Bouzegrhane F. Is angiotensin II a proliferative factor of cardiac fibroblasts? / F. Bouzegrhane, G. Thibault // Cardiovasc. Res. – 2002. – № 53. – Р. 304–312.

16. Ciulla M. Echocardiographic patterns of myocardial fibrosis in hypertensive patients: Endomyocardial biopsy versus ultrasonic tissure characterization / M. Ciulla, R. Paliotti, D. Hess // J. of the American Society of Echocardiography. – 1997. – Vol. 10 (6). – P. 1–11.

17. Creemers E. Matrix metalloproteinase inhibition after myoсardial infarction / E. Creemers, J. Cleutjens, J. Smits // Circ. Res. – 2001. – № 89. – Р. 201–210.

18. D’Armiento J. Matrix metalloproteinase disruption of the extracellular matrix and cardiac dysfunction / J. D’Armiento // Trends Cardiovasc. Med. – 2002. – № 12. – Р. 97–101.

19. Demir M. Procollagen type I carboxy-terminal peptide shows ventricular hypertrophy and diastolic dysfunction in hypertensive patients / M. Demir, E. Acarturc, T. Inal // Cardiovascular pathology. – 2007. – Vol. 16 (2). – P. 69–74.

20. Devereux R. B. Echocardiographic determination of left ventricular mass in man: anatomic validation of the method / R. B. Devereux, N. Reichek // Circulation. – 1977. – Vol. 55. – P. 613–618.

21. Gonzalez A. Fibrosis in hypertensive heart disease: role of the renin-angiotensin-aldosterone system / A. Gonzalez, B. Lopez, J. Diez // Med. Clin. North. Am. – 2004. – Vol. 88. – Р. 83–97.

22. Herrmann K. L. Glycated collagen cross-linking alters cardiac mechanics in volume-overload hypertrophy / K. L. Herrmann, A. D. McCulloch, J. H. Omens // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. – 2003. – Vol. 284. – Р. 1277–1284.

23. Increased collagen type I synthesis in patients with heart failure of hypertensive origin: relation to myocardial fibrosis / R. Querejeta [et al.] // Circulation. – 2004. – Vol. 110. – Р. 1263–1268.

24. Integrin shedding as a mechanism of cellular adaptation during cardiac growth / E. C. Goldsmith [et al.] // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. – 2003. – Vol. 284. – Р. 2227–2234.

25. Inverse regulation of preproendothelin-1 and endothelin-converting enzyme-1beta genes in cardiac cells by mechanical load / S. Pikkarainen [et al.] // Am J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. – 2006. – Vol. 290. – Р. 1639–1645.

26. Katz A. M. New molecular mechanism in diastolic heart failure / A. M. Katz, M. R. Zile // Circulation. – 2006. – № 113. – Р. 1922–1925.

27. Laviades C. Abnormalities of the Extracellular Degradation of Collagen Type I in Essential Hypertension / C. Laviades, N. Varo, J. Fernandez // Circulation. – 1998. – № 98. – Р. 535–540.

28. Lindsay M. M. TIMP-1: marker of left ventricular diastolic dysfunction and fibrosis in hypertension / M. M. Lindsay, P. Maxwell, F. G. Dinn // Hypertension. – 2002. – Vol. 40, № 2. – P. 136–141.

29. López B. Circulating Biomarkers of Collagen Metabolism in Cardiac Diseases / B. López, A. González, J. Díez // Circulation. – 2010. – Vol. 121. – Р. 1645–1654.

30. Maisch B. Extracellular matrix and cardiac interstitium: restriction is not a restricted phenomenon / B. Maisch // Herz. – 1995. – № 20. – Р. 75–80.

31. Maisch B. Ventricular remodeling / B. Maisch // Cardiology. – 1996. – Vol. 87. – Р. 2–10.

32. Manabe I. Gene Expression in Fibroblasts and Fibrosis. Involvement in Cardiac Hypertrophy / I. Manabe, T. Shindo, R. Nagai // Circ. Res. – 2002. – № 91. – Р. 1103–1127.

33. Matrix metalloproteinases/tissue inhibitors of metalloproteinases: relationship between changes in proteolytic determinants of matrix composition and structural, functional, and clinical manifestations of hypertensive heart disease / S. H. Ahmed [et al.] // Circulation. – 2006. – № 113. – Р. 2089–2096.

34. Myocardial fibrosis and diastolic dysfunction in patients with hypertension: results from the Swedish Irbesartan Left Ventricular Hypertrophy Investigation Versus Atenolol (SILVHIA) / R. Müller-Brunotte [et al.] // J. Hypertens. – 2007. – Vol. 25. – Р. 1958–1966.

35. Myofibroblasts and mechano-regulation of connective tissue remodelling / J. J. Powell [et al.] // Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. – 2002. – № 3. – Р. 349–363.

36. Ruwhof C. Mechanical stress-induced cardiac hypertrophy: mechanisms and signal trans-duction pathways / C. Ruwhof, A. Van der Laarse // Cardiovasc. Res. – 2000. – Vol. 47. – Р. 23–37.

37. Serum carboxy-terminal propeptide of procollagen type I is a marker of myocardial fibrosis in hypertensive heart disease / R. Querejeta [et al.] // Circulation. – 2000. – Vol. 101. – Р. 1729–1735.

38. Shirani J. Usefulness of the Electrocardiogram and Echocardiogram in predicting the amount of interstitial myocardial collagen in endomyocardial biopsy specimens of patients with chronic heart failure / J. Shirani, R. Pick, Y. Quo // Am. J. Cardiol. – 1992. – Vol. 69. – P. 1502.

39. Uniaxial strain upregulates matrix-degrading enzymes produced by human vascular smooth muscle cells / K. Asanuma [et al.] // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. – 2003. – № 284. – Р. 1778–1784.

40. Weber K. T. Cardioreparation in hypertensive heart disease / K. T. Weber // Hypertension. – 2001. – Vol. 38 (3). – Р. 588–591.

41. Zile M. R. Diastolic heart failure—abnormalities in active relaxation and passive stiffness of the left ventricle / M. R. Zile, C. F. Baicu, W. H. Gaasch // N. Engl. J. Med. – 2004. – Vol. 350. – Р. 1953–1959.