Изменения количества матриксных металлопротеиназ и кинуренинов у лиц с диабетической ретинопатией, их роль в развитии заболевания

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Введение. Диабетическая ретинопатия (ДР) — одно из наиболее частых хронических осложнений сахарного диабета (СД). Патогенез ДР сложный, включает взаимодействие многих молекулярных механизмов, при этом далеко не все они изучены.

Цель. Определить уровень матриксных металлопротеиназ и кинуренинов в крови у пациентов с СД 2 типа и различной стадией ДР.

Материалы и методы. Сформированы 4 группы пациентов: 1-я группа (контрольная) — 21 здоровый человек; 2-я группа — 21 пациент с преддиабетом, 3-я группа — 21 пациент с СД 2 типа, 4-я группа — 63 больных с СД 2 типа и ДР. Далее пациенты с ДР распределены на группы (n = 21): 5-я группа — непролиферативная стадия ДР, 6-я группа — препролиферативная ДР, 7-я группа — пролиферативная ДР. В сыворотке крови определены: содержание металлопротеиназ (ММП) 2 и 9 типа (ММП-2, ММП-9) методом иммуноферментного анализа; в плазме крови — концентрация кинуренинов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Результаты. Зарегистрированы значимые различия между изучаемыми показателями у здоровых лиц и пациентов с СД. В последующем результаты пациентов с разными стадиями ДР сравнивались с данными больных СД без сосудистых осложнений. При препролиферативной стадии ДР зарегистрировано превышение ММП-2 крови на 87,9% (р = 0,030) и ММП-9 — на 37,3% (р = 0,049) относительно лиц с СД. При пролиферативной стадии ДР уровни ММП-9 и ММП-2 выше таковых не только группы сравнения, но и групп непролиферативной и препролиферативной стадии ДР. При препролиферативной стадии ДР также зарегистрирована повышенная концентрация 3-гидроксикинуренина. Максимальное повышение кинуренинов отмечено при финальной стадии ДР (р < 0,05 относительно групп непролиферативной и препролиферативной ДР).

Выводы. В анализируемых группах лиц концентрации кинуренинов нарастали по мере прогрессирования основного заболевания. Уровень ММП-9 выше при СД, при пролиферативной стадии ДР происходит рост значений ММП-9 и ММП-2.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ольга Алексеевна Саклакова

Читинская государственная медицинская академия

Email: saklakovaoa@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-3163-4953
SPIN-код: 6375-3450
Россия, Чита

Мария Владимировна Максименя

Читинская государственная медицинская академия

Email: mmv4510@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6308-3411
SPIN-код: 1875-5786

канд. биол. наук

Россия, Чита

Татьяна Михайловна Караваева

Читинская государственная медицинская академия

Автор, ответственный за переписку.
Email: KaTany1@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0487-6275
SPIN-код: 5483-1547

канд. мед. наук, доцент

Россия, Чита

Павел Петрович Терешков

Читинская государственная медицинская академия

Email: tpp6915@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8601-3499
SPIN-код: 5228-8808

канд. мед. наук

Россия, Чита

Анна Александровна Переломова

Читинская государственная медицинская академия

Email: savani15@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-5205-645X
Россия, Чита

Елена Викторовна Фефелова

Читинская государственная медицинская академия

Email: fefelova.elena@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0724-0352
SPIN-код: 4199-2842

д-р мед. наук, доцент

Россия, Чита

Список литературы

  1. Kowluru RA, Zhong Q, Santos JM. Matrix metalloproteinases in diabetic retinopathy: potential role of MMP-9. Expert Opin Investig Drugs. 2012;21(6):797–805. doi: 10.1517/13543784.2012.681043
  2. Filippov VM, Petrachkov DV, Budzinskaya MV, Sidamonidze AL. Modern concepts of pathogenesis of diabetic retinopathy. Vestn Oftalmol. 2021; 137(5 2):306–313. doi: 10.17116/oftalma2021137052306 EDN: MXUFMW
  3. Kang Q, Yang C. Oxidative stress and diabetic retinopathy: Molecular mechanisms, pathogenetic role and therapeutic implications. Redox Biol. 2020;37:101799. doi: 10.1016/j.redox.2020.101799 EDN: ZUSROR
  4. Wang J, Li M, Geng Z, et al. Role of Oxidative Stress in Retinal Disease and the Early Intervention Strategies: A Review. Oxid Med Cell Longev. 2022;2022:7836828. doi: 10.1155/2022/7836828 EDN: TPYIIT
  5. Mor A, Tankiewicz–Kwedlo A, Krupa A, Pawlak D. Role of Kynurenine Pathway in Oxidative Stress during Neurodegenerative Disorders. Cells. 2021;10(7):1603. doi: 10.3390/cells10071603 EDN: XLBAUY
  6. Solanki A, Bhatt LK, Johnston TP, Prabhavalkar KS. Targeting Matrix Metalloproteinases for Diabetic Retinopathy: The Way Ahead? Curr Protein Pept Sci. 2019;20(4):324–333. doi: 10.2174/1389203719666180914093109
  7. Fabrikantov OL, Lev IV, Agarkov NM, Osmanov RE. Matrix Metalloproteinases in Predicting Nonproliferative Diabetic Retinopathy in Old Age. Ophthalmology in Russia. 2022;19(4):803–807. doi: 10.18008/1816-5095-2022-4-803-807 EDN: QOSFLW
  8. Lee E-J, Zheng M, Craft CM, Jeong S. Matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) and tissue inhibitor of metalloproteinases 1 (TIMP-1) are localized in the nucleus of retinal Müller glial cells and modulated by cytokines and oxidative stress. PLoS One. 2021;16(7):e0253915. doi: 10.1371/journal.pone.0253915 EDN: NTJWHK
  9. Solovev NV. Possibility of pharmacological correction of NMDA-induced retinal excitotoxicity by 3-hydroxypyridine derivatives. Sovremennyye Tekhnologii v Oftal'mologii. 2023;(2):64. (In Russ.) doi: 10.25276/2312-4911-2023-2-64-70 EDN: XYFKRQ
  10. Mudrov VA. Statistical analysis algorithms of quantitative features in biomedical research using the SPSS software package. The Transbaikalian Medical Bulletin. 2020;(1):140–150. EDN: NXHHSU
  11. Oshitari T. Neurovascular Impairment and Therapeutic Strategies in Diabetic Retinopathy. Int J Environ Res Public Health. 2021;19(1):439. doi: 10.3390/ijerph19010439 EDN: ISFFUX
  12. Roy S, Kim D. Retinal capillary basement membrane thickening: Role in the pathogenesis of diabetic retinopathy. Prog Retin Eye Res. 2021;82:100903. doi: 10.1016/j.preteyeres.2020.100903 EDN: KTAGPF
  13. Varakuta EY, Logvinov SV, Potapov AV, et al. The role of vascular changes from photoinduced retinal damage. Fundamental Research. 2014;(10, Pt 5):847–850. Available from: https://fundamental-research.ru/en/article/view?id = 35750. Accessed: 20.02.2024. EDN: SZUGNR
  14. Logatkina AV, Nikiforov VS, Bondar SS, Terkhov IV. Proinflammatory cytokines and signaling pathways in peripheral blood mononuclear cells in patients with coronary artery disease. Clinical Medicine (Russian Journal). 2017;95(3):238–244. EDN: YQAGSP
  15. Vasincu A, Rusu R-N, Ababei D-C, et al. Exploring the Therapeutic Potential of Cannabinoid Receptor Antagonists in Inflammation, Diabetes Mellitus, and Obesity. Biomedicines. 2023;11(6):1667. doi: 10.3390/biomedicines11061667 EDN: VLUVIG
  16. Frantsiyants EM, Surikova EI, Kaplieva IV, et al. Diabetes mellitus and cancer: a system of insulin-like growth factors. Problems of Endocrinology. 2021;67(5):34–42. doi: 10.14341/probl12741 EDN: KIZYWG
  17. Hematulin A, Sagan D, Eckardt–Schupp F, Moertl S. NBS1 is required for IGF-1 induced cellular proliferation through the Ras/Raf/MEK/ERK cascade. Cell Signal. 2008;20(12):2276–2285. doi: 10.1016/j.cellsig.2008.08.017
  18. Wang Q, Ding Y, Song P, et al. Tryptophan-Derived 3-Hydroxyanthranilic Acid Contributes to Angiotensin II-Induced Abdominal Aortic Aneurysm Formation in Mice In Vivo. Circulation. 2017;136(23):2271–2283. doi: 10.1161/circulationaha.117.030972
  19. Song P, Ramprasath T, Wang H, Zou M-H. Abnormal kynurenine pathway of tryptophan catabolism in cardiovascular diseases. Cell Mol Life Sci. 2017;74(16):2899–2916. doi: 10.1007/s00018-017-2504-2 EDN: KDTOHC
  20. Li Y, Kilani RT, Rahmani–Neishaboor E, et al. Kynurenine increases matrix metalloproteinase-1 and -3 expression in cultured dermal fibroblasts and improves scarring in vivo. J Invest Dermatol. 2014;134(3): 643–650. doi: 10.1038/jid.2013.303
  21. Ren R, Fang Y, Sherchan P, et al. Kynurenine/Aryl Hydrocarbon Receptor Modulates Mitochondria-Mediated Oxidative Stress and Neuronal Apoptosis in Experimental Intracerebral Hemorrhage. Antioxid Redox Signal. 2022;37(16-18):1111–1129. doi: 10.1089/ars.2021.0215 EDN: LFCBLQ
  22. Kozieł K, Urbanska EM. Kynurenine Pathway in Diabetes Mellitus-Novel Pharmacological Target? Cells. 2023;12(3):460. doi: 10.3390/cells12030460 EDN: UXUSJD
  23. Fefelova EV, Saklakova OA, Maksimenya MV, et al. Kynurenine pathway metabolites of tryptophan metabolism in the development of angiopathies during diabetes mellitus. The Transbaikalian Medical Bulletin. 2023;(2):173–189. EDN: OWWLIB

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Содержание матриксных металлопротеиназ в крови у лиц с сахарным диабетом и различной стадией диабетической ретинопатии, Me [Q1; Q3], пг/мл: ДР — диабетическая ретинопатия, ММП — матриксная металлопротеиназа, СД — сахарный диабет.

Скачать (359KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Содержание кинуренинов в крови у лиц с сахарным диабетом и различной стадией диабетической ретинопатии, Me [Q1; Q3], мкмоль/л: ДР — диабетическая ретинопатия, ММП — матриксная металлопротеиназа, СД — сахарный диабет.

Скачать (282KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Роль матриксных металлопротеиназ и кинуренинов в развитии диабетической ретинопатии: при СД повышается скорость гликирования различных биополимеров (1), в том числе гемоглобина. Гипоксия сетчатки сопровождается гиперпродукцией ММП (2), участвующих в неоваскуляризации (3), характерной для пролиферативной ДР (4). Воспалительные цитокины инициируют сигнальные пути (5), в частности через MAP-киназу и ядерный фактор транскрипции NF-κB. Кроме того, хроническая гиперинсулинемия стимулирует повышение уровня циркулирующего IGF-1, запускающего каскад Ras/Raf/MAPk/ERK. Данный механизм приводит к активации MMP-9 в сетчатке (7) и к гибели клеток (8). Индукция ММП регулируется продуктами свободнорадикального окисления (9) с последующим нарушением функции митохондрий, замыкая порочный круг повреждения митохондрий и активации ММП (10). Кинуренины повышают скорость экспрессии MMP за счет активации MAP-киназы (11). Кинурены вызывают изменения в многочисленных сигнальных механизмах посредством активации AhR (12), функционирующего в качестве фактора транскрипции, а также инициирующего образование активных форм кислорода (13). Некоторые производные кинуренина сами провоцируют окислительный стресс (13). Окислительный стресс ускоряет гибель клеток (14), приводя к ДР (15); ДР — диабетическая ретинопатия, ММП — матриксная металлопротеиназа, СД — сахарный диабет, AhR — arylcarbohydrate receptor (арилуглеводородный рецептор), IGF-1 — insulin-like growth factor 1 (инсулиноподобного фактора роста-1), MAP-киназа, MAPk — mitogen-activated protein kinase (митоген-активируемая протеинкиназа).

Скачать (295KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2025

Ссылка на описание лицензии: https://eco-vector.com/for_authors.php#07
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС77-76803 от 24 сентября 2019 года.