Матриксна металопротеїназа-9, її інгібітор-1 та інтерлейкіни при експериментальній черепно-мозковій травмі

S. V. Ziablitsev, Ya. S. Yuzkiv

Анотація


Актуальність дослідження зумовлена соціально-медичною значущістю проблеми черепно-мозкової травми (ЧМТ). Ця патологія супроводжується не тільки високим рівнем летальності, але й інвалідизації найбільш працездатної частини населення в різних країнах незалежно від рівня економічного розвитку. Суттєве значення в патогенезі ЧМТ мають матриксні металопротеїнази, що підвищують проникність гематоенцефалічного бар’єра та беруть участь у процесах реорганізації матриксу нервової тканини.

Мета роботи – визначення ролі матриксної металопротеїнази ММР-9, її інгібітора ТІМР-1 та інтерлейкінів у патогенезі ЧМТ.

Матеріали та методи. Експериментальна ЧМТ середньоважкого ступеня відтворена на 98 статевозрілих щурах. Для моделювання травми використовували пристрій, що дає можливість наносити по фіксованій голові тварини концентрований удар вантажем масою 67 г шляхом вільного падіння з висоти 65 см. Контрольну групу становили 30 тварин. На 1, 3, 7, 14, 21 добу після травми визначали вміст цитокінів (IL-1β, IL-6, IL-8, TNFα), ММР-9 та ТІМР-1 у зразках плазми крові імуноферментним методом.

Результати. Протягом першої доби вміст металопротеїнази ММР-9 збільшився лише на 38,2 %, але вже з третьої доби відзначений стрибкоподібний приріст до 538 %. Відомо, що металопротеїнази вивільнюються з клітин під впливом різних факторів, зокрема цитокінів. Аналіз даних, що одержали, показав: найвищий підйом у першу добу після травми зафіксований для IL-1β, рівень якого збільшився на 705 %, крім того, динаміка ММР-9 та IL-1β була тотожною протягом періоду спостереження, але кратність зростання цитокіну набагато перевищувала збільшення рівня металопротеїнази, що вказувало на регуляторну роль IL-1β. Суттєве збільшення ММР-9, своєю чергою, призводило до активації її інгібітора ТІМР-1, вірогідне збільшення котрого зафіксоване з третьої доби. Критичним періодом із максимальними рівнями IL-1β (2147,2 %), ММР-9 (720,3 %) та ТІМР-1 (339,3 %) була сьома доба, після якої спостерігалося зниження досліджених показників, здебільшого виражене для IL-1β і ММР-9.

Висновки. Збільшення ММР-9 із першої доби після травми відбувалося переважно під дією IL-1β, при цьому рівень ТІМР-1 зростав унаслідок стрибкоподібного приросту ММР-9. Динаміка IL-1β, ММР-9 і ТІМР-1 після травматичного ушкодження свідчила про складні взаємозв’язки цитокінів і регуляторів реорганізації міжклітинного матриксу у формуванні міжклітинних кооперацій, розвитку нейрозапалення.


Ключові слова


черепно-мозкова травма; матриксна металопротеїназа-9; інгібітор матриксної металопротеїнази-1; інтерлейкіни

Повний текст:

PDF

Посилання


El´skij, V. N., & Zyablicev, S. V. (2008). Modelirovanie cherepno-mozgovoj travmy [Design of brain injury]. Donetsk: New world. [in Ukrainian].

Ziablitsev, S. V., Yuzkiv, Ya. S., & Dyadyk, O. O (2016). Dynamika vmistu neirospetsyfichnykh bilkiv ta yikh utvorennia pry eksperymentalnii cherepno-mozkovii travmi [Dynamics of neurospecifi c proteins content and their formation in experimental brain injury]. Pathologia, 1(36), 49–53. [in Ukrainian]. doi: 10.14739/2310-1237.2016.1.71574.

Pobedyonniy A.L. (2011). Rasprostranennost' i struktura cherepno-mozgovoj travmy v krupnom promyshlennom regione [Prevalence and structure of cranio-cerebral trauma in large industrial region]. Ukrainskyi neirokhirurhichnyi zhurnal, 3, 32–35. [in Ukrainian].

Rogova, L. N., Shesternina, N. V., Zamechnik, T. V., & Fastova, I. A. (2011). Matriksnye metalloproteinazy, ikh rol' v fiziologicheskikh i patologicheskikh processakh (obzor) [Matrix metalloproteinases, their role in physiological and pathological processes (review)]. Vestnik novykh medicinskikh tekhnologij, ХVIII(2), 86–89. [in Russian].

Alluri, H., Wilson, L., Anasooya S. C., Wiggins-Dohlvik, K., Patel, S., Liu, Y., et al (2016). Melatonin preserves blood-brain barrier integrity and permeability via matrix metalloproteinase-9 inhibition. PLoS One, 11(5), e0154427. doi: 10.1371/journal.pone.0154427.

Bender, A., Adrion, C., Fischer, L., Huber, M., Jawny, K., Straube, A., & Mansmann, U. (2016). Long-term rehabilitation in patients with acquired brain injury. Dtsch. Arztebl. Int., 113(38), 634–641. doi: 10.3238/arztebl.2016.0634.

Bener, A., Omar, A. O., Ahmad, A. E., Al-Mulla, F. H., & Abdul Rahman, Y. S. (2010). The pattern of traumatic brain injuries: a country undergoing rapid development. Brain Inj., 24(2), 74–80. doi: 10.3109/02699050903508192.

Cnossen, M. C., Polinder, S., Lingsma, H. F., Maas, A. I., Menon, D., & Steyerberg, E. W. (2016). Variation in structure and process of care in traumatic brain injury: provider profiles of european neurotrauma centers participating in the CENTER-TBI Study. PLoS One, 11(8), e0161367. doi: 10.1371/journal.pone.0161367.

Guilfoyle, M. R., Carpenter, K. L., Helmy A., Pickard, J. D., Menon, D. K., & Hutchinson, P. J. (2015). Matrix metalloproteinase expression in contusional traumatic brain injury: A Paired Microdialysis Study. J. Neurotrauma, 32(20), 1553–1559. doi: 10.1089/neu.2014.3764.

Hsu, J. Y., Bourguignon, L. Y., Adams, C. M., Peyrollier, K., Zhang, H., Fandel, T., et al. (2008). Matrix metalloproteinase-9 facilitates glial scar formation in the injured spinal cord. J. Neurosci., 28(50), 13467–13477. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2287-08.2008.

Peeters, W., van den Brande, R., Polinder, S., Brazinova, A., Steyerberg, E. W., Lingsma, H. F., & Maas, A. I. (2015). Epidemiology of traumatic brain injury in Europe. Acta Neurochir., 157(10), 1683–1696. doi: 10.1007/s00701-015-2512-7.

Zhang, H., Adwanikar, H., Werb, Z., & Noble-Haeusslein, L. J. (2010). Matrix metalloproteinases and neurotrauma: evolving roles in injury and reparative processes. Neuroscientist., 16, 156–170. doi: 10.1177/1073858409355830.




DOI: https://doi.org/10.14739/2310-1237.2016.3.86944

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


ПАТОЛОГІЯ   Лицензия Creative Commons
Запорізький державний медичний університет