Kalpte basınç yüklenmesine yol açan doğumsal kalp hastalıklarında matriks metalloproteinazlar ve doku inhibitörlerinin serum düzeyleri ve kardiyak fonksiyonlarla ilişkileri

Abstract

Matriks metalloproteinazlar (MMP) ekstraselüler matriksi (ESM) parçalayan endopeptidazlardır. Doku metalloproteinaz inhibitörleri (tissue inhibitors of matrix metalloproteinases; TIMP) MMP'lerin spesifik inhibitörleridir. Çalışmamızda kalpte basınç yüklenmesine yol açan doğumsal kalp hastalıklarındaki (DKH) serum MMP-2, MMP-9, TIMP-1 ve TIMP-2 düzeylerini ve bunların ventrikül fonksiyonları ile ilişkilerini araştırmayı amaçladık. Çalışmaya sol ventrikülde basınç yüklenmesine yol açan aort darlığı (n: 14) ve aort koarktasyonu (n: 9) tanılarını alan 23 olgu ve sağ ventrikülde basınç yüklenmesine yol açan pulmoner darlık tanısı alan 16 olgu alındı. Hastaların yaşları 3-192 ay arasında değişmekte olup (88,2±9,6 ay; ortalama±SEM), 12'si kız, 27'si erkek idi. Kontrol grubu ise yaşları 3-216 ay arasında değişen (78,4±8,3 ay) 21'i kız, 26'sı erkek, toplam 47 sağlıklı çocuktan oluşuyordu. Hastalarda sol ventrikül sistolik ve diyastolik fonksiyonlarının konvansiyonel ekokardiyografik yöntemlerle değerlendirilmesinin yanısıra doku Doppler yöntemi ile sol ventrikülün ve sağ ventrikülün, eş zamanlı sistolik ve diyastolik pik akım velositeleri ve myokard performans indeksi (MPİ) hesaplandı. Venöz kan örneklerinde serum MMP-2, MMP-9, TIMP-1 ve TIMP-2 düzeyleri ?enzyme-linked immunosorbent assay? (ELISA) yöntemi ile çalışıldı. Serum MMP-2 düzeyleri sol ventrikülde basınç yüklenmesi olan hastalarda sağ ventrikülde basınç yüklenmesi olan hastalardan ve kontrol grubundan düşük, sağ ventrikülde basınç yüklenmesi olan hastalarda ise sol ventrikülde basınç yüklenmesi olan hastalardan ve kontrol grubundan yüksek bulunmakla birlikte gruplar arasındaki farklar istatistiksel olarak anlamlı değildi (p>0,05). Serum MMP-9 düzeyleri de sol ventrikülde basınç yüklenmesi olan grupta sağ ventrikülde basınç yüklenmesi olan gruptan ve kontrol grubundan düşük bulunmakla birlikte gruplar arasındaki farklar istatistiksel olarak anlamlı değildi (p>0,05). Sol ventrikülde ve sağ ventrikülde basınç yüklenmesi olan gruplardaki TIMP-1 ve TIMP-2 düzeyleri kontrol grubundan düşük bulunurken sağ ventrikülde basınç yüklenmesi olan hastalardaki serum TIMP-1 ve TIMP-2 düzeyleri en düşük idi, ancak gruplar arasındaki bu farklar istatistiksel olarak anlamlı değildi (p>0,05). Sol ventrikülde basınç yüklenmesi olan hastalarda MMP-9 düzeyleri sol ventrikül sistolik kitlesi, aorta diyastolik ve ortalama basınçları ile pozitif, MMP-2 ve MMP-9 düzeyleri doku Doppler ile ölçülen sağ ventrikül İKZ ile, TIMP-2 düzeyleri ise doku Doppler ile ölçülen sağ ventrikül İVRZ ile negatif korelasyon göstermekteydi (p<0,05). Sağ ventrikülde basınç yüklenmesi olan hastalarda MMP-2 düzeyleri doku Doppler ile ölçülen sağ ventrikül İKZ değerleri ile pozitif korelasyon gösteriyordu (p<0,05). Sonuç olarak; çalışmamızda kalpte basınç yüklenmesine yol açan DKH'da serum MMP ve TIMP düzeylerinde istatistiksel olarak anlamlı olmamakla birlikte değişimler olduğu gözlenmiş, bu hastalıklarda görülen kardiyak yeniden şekillenmede MMP ve TIMP'lerin rolü olabileceği düşünülmüştür.

Matrix metalloproteinases (MMP) are endopeptidases responsible for extracellular matrix (ECM) degradation. Tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMP) are specific inhibitors of MMPs. In this study, we aimed to investigate the serum levels of MMP-2, MMP-9, TIMP-1, and TIMP-2 and their relations to ventricular functions in congenital heart diseases (CHDs) leading to cardiac pressure overload. Twenty-three patients with CHD leading to left ventricular (LV) pressure overload such as aortic stenosis (n: 14) and coarctation aorta (n: 9) and 16 patients with pulmonary stenosis which leads to right ventricular (RV) pressure overload were included in this study. The patients were aged between 3-192 months (88.2±9.6 months; mean±SEM) and 12 of them were female, 27 were male. The control group was consisted of 47 healthy children aged between 3 months-18 years (78.4±8.3 months). Besides the evaluation of LV systolic and diastolic functions by the conventional echocardiographic methods, simultaneous systolic and diastolic peak flow velocities of the both ventricles and myocardial performance indexes (MPI) were measured by tissue Doppler imaging (TDI). Serum levels of MMP-2, MMP-9, TIMP-1, and TIMP-2 were analyzed with enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) method. Serum MMP-2 levels were lower in the patients with LV pressure overload than the patients with RV pressure overload and than the control group. However MMP-2 levels were higher in the patients with RV pressure overload than the patients with LV pressure overload and than the control group. But these differences between the groups were not statistically significant (p>0.05). Also serum MMP-9 levels were found to be lower in the patients with LV pressure overload than the patients with RV pressure overload and than the control group, but the differences between the groups were not statistically significant (p>0.05). Besides the serum levels of TIMP-1 and TIMP-2 of both left and right ventricular overload groups were lower than those of the control group, the patients with RV pressure overload had the lowest serum levels of TIMP-1 and TIMP-2, but the differences between the groups were not statistically significant (p>0.05). In the patients with LV pressure overload, serum MMP-9 levels positively correlated with LV systolic mass, diastolic and mean pressures of the aorta while both MMP-2 and MMP-9 levels negatively correlated with LV ICT measured by TDI and TIMP-2 levels negatively correlated with RV IVRT measured by TDI (p<0.05). In the patients with RV pressure overload, serum MMP-2 levels positively correlated with RV ICT values measured by TDI (p<0.05). In conclusion, in our study, even if they are not statistically significant, some changes in the serum levels of MMPs and TIMPs were observed in the CHDs leading to pressure overload in the heart. Therefore, it was thought that MMPs and TIMPs may have a role in the cardiac remodeling observed in these diseases.