Прикладные информационные аспекты медицины

2070-9277

Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko - The State Budgetary Institution of Higher Professional Education «Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko» of the Ministry of Public Health of the Russian

10749

10.18499/2070-9277-2025-28-1-69-75

Ryazan State Medical University

Konopleva

Maria I'm sorry, I'm sorry.

Graduate student of the Central Research Institute, senior laboratory researcher at the Central Research Institutemari.konopleva.97@mail.ruKorotkova

Natalya Vasilevna

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Biological Chemistryfnv8@yandex.ruKalinin

Roman Evgenievich

MD, Professor, Head of the Department of Cardiovascular, X-ray Endovascular Surgery and Radiation Diagnosticskalinin-re@yandex.ruSuchkov

Igor Aleksandrovich

MD, Professor, Professor of the Department of Cardiovascular, X-ray Endovascular Surgery and Radiation Diagnosticssuchkov_med@mail.ruNikiforov

Alexander Alexeyevich

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Head of the Central Research Institutealnik003@yandex.ruNikiforova

Larisa Vladimirovna

Senior Researcher at the Central Research Institutelaris-nikiforova@yandex.ru

I.P. Pavlov Ryazan State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

30032025

2816975

21032025

2025

The aim of this work was to evaluate the relationship between the concentration of TGF-1 and the activity of cathepsins in vascular wall homogenates in patients with varicose veins of the lower extremities at different stages of the disease according to the CEAP classification. The concentration of TGF-1 in the vascular wall homogenate was determined by sandwich ELISA on a StatFax 2100 enzyme immunoassay analyzer (microplatereader) (Awareness technology Inc. Palm City, FL 34990, USA). The results were expressed in pg/ml. The activity of cathepsins B, L and H in the vascular wall homogenate was determined using the Barrett and Kirschke spectrofluorimetric method on a Shimadzu RF 6000 spectrofluorimeter (Shimadzu Corporation, Japan). The results were expressed in nmol/hrg of protein. Our study revealed changes in the concentration levels of TGF-1 and the activity of captesins B, L, and H, which may indicate a violation of their regulation and be a central pathogenetic link in the remodeling of varicose veins of the lower extremities.

transforming growth factor-β1, cathepsins B, L, H, varicose veins of the lower extremities, extracellular matrix

трансформирующий фактор роста-β1, катепсины B, L, H, варикозное расширение вен нижних конечностей, внеклеточный матрикс

Актуальность. Варикозное расширение вен это форма сердечно-сосудистой патологии, характеризующаяся хроническим рецидивированием [1, 2]. Согласно статистике, данное заболевание встречается у 35% женщин и 25% мужчин [3]. Многочисленные теории и предположения свидетельствуют о глубоких молекулярных, гистологических и биохимических преобразованиях, происходящих в клетках и внеклеточном матриксе сосудистых стенок при развитии варикозной болезни вен [4]. По одной из теорий, повреждение стенок и клапанов вен может быть вызвано асептическими воспалительными реакциями и венозной гипертензией [5]. Также было предположено, что повышение давления в венах может стимулировать активацию эндотелия и производство факторов роста, таких как: TGF--трансформирующий фактор роста- и VEGF-фактор роста эндотелия сосудов, которые способствуют росту сосудов. Это также может привести к повышенной экспрессии молекул адгезии VCAM-1 (от англ. vascular cell adhesion molecule-1) и ICAM-1 (от англ. intercellular adhesion molecule-1), а также сигнальных молекул, которые приводят к активации и миграции лейкоцитов [6]. Ремоделирование сосудистой стенки варикозно расширенных вен контролируется множеством факторов, в том числе трансформирующим фактором роста-1 и сопровождается изменением процессов протеолиза [7]. Материал и методы исследования. Исследование одобрено на заседании локального этического комитета ФГБОУ ВО РязГМУ Минздрава России (протокол № 3 от 15.09.2023). Основная группа включала 25 пациентов с подтвержденным диагнозом варикозное расширение вен нижних конечностей, проходивших лечение в ГБУ РО БСМП и в ГБУ РО ОКБ в 2023-2024 г. Контрольная группа включала 25 практически здоровых диц - доноров, сопоставимых с основной группой по возрасту и полу. Средний возраст составил 54,45. Критерии включения: подписанное информированное согласие, подтвержденный диагноз варикозное расширение вен нижних конечностей, отсутствие пороков развития венозной системы. Критерии исключения: обструктивные поражения глубоких вен, посттромботический синдром с вторично измененными поверхностными венами, патология со стороны дыхательной системы. Материал исследования - гомогенат сосудистой стенки пораженных варикозом вен. У пациентов основной группы забор биологического материала производился во время проведения флебэктомии по поводу варикозного расширения вен. У доноров контрольной группы участки здоровых вен были взяты в процессе бедренно-подколенного шунтирования с использованием аутовены. Полученные сосуды очищали от частиц жировой ткани и остатков крови, проводили взвешивание на электронных весах. Затем измельчали образец ткани и гомогенизировали с добавлением лизис-буфера в стакане гомогенизатора Potter S (Сарториус) для определения концентрации TGF-1 и с добавлением холодного раствора 0,25 М сахарозы для определения активности катепсинов. Центрифугировали гомогенат 15 минут 3000 оборотов/минуту на центрифуге, полученный супернатант использовали в качестве материала для исследования. Определение концентрации TGF-1 в гомогенате сосудистой стенки проводили сэндвич-методом ИФА на иммуноферментном анализаторе StatFax 2100 (microplatereader). Результаты выражались в пг/мл. Определение активнoсти катепсинов В, L и Н в гомогенате сосудистой стенки проводили спектрофлуориметрическим методом по Barrett и Kirschke на спектрофлуориметре Shimadzu RF 6000 (Шимаду корпорацион). Результаты выражались в нмоль/чг белка. Полученные результаты прошли обработку методами непараметрической статистики с использованием пакетов прикладных статистических программ. Различия между показателями считались статистически значимыми при р0,05 для всех проведенных исследований. Полученные результаты и их обсуждение. Концентрацию TGF-1 в гомогенатах стенки сосудов у пациентов с ВРВНК сравнивали в зависимости от стадии заболевания по классификации CEAР (Рисунок 1). Концентрация TGF-1 была статистически значимо повышена при стадии C2s по сравнению с контролем (p=0,05); при стадии C3s уровень TGF-1 значительно повышался по сравнению с контролем (p=0,0002). Уровень TGF-1 был самым высоким в этой группе, с двукратным увеличением по сравнению с контрольной группой. Концентрация TGF-1 при стадии C4s также имела однонаправленную тенденцию и увеличивалась по сравнению с контролем (p=0,04). На стадии C5s-C6s показатели концентрации TGF-1 были на 5% выше, чем в контрольной группе, однако эта разница не была статистически значимой (p=0,5). Полученные результаты, возможно, ассоциируются с гистологическими и морфологическими изменениями, которые характерны для последних стадий заболевания. Происходят атрофические изменения венозной стенки, нарушение эластического компонента с накоплением большого количества кислых гликозаминогликанов в субэндотелиальном слое, истончение мышечной оболочки с увеличением количества коллагеновых волокон. Для этих стадий так же свойственно наличие трофических язв: пятая стадия сопровождается появлением закрытых язв, шестая - открытых язв [8]. Рис. 1. Концентрация TGF-1 в гомогенате варикозно расширенных вен в зависимости от стадии заболевания по классификации СЕАР, пг/мл Примечание: * - статистически значимое отличие концентрации TGF-1 у пациентов с ВРВНК от группы контроля, р0,05 Следующим этапом нашего исследования явилась оценка активности катепсинов B, L и H в гомогенате сосудистой стенки у пациентов с варикозным расширением вен нижних конечностей в зависимости от стадии заболевания по классификации СЕАР. Активность катепсина В, в гомогенате варикозно расширенных вен со стадией заболевания С2s по классификации СЕАР, демонстрировала статистически значимое повышение по сравнению с контрольной группой (Рисунок 2). Рис. 2. Активность катепсина В в гомогенате варикозно расширенных вен в зависимости от стадии заболевания по классификации СЕАР, пг/мл Примечание. Статистически значимое повышение: * - активности катепсина B у пациентов с ВРВНК С2s от группы контроля, р0,05; ** активности катепсина B у пациентов с ВРВНК С2s от стадий С3s, C4s, C5s-C6s по классификации СЕАР, р0,05 В то время как при стадиях заболевания С3s, C4s, C5s-C6s активность катепсина В статистически значимых отличий не имеет от группы контроля. Межгрупповые отличия отмечаются между стадией С2s и остальными стадиями по классификации СЕАР и имеет однонаправленное снижение. Тенденция повышения активности катепсина L по сравнению с контрольной группой отмечается в гомогенате варикозно расширенных вен со стадией заболевания С2s по классификации СЕАР, при этом стадии С3s, C4s, C5s-C6s имеют однонаправленную тенденцию к снижению по сравнению с группой контроля (Рисунок 3). Рис. 3. Активность катепсина L в гомогенате варикозно расширенных вен в зависимости от стадии заболевания по классификации СЕАР, пг/мл Примечание. Статистически значимое повышение: * - активности катепсина L у пациентов с ВРВНК С2s от группы контроля, р0,05; ** активности катепсина L у пациентов с ВРВНК С2s от стадий С3s, C4s, C5s-C6s по классификации СЕАР, р0,05 При статистическом анализе катепсина H его активность в гомогенате варикозно расширенных вен, со стадиями заболевания С2s, С5s-C6s по классификации СЕАР, демонстрировали значимое повышение по сравнению с контрольной группой, при стадиях С3s, C4s снижение относительно контроля (Рисунок 4). Рис. 4. Активность катепсина H в гомогенате варикозно расширенных вен в зависимости от стадии заболевания по классификации СЕАР, пг/мл Примечание. Статистически значимое повышение * -активности катепсина Н у пациентов с ВРВНК С2s от группы контроля, р0,05; ** активности катепсина Н у пациентов с ВРВНК С2s от стадий С3s, C4s, C5s-C6s по классификации СЕАР, р0,05 Полученные данные можно обосновать тем, что именно на стадии заболевания С2 происходит варикозная трансформация подкожных вен согласно МКБ-10. В данном исследовании были выявлены корреляционные связи средней степени между показателями TGF-1 и лизосомальными катепсинами (R=0,38). Имеются исследования показывающие, что трансформирующий фактор роста-1 подавляет активность катепсинов [9]. Также в литературных данных встречаются доказательства подтверждающие, что цистеиновые катепсины, в том числе катепсин B, влияет на TGF-1-управляемый путь Smad и участвуют в миофиброгенезе [10]. Ингибирование катепсина В снижает фосфорилирование Smad 2/3, но при этом не влияет на фосфорилирование MAPK, это указывает на то, что катепсин В нарушает TGF-1-SMAD-сигнальный каскад [11]. TGF-1 принимает участие в деформации стенки вены, через активацию миофибробластов и избыточную продукцию внеклеточного матрикса, вызывая фиброз [12, 13]. В настоящее время, согласно некоторым литературным данным, сигнальный каскад, посредством которого TGF-1 воздействует на фибробласты, включает две части: внеклеточно регулируемую митоген-активируемую протеинкиназу (MAPK) и TGF-1-SMAD-сигнальный каскад [14]. TGF-1 находится в неактивном состоянии (латентная форма) и выделяется в секретируемой форме. Внеклеточная активация белка необходима для связывания с соответствующим рецептором и происходит под действием протеаз, что приводит к разрушению латентного комплекса. Активный TGF- выполняет свою биологическую функцию, связываясь с тремя типами рецепторов (TGF-RI, TGF-RII и TGF-RIII). Рецепторы представляют собой серин-треониновые киназы, которые активируют различные клеточные сигнальные пути, такие как SMAD и MAPK [15]. Повышенная активность катепсинов обеспечивает протеолитический механизм венозного ремоделирования. По данным научной литературы, оно связано с активацией ИЛ-1 и фактора некроза опухоли-альфа, которые регулируют экспрессию катепсинов в варикозных венах. Усиленный протеолиз, связанный с воспалением, подтверждается повышенной активностью триптазы и химазы, а также большим количеством тучных клеток и CD3+Т-клеток, которые являются важными источниками катепсинов. Следовательно, активация катепсинов и их ингибиторов может способствовать процессу венозного ремоделирования за счет эффективной деградации матрикса. Большое количество цистеинил-катепсинов обнаружено в Т-клетках при варикозном расширении вен. Катепсины обладают эластолитической и коллагенолитической активностью, что приводит к ремоделированию внеклеточного матрикса венозной стенки, инфильтрации воспалительными клетками, к перестройке и миграции гладкомышечных клеток. Активация катепсинов и их ингибиторов может способствовать процессу ремоделирования вен за счёт эффективной деградации матрикса [16]. Выводы. Согласно вышеперечисленным данным, установлено статистически значимое повышение уровня TGF-1 в гомогенатах сосудистой стенки у пациентов с варикозным расширением вен нижних конечностей по сравнению с контрольной группой. Максимальное значение концентрации TGF-1 наблюдается у пациентов со стадией С3s. Также получено статистически значимое повышение активности катепсинов B, L, H при стадии заболевания С2s и снижение активности по сравнению с контролем на других стадиях заболевания по классификации СЕАР. Выявлены корреляционные связи средней степени между показателями TGF-1 и лизосомальными катепсинами (R=0,38).

1. Шанаев И.Н., Корбут В.С., Хашумов Р.М. Атипичные формы варикозной болезни вен нижних конечностей: особенности диагностики и оперативного лечения. Российский медико-биологический вестник им. академика И.П. Павлова. 2023;31(4):551-562. DOI: 10.17816/PAVLOVJ107079.

2. Климакова Ю. Р., Пшенников А. С., Поваров В. О., Камаев А. А. Роль эндотелиальной дисфункции и воспаления при хроническом заболевании вен нижних конечностей (обзор литературы) // Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2023. Т. 11, № 2. С. 241–256. https://doi.org/10.23888/HMJ2023112241-256.

3. Segiet OA, Brzozowa-Zasada M, Piecuch A, Dudek D, Reichman-Warmusz E, Wojnicz R. Biomolecular mechanisms in varicose veins development. Ann Vasc Surg. 2015;29(2):377-84. DOI: 10.1016/j.avsg.2014.10.009.

4. Gwozdzinski L, Pieniazek A, Gwozdzinski K. Factors Influencing Venous Remodeling in the Development of Varicose Veins of the Lower Limbs. Int J Mol Sci. 2024;25(3):1560. DOI: 10.3390/ijms25031560.

5. Oklu R, Habito R, Mayr M, Deipolyi AR, Albadawi H, Hesketh R, Walker TG, Linskey KR, Long CA, Wicky S, Stoughton J, Watkins MT. Pathogenesis of varicose veins. J Vasc Interv Radiol. 2012;23(1):33-9. DOI: 10.1016/j.jvir.2011.09.010

6. Kim KK, Sheppard D, Chapman HA. TGF-β1 Signaling and Tissue Fibrosis. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2018; 10. DOI: 10.1101/cshperspect.a022293

7. Chen T, Liu P, Zhang C, Jin S, Kong Y, Feng Y, Sun Z. Pathophysiology and Genetic Associations of Varicose Veins: A Narrative Review. Angiology. 2024:33197241227598. DOI: 10.1177/00033197241227598.

8. Musil D. What's new in the 2020 update of the CEAP classification system of chronic venous disease? Vnitr Lek. 2021;67(3):143-148. PMID: 34171953.

9. Gerber A, Wille A, Welte T, Ansorge S, Bühling F. Interleukin-6 and transforming growth factor-beta 1 control expression of cathepsins B and L in human lung epithelial cells. J Interferon Cytokine Res. 2001;21(1):11-9. DOI: 10.1089/107999001459114.

10.

10. Saidi A, Kasabova M, Vanderlynden L, Wartenberg M, Kara-Ali GH, Marc D, Lecaille F, Lalmanach G. Curcumin inhibits the TGF-β1-dependent differentiation of lung fibroblasts via PPARγ-driven upregulation of cathepsins B and L. Sci Rep. 2019;9(1):491. DOI: 10.1038/s41598-018-36858-3.

11.

11. Kasabova M, Joulin-Giet A, Lecaille F, Gilmore BF, Marchand-Adam S, Saidi A, Lalmanach G. Regulation of TGF-β1-driven differentiation of human lung fibroblasts: emerging roles of cathepsin B and cystatin C. J Biol Chem. 2014;289(23):16239-51. DOI: 10.1074/jbc.M113.542407.

12.

12. Яриев А. А., Худойбердиев С. С., Бобоев К. Т., Мохаммад Д. А., Муминов Ш. М., Шукуров Б. И. Связь полиморфизмов генов TGF-β1 и MTHFR c развитием варикозной болезни и её тромботических осложнений. Вестник экстренной медицины. 2022;15 (5):38-41. DOI: 10.54185/TBEM/vol15_iss5/a5.

13.

13. Ha, D.M., Carpenter, L.C., Koutakis, P. et al. Transforming growth factor-beta 1 produced by vascular smooth muscle cells predicts fibrosis in the gastrocnemius of patients with peripheral artery disease. J Transl Med. 2016;14:39. https://doi.org/10.1186/s12967-016-0790-3.

14.

14. Головина В.И., Селиверстов Е.И., Ефремова О.И., Золотухин И.А. Роль цитокинов в патогенезе варикозной болезни. Флебология. 2021;15(2):117 126. DOI: 10.17116/flebo202115021117.

15.

15. Курабекова Р.М., Шевченко О.П., Цирульникова О.М. Трансформирующий фактор роста-β1 при трансплантации печени. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2015;17(3):76-82. DOI: 10.15825/1995-1191-2015-3-76-82.

16.

16. Xu N, Zhang YY, Lin Y, Bao B, Zheng L, Shi GP, Liu J. Increased levels of lysosomal cysteinyl cathepsins in human varicose veins: A histology study. Thromb Haemost. 2014;111(2):333–44. DOI: 10.1160/TH13-04-0309.