miyokard enfarktüsü sonrası sistolik kalp yetersizliği gelişen ve

T.C.
SAĞLIK BAKANLIĞI
KARTAL KOŞUYOLU YÜKSEK İHTİSAS
EĞİTİM VE ARAŞTIRMA HASTANESİ
KARDİYOLOJİ KLİNİĞİ
TEZ DANIŞMANI
Doç. Dr. Cevat KIRMA
MİYOKARD ENFARKTÜSÜ SONRASI SİSTOLİK
KALP YETERSİZLİĞİ GELİŞEN VE GELİŞMEYEN
HASTALARDA GEÇ DÖNEM PLAZMA MATRİKS
METALLOPROTEİNAZ -8 SEVİYELERİNİN
KARŞILAŞTIRILMASI
UZMANLIK TEZİ
Dr. Ayhan ERKOL
İSTANBUL
2009
2 İÇİNDEKİLER
ÖZET .......................................................................................... 4
ABSTRACT................................................................................ 5
GENEL BİLGİLER................................................................... 6
1- KALP YETERSİZLİĞİ
1.1 KALP YETERSİZLİĞİ EPİDEMİYOLOJİSİ ................................................... 6
1.2 KALP YETERSİZLİĞİ ETİYOLOJİSİ.............................................................. 6
1.3 KALP YETERSİZLİĞİ PATOFİZYOLOJİSİ ................................................... 8
1.3.1 Kalp Yetersizliğinde Sol Ventrikül Basınç Volüm İlişkisi ................... 8
1.3.2 Nörohormonal Adaptasyonlar................................................................ 10
1.3.3 Sol Ventrikülün Yeniden Şekillenmesi (Remodeling) .......................... 14
1.3.3.1 Fonksiyonel değişimler ............................................................. 14
1.3.3.2 Hücresel ve moleküler değişimler............................................ 16
2- MİYOKARDİYAL EKSTRASELÜLER MATRİKS VE REMODELİNG
2.1 MİYOKARDİYAL MATRİKS YAPI VE FONKSİYONU ............................... 20
2.2 MİYOKARDİYAL MATRİKS METALLOPROTEİNAZLAR (MMP).......... 20
2.2.1. Matriks Metalloproteinazların Taksonomi ve Yapısı ......................... 21
2.2.2 Matriks Metalloproteinazların Endojen İnhibitörleri ......................... 22
3 2.2.3 Matriselüler Proteinler ve MMP lerle etkileşimleri ............................. 22
2.2.4 Miyokardiyal MMP substratları ............................................................ 23
2.2.5 Matriks Metalloproteinazların Transkripsiyonel Regulasyonu.......... 23
2.2.6 Matriks Metalloproteinazların Posttranslasyonel Modifikasyonu ..... 26
2.3 MİYOKARD ENFARKTÜSÜ SONRASI MMP VE TIMP’LER ..................... 26
2.4 KALP YETERSİZLİĞİ TEDAVİSİNDE YENİ HEDEFLER:
MMP ve TIMP’ler ........................................................................................ 30
GİRİŞ VE AMAÇ ...................................................................... 32
METODOLOJİ .......................................................................... 33
BULGULAR............................................................................... 36
TARTIŞMA................................................................................ 44
SONUÇ ....................................................................................... 48
REFERANSLAR ....................................................................... 49
4 MİYOKARD ENFARKTÜSÜ SONRASI SİSTOLİK KALP YETERSİZLİĞİ
GELİŞEN VE GELİŞMEYEN HASTALARDA GEÇ DÖNEM PLAZMA
MATRİKS METALLOPROTEİNAZ -8 SEVİYELERİNİN
KARŞILAŞTIRILMASI
ÖZET
Amaç
Matriks metalloproteinazlar, miyokard enfarktüsü (MI) sonrası sol ventrikülün yeniden
şekillenmesinde (remodeling), önemli bir rol oynarlar. Çalışmamızın primer amacı, sistolik
kalp yetersizliği gelişmiş ve gelişmemiş hastalarda, post-MI geç dönem plazma matriks
metalloproteinaz-8 (MMP-8) seviyelerin karşılaştırılmasıdır. İkinci amacı ise plazma MMP-8
seviyelerinin ekokardiyografik sol ventrikül sistolik ve diyastolik fonksiyon parametreleri ve
perfüzyon sintigrafisinde kantifiye edilmiş enfarkt alanı genişliği ile ilişkisini araştırmaktır.
Metodoloji
Perfüzyon sintigrafisinde enfarkt varlığı ispatlanmış 66 post-MI hasta ve kontrol grubu olarak
sintigrafi ile enfarkt varlığı ekarte edilmiş, koroner anjiyografisinde nonkritik lezyonları olan,
sistolik fonksiyonları normal, yaş ve cinsiyet uyumlu 26 birey çalışmaya dahil edildi.
Enfarktlı hasta grubu ekokardiyografik olarak biplane Simpson metodu ile hesaplanmış
ejeksiyon farksiyonuna (EF) göre sistolik kalp yetersizliği gelişmiş (EF<%40) ve gelişmemiş
(EF>%40) olarak iki gruba ayrıldı. Gated SPECT ile miyokard perfüzyonunun kantitatif
incelemesi yapılarak enfarkt alanının yüzdesi hesaplandı.
Bulgular
MI sonrası geç dönem plazma MMP-8 seviyeleri, iskemik KMP gelişmiş hastalarda [3,37
(1,68-6,30)] ve sistolik fonksiyonları göreceli olarak korunmuş hastalarda [4,87 (1,66-10,71)]
kontrol grubuna [0,67 (0,34-2,47)] göre anlamlı derecede yüksek saptandı (p<0.001).
EF>%40 olan hastaların plazma MMP-8 seviyeleri, EF<%40 olan hastalarınkinden daha
yüksek saptanmış, ancak fark istatistiksel öneme sahip bulunmamıştır (p=0.32). Tüm
populasyonun analizinde, plazma MMP-8 seviyeleri ile enfarkt alanı (rho=0.32, p=0.002).
ejeksiyon fraksiyonu (rho=-0.33, p=0.001), duvar hareket skor endeksi [WMSI] (rho=0.33,
p=0.33), sistol sonu volüm [ESV] (rho=0.24, p=0.02), sol atriyal volüm endeksi [LAVI]
(rho=0.2, p=0.05), E/E’sep (rho=0.23, p=0.025), IVRT (rho=0.22, p=0.03), BNP (rho=0.23,
p=0.03), lökosit sayısı (rho=0.24, p=0.02), monosit sayısı (rho=0.27, p=0.01) ve monosit
yüzdesi (rho=0.20, p=0.04) ile istatistiksel olarak anlamlı ancak oldukça zayıf bağıntılar
saptandı. Kovaryans analizinde ise, plazma MMP-8 seviyeleri ile ilişkili tek bağımsız
faktörün sintigrafide enfarkt varlığı olduğu saptandı. ( F=6.108, p=0.016, R2= 0.14,
%95CI=1.34-12.36). Post-MI grup içinde yapılan analizde, plazma MMP-8 seviyelerinin
ekokardiyografik sol ventrikül sistolik ve diyastolik fonksiyon parametreleri ve enfarkt
alanının genişliği ile anlamlı bir ilişkisi bulunmamıştır.
Sonuç
MI sonrası geç dönemde de, plazma MMP-8 seviyeleri yüksek seyretmeye devam etmektedir.
Kardiyak yeniden şekillenme, MI’dan yıllar sonra dahi aktif bir süreçtir ve MMP-8 bu sürecin
geç dönemlerinde de rol oynamaya devam ediyor gözükmektedir. Post-MI hastalarda
metalloproteinaz aktivitesindeki farklılıkların nedenlerini inceleyecek çalışmalara ihtiyaç
vardır.
5 COMPARISON OF LATE STAGE PLASMA MATRIX METALLOPROTEINASE-8
LEVELS IN POST MYOCARDIAL INFARCTION PATIENTS WITH OR WITHOUT
SYSTOLIC HEART FAILURE
ABSTRACT
Aim
Matrix metalloproteinases play an important role in post myocardial infarction (MI) left
ventricular remodeling. The aim of our study is to compare the late stage plasma matrix
metalloproteinase-8 (MMP-8) levels in post-MI patients with or without systolic heart failure.
The secondary aim of this study is to investigate the relationship of plasma MMP-8 levels and
echocardiographic parameters of left ventricular systolic and diastolic function and the infarct
size quantified with perfusion scintigraphy.
Methodology
66 post-MI patients with infarcts determined in perfusion scintigraphy and as the control
group, 26 age and sex matched subjects with noncritical coronary lesions in who(m) the
presence of infarction was excluded by perfusion scintigraphy were enrolled. According to the
ejection fractions calculated with biplane Simpson method on echocardiography, the post-MI
patients were grouped as failing (EF<%40) and nonfailing (EF>%40). Via the quantitative
analysis of the myocardial perfusion with gated SPECT, the infarct size was calculated.
Results
Plasma MMP-8 levels measured late after MI were significantly higher in both failing [3,37
(1,68-6,30)] and nonfailing [4,87 (1,66-10,71)] post-MI patients when compared with the
control [0,67 (0,34-2,47)] subjects (p<0.001). Plasma MMP-8 levels were higher in patients
with EF>% 40 when compared with the patients with EF<%40, though it was not statistically
significant (p=0.32). In the analysis of the overall population plasma MMP-8 levels were
found to be weakly correlated with infarct size (rho=0.32, p=0.002), ejection fraction (rho=0.33, p=0.001), wall motion score index [WMSI] (rho=0.33, p=0.33), end systolic volume
[ESV] (rho=0.24, p=0.02), left atrial volume index [LAVI] (rho=0.2, p=0.05), E/E’sep
(rho=0.23, p=0.025), IVRT (rho=0.22, p=0.03), BNP (rho=0.23, p=0.03), leucocyte count
(rho=0.24, p=0.02), monocyte count (rho=0.27, p=0.01), ve monocyte percentage (rho=0.20,
p=0.04). In covariance analysis, the only independent factor related to the plasma MMP-8
levels was found to be presence of infarct( F=6.108, p=0.016, R2= 0.14, %95CI=1.34-12.36).
Within post-MI group, there was no statistically significant correlation between plasma
MMP-8 levels and the echocardiographic parameters of left ventricular systolic and diastolic
function or the infarct size.
Conclusion
Plasma MMP-8 levels remain elevated late after MI. Left ventricular remodeling is an active
process even years after the index event and MMP-8 seems to have a prolonged role in the
late stages of this process. There is need for further studies investigating the factors
responsible for the differences in metalloproteinase activity in post-MI patients.
6 GENEL BİLGİLER
1-KALP YETERSİZLİĞİ
Kalp yetersizliği, miyokardın sistolik ve/veya diyastolik performansındaki düşüş
nedeniyle dokulara oksijen transferinin bozuluşu ve nöroendokrin sistemin progresif
aktivasyonu ile karakterize, dolaşım yetersizliği ve konjesyona yol açan kompleks bir klinik
sendromdur. 2008 Avrupa Kardiyoloji Cemiyeti kılavuzunda, kalbin istirahatteki yapısal ya
da fonksiyonel bozukluklarına dair objektif kanıtlara, kalp yetersizliğine dair tipik semptom
ve bulguların eşlik ettiği bir klinik sendrom olarak tanımlanmıştır (1). Kalp yetersizliği,
populasyondaki artan yaş, miyokard enfarktüsü sonrası ve diğer hastalıklara bağlı
mortalitedeki düşüş ile birlikte, sıklığı ve maliyeti her geçen gün daha da artan bir klinik
durumdur.
1.1 KALP YETERSİZLİĞİ EPİDEMİYOLOJİSİ
Yetişkin populasyonda kalp yetersizliği prevalansı %2-3 arasında değişmekle birlikte,
bu oran 70-80 yaş aralığında %10-20 aralığına yükselmektedir (1). Genç yaşlarda, koroner
arter hastalığı sıklığındaki farklılık nedeniyle, prevalans erkeklerde daha yüksek olsa da, ileri
yaşlarda cinsiyetler arası farklılık ortadan kalkmaktadır. Avrupa ve Amerika’da 40 yaşına
gelen bir yetişkinde kalp yetersizliği gelişme riskinin %20 olduğu bildirilmiştir (2,3). Tanı
sonrası hastaların %30-40’ının bir yıl içinde, %60-70’inin ise beş yıl içinde hayatını
kaybettiği bildirilmiştir (3-6). Tıptaki ilerlemelerin sonucu olarak artan sağkalım ile birlikte
kalp yetersizliği prevalansı her geçen gün giderek artmaktadır (7).
1.2 KALP YETERSİZLİĞİ ETİYOLOJİSİ
Kalp yetersizliği sebeplerinin tatminkar bir sınıflandırmasının olmaması ve bazı
etiyolojilerin birbiri ile iç içe olmasına rağmen, sebebin tanımlanması, uygun ve doğru
tedavinin belirlenmesi için oldukça önemlidir. Kalp yetersizliği, iskemik, metabolik,
endokrin, immün, enflamatuar, enfektif, endokrin, valvuler, konjenital, aritmik, genetik ve
neoplastik nedenlere bağlı gelişebilir (Tablo 1). Öne çıkan etiyoloji, yaşa, bölgeye ve zamana
göre farklılıklar gösterebilmektedir. Gelişmekte olan ülkelerde romatizmal kapak hastalığına
sekonder kalp yetersizlikleri sıklıkla görülürken, gelişmiş ülkelerde en sık sebep, miyokard
enfarktüsü ve/veya hipertansiyonun sebep olduğu ventrikül disfonksiyonudur.
7 İskemik kardiyomiyopati koroner arter hastalığına sekonder segmental duvar hareket
kusurlarının ve azalmış kontraktilitenin sonucu gelişir. Amerika Birleşik Devletleri’nde kalp
yetersizliği vakalarının üçte ikisinde etiyoloji koroner arter hastalığıdır. Miyokard enfarktüsü
yokluğunda koroner arter hastalığının persistan sistolik disfonksiyona sebep olup olmadığı, ya
da hiberne dokunun perfüzyonunun kontraktiliteyi artırıp artırmadığı halen araştırma
konusudur (8). Koroner arter hastalığının ciddiyeti ve dağılımı ile disfonksiyone miyokard
arasındaki bir uyumsuzlukta altta yatan ve eşlik eden dilate kardiyomiyopati varlığının
olasılığı da akla gelmelidir.
Tablo 1: Kalp yetersizliği etiyolojisi
Miyokard hastalığı
Koroner arter hastalığı
Perikardiyal hastalık
Efüzyon, konstriksiyon
Hipertansiyon
İmmün/enflamatuar
Viral miyokardit
Chagas hastalığı
Endokardiyal/endomiyokardiyal hastalık
Loeffler endokarditi
Endomiyokardiyal fibroz
Metabolik/infiltratif
Thiamin eksikliği
Amiloidoz
Sarkoidoz
Konjenital kalp hastalıkları
ASD, VSD
Endokrin
Tirotoksikoz
Toksik
Alkol
Volüm yüklenmesi
Renal yetersizlik
Taşi/bradiaritmiler
İleti defektleri
Sinüs nodu disfonksiyonu, AV blok
Genetik
Ailesel dilate kardiyomiyopati
Yüksek debili yetersizlikler
Anemi
Sepsis
Tirotoksikoz
İdiyopatik
Kapak hastalıkları
Kardiyomiyopatiler(HCM, restriktif.,dilate,
peripartum)
8 1.3 KALP YETERSİZLİĞİ PATOFİZYOLOJİSİ
Miyokardiyal kontraktilitede primer bir kusur varlığında ve/veya ventrikül üzerindeki
hemodinamik yükün aşırı bir artış göstermesi durumunda pompa fonksiyonunun devamı için
bir takım adaptasyon mekanizmaları gelişir. Bu mekanizmalardan en önemlileri, ventrikül içi
volüm-basınç ilişkisinin işleyişi, nörohormonal sistemlerin aktivasyonu ve miyokardın
yeniden şekillenmesi (remodeling) dir. İlk iki mekanizma, ciddi miyokard hasarını takip eden
erken dönemde devreye girer ve pompa fonksiyonunun göreceli olarak normal seviyelerde
devamını sağlayabilir. Miyokardın yeniden şekillenmesi ise, erken dönemde başlayıp, haftalar
ve aylar boyunca devam eder ve hemodinamik yüke uzun dönem adaptasyonda önemli rol
oynar. Ne var ki tüm bu mekanizmalar, ancak belli bir süre pompa fonksiyonunun devamını
sağlayabilir. Hasarın ve hemodinamik yükün devamı durumunda, bu mekanizmalarla
sağlanabilen adaptasyon belli bir süre sonra yetersiz kalır.
1.3.1 Kalp Yetersizliğinde Sol Ventrikül Basınç Volüm İlişkileri
Normal bireylerde sol ventrikül atım hacmini ve kardiyak debiyi (sistolik performansı)
belirleyen üç ana faktör vardır:
Önyük (venöz dönüş ve diyastol sonu volüm): Diyastol sonu volüm ve ventrikül
performansı arasındaki ilişki Frank Starling mekanizması olarak bilinir. Sol ventrikülün
izovolumetrik kasılma gücü, diyastol sonu lif geriliminin derecesi ile ilişkilidir. Artan diyastol
sonu volüm ve lif uzunluğu, üretilen kasılma gücünün artmasını sağlar. Bu, artan sarkomer
uzunluğunun, kontraktil proteinlerin kalsiyuma olan hassasiyetlerini artırması ve titin
molekülünün gerilmesi ile ilişkilendirilmiştir.
Miyokardiyal kontraktilite: Herbir miyokard hücresi kontraksiyon esnasında değişen
miktarlarda gerilim üretme yetisine sahiptir. Bu gerilim, troponin kompleksi üzerinde bulunan
bir regulatuar bölgeye bağlanan kalsiyum miktarı ile ilişkilidir. Hücre içi kalsiyum miktarını
artıran her faktör (ör. noradrenalin) kontraktiliteyi artırır.
Ardyük (aortik empedans ve duvar stresi): Ardyük, kısalmakta olan liflerin ventrikül
duvarı içindeki dizilim yönünde birim alana düşen güç olarak tanımlanır. Ventrikül hacmi,
duvar kalınlığı, aortik basınç ve empedansındaki değişimler tarafından belirlenir.
9 Normal şartlarda ventriküler end diyastolik volüm ve performans arasındaki ilişki
Şekil 1 de gösterilmiştir. Egzersiz ve stresle birlikte dolaşımdaki artmış katekolaminler ve
sempatik uyaranlarla birlikte taşikardi kontraktiliteyi artırarak eğriyi 1 den 2 ye kaydırır.
Ventriküler performans artarken, end diastolik basınç ve volümde sadece ufak bir değişim
olur. İskelet kaslarındaki artan metabolizma ürünleri vazodilatasyona sebep olarak periferik
dirençte ve aortik empedansta bir azalma yapar. Böylelikle ventrikülün boşalımı kolaylaşır ve
kan basıncındaki ufak bir değişimle kardiyak debi oldukça artar. Normal bir bireyde, aşırı
egzersizle birlikte ise, kardiyak debi, end diyastolik volüm ve basınçta sadece makul bir
artışla (B noktasından C noktasına) 5 kat kadar artabilir.
Şekil 1: Normal ve yetersizlikli miyokardda egzersiz esnasında ventriküler fonksiyon eğrileri.
Y ekseninde ventriküler performansın seviyesi, X ekseninde önyük, yani diyastol sonu volüm
(EDV) prezente edilmiştir. Eğri 1 ve 2 normal kalpte, sırasıyla istirahat ve egzersizde EDV ile
ventrikül fonksiyonu arasındaki ilişkiyi göstermektedir. Egzersiz esnasında artmış hız ve
kontraktilite ile periferik vazodilatasyonun etkisi ile eğri yukarı ve sola kaymıştır. Eğri 3 ve 4
ise yetersizlikli miyokardlardaki aşağı ve sağa kaymış eğrilerdir. [Adapte şekil (9)]
Orta derecede ciddi sistolik kalp yetersizliğinde, istirahatteki kardiyak debi normal
aralıktadır, ancak bu değerler ancak artmış end diyastolik volüm ve end diyastolik lif
10 uzunluğu ile sağlanabilir. Sol ventrikül end diyastolik basıncındaki bu artışlar pulmoner
kapiller basıncında artışa ve efor dispnesine neden olur. Kalp yetersizliği, artmış adrenerjik
aktivasyonla karakterize olduğundan, zamanla bu hastalarda noradrenalin depolarında ve
miyokardiyal beta adrenoseptör yoğunluğunda azalma olur. Bu yüzden normal bireylerde
egzersizle birlikte adrenerjik sistemin sağladığı kontraktilite artışı yetersizlik hastalarında
oldukça silik kalır (eğri 3→3’). Egzersizdeki ventrikül dolumunu iyileştirmek için devreye
giren faktörler disfonksiyone ventrikülün end diyastolik volüm ve basıncında ciddi artışlara
sebep olurlar. Nihayetinde, fonksiyon eğrisi istirahatte dahi periferik perfüzyonu
sağlayamayacak düzeye gerilediğinde (eğri 4) sol kalp yetersizliği ölümcül olur (9).
1.3.2 Nörohormonal Adaptasyonlar
Kardiyak debideki ve arteriyel volümdeki düşüşe, organizma kompleks bir
nörohormonal cevap verir. Akut ciddi kalp yetersizliği gelişmesi durumunda aktive olan
sempatik sinir sistemi, renin-anjiyotensin-aldosterone (RAS) sistemi ve artmış vazopresin,
endotelin salınımı, iki yolla vital organların perfüzyonunun devamını sağlar; birincisi
vazokonstriksiyon ile kan basıncının idamesi ve kanın vital organlara redistribüsyonu, ikincisi
miyokardiyal kontraktilite ve kalp hızındaki artışla beraber ekstraselüler sıvı hacmindeki
ekspansiyon
aracılığıyla
kardiyak
debinin
restorasyonu.
Ancak
kalp
yetersizliği
kronikleştikçe, bu mekanizmaların bir takım istenmeyen sonuçları olur. Aşırı sodyum ve su
tutulumunu takiben diyastolik basınçlardaki artış, pulmoner ve sistemik venöz sisteme
yansıyarak pulmoner konjesyon ve periferik ödem gelişimine sebep olur. Periferik dirençteki
artışın sebep olduğu ardyük artışı kardiyak fonksiyonu direkt olarak etkileyebildiği gibi,
miyokard fonksiyonunun bozulmasını da hızlandırabilir. Katekolaminlerin pozitif inotropik
ve kronotropik etkileri koroner iskemiyi artırıp, aritmi riskini artırabilir. Katekolaminler ve
anjiyotensin II, apopitozu indükleyerek miyosit kaybını artırabilir, protein ekspresyon ve
fonksiyonlarında değişikliklere neden olabilirler.
Sempatik sinir sistemi aktivasyonu
Kardiyak debideki düşüşe verilen ilk cevap sempatik sinir sistemi aktivasyonudur (1012). Adrenerjik sinir uçlarında noradrenalin salınımı artar, geri alımı azalır. Yetmezliğin erken
döneminde katekolaminlere bağlı olarak kontraktilite ve kalp hızı artar. Aynı zamanda
sistemik ve pulmoner vazokonstriksiyon ve artmış venöz tonusun sonucu olarak artan önyük
te kan basıncının idamesine yardımcı olur. Nordarenalin ve anjiyotensin II nin indüklediği
renal vazokonstriksiyon, filtrasyon fraksiyonunu artırarak, renal kan akımındaki azalmaya
11 rağmen glomerüler filtrasyonun göreceli olarak idamesini sağlar. Noradrenalin ve
anjiyotensin II aynı zamanda proksimal tubuler sodyum reabzorbsiyonunu uyararak sodyum
retansiyonuna katkıda bulunur.
Beta adrenerjik reseptörlerin kronik stimulasyonu moleküler ve hücresel değişimlere
neden olarak fetal protein izoformlarının reekspresyonu, apopitoz veya nekroz üzerinden
miyokard disfonksiyonunun progresyonunu hızlandırabilir. Sempatik aktivitedeki kronik artış
zamanla, kardiyak beta-adrenerjik reseptörlerde downregulasyona ve reseptör ilişkili
sinyalizasyon mekanizmalarında desensitizasyona neden olur. Kalp yetersizliği ilerledikçe,
miyokardiyal norepinefrin seviyelerinde de azalma görülür. Bu, kardiyak adrenerjik sinirlerin
sürekli stimulasyonu sonrası norepinefrinin tükenmesi, miyokardiyal tirozin hidroksilaz
aktivitesinin azalması ve sinir uçlarından norepinefrinin geri alımının azalması ile
açıklanabilir. Bütün bu faktörler, zaman içerisinde inotropik ve kronotropik cevapların
azalmasıyla sonuçlanır.
Renin-anjiyotensin-aldosteron sistemi aktivasyonu
Artmış adrenerjik aktivite böbreklerdeki jukstaglomerüler aparattaki beta1 adrenal
reseptörleri uyararak renin salınımını sağlar. Renal kan akımındaki azalmaya sekonder renal
vasküler yataktaki baroreseptörlerin aktivasyonu ile tuz kısıtlaması ve yoğun diüretik tedavisi
sonrası makula densaya ulaşan sodyum miktarındaki azalma da renin salınımını uyaran diğer
mekanizmalardır. Artmış renin seviyeleri ile başlayan kaskadda oluşan anjiyotensin II güçlü
bir perifer vazokonstriktördür ve adrenerjik sistem ile beraber periferik vasküler dirençte
belirgin bir artışa neden olur.
Anjiyotensin II, etkisini G protein bağıntılı AT1 ve AT2 reseptörleri aracılığıyla
gösterir. Damar sisteminde AT1 reseptörleri bulunurken, miyokardda her iki reseptör tipi de
bulunmakla beraber, AT2 ağırlıktadır. AT1 reseptörünün uyarılması katekolamin salınımı,
vazokonstriksiyon, aldosteron salınımı ve hücre büyümesine yol açarken, AT2 stimulasyonu
vazodilatasyon, natriürez, bradikinin salınımı ve hücre büyümesinin inhibisyonu ile
sonuçlanır. Kalp yetersizliğinde, AT1/AT2 reseptör oranının azaldığı gösterilmiştir (9).
Anjiyotensin II, adrenal korteksten aldosteron salınımını uyardığı gibi adrenerjik
sistemden noradrenalin salınımını ve arka hipofizden ADH salınımını da artırır. Kısa
dönemde dolaşımsal homeostazı sağlasalar da, anjiyotensin II ve aldosteronun uzun süreli
salınımları, kalp, böbrek ve diğer organların fibrozuna yol açabilir. Anjiyotensin II nin
miyokardın yapı ve fonksiyonunun modifikasyonunda doğrudan bir rolü de olabileceği
12 gösterilmiştir. Anjiyotensin II nin hücresel hipertrofiyi, fetal gen programlarını ve apopitozu
indüklediği gösterilmiştir (13-16).
Aldosteron, su ve tuz tutulumu yanı sıra, sempatoadrenerjik aktivasyona, endotel
disfonksiyonuna ve kardiyovasküler hipertrofi ve fibroza yol açarak kompliyansta azalmaya
neden olur (17).
Natriüretik peptidler
Kalp yetersizliğinde, RAS ve sempatik sinir sistemi aktivasyonunun etkilerini
dengelemek için devreye giren mekanizmaların başında natriüretik peptidlerin artmış salınımı
gelir. Natriürez ve vazodilatasyonla kalp yükünü azaltır, renin ve aldosteron salınımını inhibe
eder, antifibrotik ve lusitropik etki gösterirler.
Normal bireylerde atriyumda ANP seviyeleri ağırlıkta iken, düşük seviyede BNP ve
CRP ekspresyonu da söz konusudur. Yetersizlikte, ANP seviyelerinde belirgin bir artış
olmazken, BNP seviyelerinde 10 kat, CRP seviyelerinde 2-3 kat artış olur. Bu peptidler
normal miyokardda düşük seviyelerde bulunmasına rağmen, ilerlemiş ciddi kalp
yetersizliğinde dolaşımdaki miktarlarında ventrikülün payı büyüktür. Salınımları esasen duvar
gerilimi ile regüle edilir ancak anjiyotensin II ve endotelin gibi nörohormonların ve yaş,
cinsiyet ve renal fonksiyon gibi fizyolojik faktörlerin, salınımın düzenlenmesinde etkileri
olduğu bilinmektedir.
İlerlemiş kalp yetersizliği vakalarında, natriüretik peptitlerin renal etkileri körelir.
Kesin olmamakla birlikte, düşük renal perfüzyon basıncı, natriüretik peptid seviyelerinin
göreceli yetersizliği, natriüretik peptidlerin moleküler yapılarındaki değişimler veya
natriuretik peptid reseptörlerinin seviyelerindeki azalmanın bu körelmeden sorumlu
olabileceği öngörülmüştür (18).
Antidiüretik hormon
Düşük debinin karotis sinüs ve aort topuzundaki baroreseptörleri uyarması neticesinde
ADH salınımı ve susama hissi indüklenir. ADH etkisini üç tip reseptör üzerinden gösterir.
Vasküler düz kas hücrelerinde bulunan V1a reseptörünün stimulasyonu, vazokonstriksiyon,
trombosit agregasyonu ve miyokardiyal büyüme faktörlerinin salınımı ile sonuçlanır. Santral
sinir sistemindeki V1b reseptörlerinin stimulasyonu ön hipofiz bezinden ACTH salınımını
artırır. Renal toplayıcı kanalların epitelyum hücrelerinde bulunan V2 reseptör stimulasyonu
13 ise, akuaporin adı verilen su kanallarını barındıran veziküllerin apikal membrana taşınmasını
sağlar. Artmış ADH seviyeleri vasküler düz kas hücreleri üzerindeki V1a reseptörlerinin
stimulasyonu ile sistemik vasküler rezistanstaki artışa katkıda bulunurken, V2 reseptörleri
üzerine etkiyerek toplayıcı kanallardan su emilimini artırır. Azalmış su atılımı ve susama hissi
ile artmış su alımı plazma ozmolalitesinde sıklıkla düşüşe neden olur (9).
Kalp yetersizliğinde ADH salınımı normal bireylerdeki gibi plazma ozmolalitesi
tarafından kontrol edilmez. Bu yüzden, düşük ozmolaliteye rağmen ADH seviyeleri yüksek
seyrine devam eder. Bu durum, kalp yetersizliği hastalarında bir kötü prognoz belirteci olan
hiponatreminin oluşumunda çok etkilidir.
Endotelin
Endotel hücrelerinden ve kardiyak miyositlerden salınan bu potent vazokonstriktörün,
kalp yetersizliğinde dolaşımdaki seviyeleri yükselmektedir (19). Plazma endotelin
seviyelerinin pulmoner arter basıncı, pulmoner vasküler rezistans ve pulmoner vasküler
rezistansın sistemik vasküler rezistansa oranı ile doğrudan ilişkili olduğu gösterilmiş, kalp
yetersizliği hastalarında pulmoner hipertansiyon gelişiminin patofizyolojisinde rolü olduğu
düşünülmüştür. Hayvan deneylerinde miyosit hipertrofisine neden olduğu, endotelin reseptör
A antagonizması ile basınç yüküne bağlı hipertrofinin gerilediği gözlenmiştir (20).
Enfarkttüslü farelerde yapılan deneylerde ise endotelin reseptör antagonizmasının matriks
metalloproteinaz aktivasyonunu önleyerek sol ventrikül yeniden şekillenmesini ve
dilatasyonunu engellediği ve hemodinamiyi iyileştirdiği gösterilmiştir (21).
Enflamatuar sitokinler
Kalp yetersizliğinde TNF-α ve IL-6 gibi proenflamatuar sitokinlerin seviyesi
yükselirken, IL-10 gibi antienflamatuar sitokinlerin seviyesi düşer. In vitro çalışmalarda, TNF
alfanın intraselüler kalsiyum transportunu bozduğu ve direk miyokard hasarına neden
olabildiği gösterilmiştir (22). Kardiyak miyosit kültürlerinde TNF-α ve IL-1β nın hipertrofiyi
uyardığı, fetal gen programınını reekspresyonunu sağladığı ve apoptoza neden olabileceği
gösterilmiştir (23,24).
Enflamatuar sitokinlerin bir diğer etkisi ise miyokarddaki indüklenebilir nitrik oksid
sentaz 2 (NOS 2) yi stimule ederek nitrik oksid (NO) seviyelerini artırmalarıdır. NO kısa
dönemde miyokard fonksiyon ve enerjetiğine, uzun dönemde ise yapısına etki eder. Nitrik
14 oksidin enflamatuar sitokinlerin miyokardın beta adrenerjik uyaranlara kontraktil cevabını
inhibe edici etkisine aracılık ettiği gösterilmiştir (25-27).
1.3.3 Sol Ventrikülün Yeniden Şekillenmesi (Remodeling)
‘Remodeling’ hemodinamik yük ve/veya kardiyak hasara ve beraberindeki
nörohormonal aktivasyona cevaben, kalbin kitle, boyut ve şekli gibi yapısal özelliklerinde ve
fonksiyonunda meydana gelen değişiklikleri tanımlar. Basınç yükü, volüm yükü veya
kardiyak hasar sonrasında meydana gelen remodeling akut fazda kompensatuar olan, adaptif
bir fizyolojik yanıtın zaman içerisinde ierleyip maladaptif patolojik bir hal alması ile ilişkilidir
(28).
Basınç yüküne, rölatif duvar kalınlığının artması ile karakterize konsantrik remodeling
ile; volüm yüküne ise kardiyak kitle ve boşluklardaki genişleme ile karakterize eksantrik
remodeling ile cevap verilir. Miyokard enfarktüsü sonrası ise, gerilen enfarkt dokusu, sol
ventrikül volümünde artışa neden olur ve enfarktsız alanların hem volüm hem de basınç
yüküne maruziyetine neden olur. Bu da miks konsantrik/eksantrik hipertrofi ile sonuçlanır
(29,30).
Kardiyak remodelingin farklı sebepleri ortak moleküler, biyokimyasal ve mekanik
yolakları paylaşırlar. Süreç miyosit hasarı ile başlar. Daha sonra ekstraselüler matriks,
fibroblastlar, enflamatuar hücreler ve koroner sistem de sürece dahil olup hemodinamik yük,
nörohormonal aktivasyon ve diğer faktörlerin etkisi ile süreç şekillenir (Şekil-2). Kardiyak
remodelingin kalp yetersizliğinin gelişimi ve prognozundaki önemi insan ve hayvan deneyleri
ile gösterilmiştir. Sağkalımı iyileştirdiği ispatlanmış medikasyonların remodelingin bazı
komponentlerinin gelişimini yavaşlattığı, hatta geri çevirdiği gösterilmiştir (31-33). İlerlemiş
kalp yetersizliği olan hastalarda sürecin önüne geçilmesinin de, sol ventrikülün
fonksiyonlarında belirgin bir iyileşme sağlayabildiği gösterilmiştir (34).
1.3.3.1 Fonksiyonel değişimler
Miyokard enfarktüsü sonrası başlangıç remodeling fazı nekrotik alanın tamiri ve skar
oluşumu ile sonuçlanır. Bu, sol ventrikül fonksiyonunun normalizasyonuna ve kardiyak
debinin idamesine yardımcı olur (36). Ancak, bu süreç ventrikül volümünde artışa neden olur.
Eğer, miyokard geniş bir enfarkttan etkilenmişse, enfarkt ekspansiyonu ile birlikte kardiyak
debideki düşüş ve sistol-sonu völümdeki artış daha belirgin olur. Artan volüm ve duvar gerili-
15 Şekil 2: Ventriküler yeniden şekillenme (remodeling) ve ventriküler disfonksiyonun
progresyonu. Miyokardial hücre kaybı miyosit hipertrofisi ve elongasyonu ile karakterize
remodelinge neden olur. Ventriküler volümdeki artıs Frank Starling etkisi ile doluş
basınçlarının artması pahasına kardiak debiyi idame ettirir. Artan basınç ve diastolik gerilim
gerilim uyaranlı miyosit apoptozu ile daha fazla hücre kaybına neden olur ki bu da süreci daha
da amplifiye eder. Yetersiz pompa fonksiyonu nörohormonal mekanizmaları aktive eder.
Renin-anjiotensin sistemi aktivasyonu ve artmış sempatik tonus arteryel vazokonstriksiyona
ve dolaşım bozukluğuna neden olur. Otonom sinir sisteminin neden olduğu artmış kalp hızı ve
RAS sisteminin aktivasyonu ile oluşan anjiotensin II, apoptozu indükleyerek daha da fazla
miyosit kaybına neden olur. Oluşan bu kısır döngü, progresif ventrikül disfonksiyonu ve
dilatasyonu ile sonuçlanır. [Adapte şekil (35)]
16 mi enfarktsız alanlarda da kompensatuvar bir miks konsantrik/eksantrik hipertrofiye neden
olur. Ventrikül duvarındaki hücrelerin yeni dizilimi ventrikül volümünde daha ciddi bir artışla
sonuçlanır. Remodeling devam ettikçe kalp sferik bir hal alır (37). Hemodinamik yüklenme
ciddiyetini ve sürekliliğini korudukça, kardiyak debide düşüş başlar. Hayvan deneylerinde,
kardiyak disfonksiyonun sadece yetersiz hipertrofi sonucu ardyük uyumsuzluğundan değil,
miyokardın intrinsik kontraktilitesindeki düşüşten kaynaklandığı gösterilmiştir (38). Benzer
bulgular sistolik fonksiyonu ve duvar gerilimi normal kompansatuvar hipertrofili
hipertansiflerde de saptanmış, magnetik rezonans görüntüleme ile intramural miyokardiyal
kısalmanın azaldığı gösterilmiştir (39). Kontraktilitedeki progresif azalma belli bir noktaya
kadar hipertrofi, dilatasyon ve Frank Starling mekanizması ile kompanse edilse de
dilatasyonun tetiklediği kısır döngünün, ventrikül geometrisindeki bozulmanın sonucu gelişen
fonksiyonel mitral yetersizliğin eklediği volüm yükünün de katkısı ile belli bir süre konjestif
kalp yetersizliği gelişir.
1.3.3.2 Hücresel ve moleküler değişimler
Kardiyak remodeling, nekroz ve apopitozla miyosit kaybı, fetal gen programlarının
reekspresyonu, kontraksiyon ve eksitasyon-kontraksiyon bağlaşım proteinlerinin ekspresyon
ve
fonksiyonundaki
başkalaşımlar
ve
ekstraselüler
matriksteki
değişimler
olarak
sıralanabilecek birtakım moleküler ve hücresel olaylar içerir. Bu değişimlere sebep olan
miyosit üzerindeki mekanik gerilim gücü, nörohormonlar, enflamatuar sitokinler, büyüme
faktörleri ve reaktif oksijen ürünleri gibi uyaranlar, çevresel patolojik faktörler ile
inter/intraselüler sinyalizasyon mekanizmaları arasında önemli bir köprü oluştururlar (40-42).
1.3.3.2 a)Miyosit kaybı
Miyosit kaybında nekroz ve apopitoz olmak üzere iki ana mekanizma rol oynar.
Nekroz, oksijen ve enerjiden yoksun miyositlerin hücre membranı bütünlüğünün bozulması
sonucu hücredışı sıvının içeri girmesi, başta mitekondri olmak üzere sitoplazmik organellerin
ve hücrelerin şişip, proteolitik enzimlerin salınımı ile gerçekleşir (43). Hücre membranının
bütünlüğünün bozulması ile içeriye göç eden yüksek miktarda kalsiyum, kontraksiyon
bandlarının oluşumuna neden olur ve bu de hücre zarının daha da hasarlanmasına yol açar.
Duvar stresindeki artışlar, özellikle subendokardiyal alanda enerji dengesizliğini ve iskemiyi
tetikleyerek iskemik hücre ölümlerine ve fibroza neden olabilir. Oluşan bu kısır döngü kalp
yetersizliğine giden süreci hızlandırır. İskemi dışında, enfeksiyon, enflamasyon, NE, Ang II
ve ET de nekrozu tetikleyebilir.
17 Nekrotik hücre ölümündeki major mekanizmalardan biri mitekondriyal permeabilite
transizyonudur (MPT) (44). MPT, mitekondri iç zarının transmembran potansiyelinin kaybı
ve geçirgenliğinde artış olarak tanımlanır ki ATP üretiminin kaybı sonrası organelin şişip dış
zarın parçalanması ile sonuçlanır (45). Mitekondri iç zarındaki MPT porları hücre içi artmış
kalsiyum seviyeleri, inorganik fosfat ve reaktif oksijen moleküllerinin etkisiyle açılır ve hem
nekrotik hem de apoptotik hücre ölümünde rol oynar (46-48).
Apopitoz kalp yetersizliğinde hücre ölümünün bir diğer önemli nedenidir. In vitro
çalışmalarda, kalp yetersizliğinde arttığı bilinenen noradrenalin (49), anjiyotensin II (50,51),
reaktif oksijen ürünleri (52) ve nitrik oksidin (53) apopitoza neden olduğu gösterilmiştir.
Apoptotik hücre ölümünde, mitekondri üzerinden intrinsik ve Fas ligand ya da TNF-α
aracılığıyla ekstrinsik yolaklar olmak üzere iki ana sinyalizasyon mekanizması vardır.
Intrinsik yolakta Bax ve Bak gibi proapoptotik Bcl-2 ailesi üyeleri, mitekondri dış zarının
geçirgenliğini artırarak intermembran boşluktan stoplazmaya sitokrom c gibi proteinlerin
salınımına yol açar (54). Ekstrinsik yolakta ise, Fas ligand veya TNF-α plazma membranı
üzerinde intraselüler ölüm bölgesi olan reseptörlere bağlanarak apoptozu indüklerler. Bu
hücre içi bölge, caspase 8 aktivasyonu ile hücre ölümünü indükler (55,56).
Her iki ölüm tipinde de aynı mekanizmalar rol oynayabilir ve sıklıkla iki yolak
birbiriyle kesişir. Hücrenin ölüm tipini belirleyen, hasarın amplitüd ve sıklığı, proapoptotik ve
antiapoptotik proteinlerin seviyesi, kalsiyum yükü ve hücre içi ATP seviyeleridir. Ex vivo
çalışmalarda nekrotik ölümlerin, apoptotik ölümlerden 7 kat daha fazla olduğu gözlenmiştir
(9).
1.3.3.2 b)Eksitasyon-Kontraksiyon Bağlaşım proteinlerindeki değişiklikler
Sarkoplazmik retikulumun (SR) kalsiyum geri alımı, primer olarak SERCA2 aracılığı
ile olur. Fosfolamban bu proteini inhibe eder. Fosfolambanın siklik AMP aracılı
fosforilasyonu bu inhibisyonu ortadan kaldırır ve Ca geri alımını arttırır. Ca geri alımı hem
sistol hem de diyastol için önemlidir. Geri alınan kalsiyum, SR içinde kalsekuestrin ve
kalretikulin adlı iki proteine bağlanarak depo edilir ve sistolde salınım için kullanılır. Birçok
çalışma, kalp yetersizliğinde SERCA 2 m RNA ve proteini seviyelerinde düşüş olduğunu
bildirmektedir (57). ANP gibi fetal gen ekspresyonundaki artışa rağmen, yetişkin gen
programındaki bu genin ekspresyonu azalır. SERCA 2 protein seviyesindeki ve Ca ATPaz
aktivitesindeki azalmanın intrinsik miyosit disfonksiyonunda payı olduğu düşünülmektedir
18 (58). Norepinefrin ve anjiyotensin II nin de SERCA 2 ekspresyonunda downregülasyon
yaptıkları bilinmektedir (9).
SERCA 2 inhibitörü fosfolambanın da ekspresyonunun ve fosforilasyonunun kalp
yetersizliğinde azaldığı bilinmektedir (57). Ryanodin reseptörünün hiperfosforilasyonu
sonrası reseptörün Ca geçişi için açıklığının artışı da görülen değişikliklerdendir (59). Kalp
yetersizliğinde, Na/Ca değişici kanallarının ekspresyonunun da arttığı saptanmıştır (60). Bu
artışın, SERCA 2 aktivitesindeki düşüşü kompansasyon amaçlı olabileceği düşünülmüştür.
Ancak daha sonra Na/Ca değişici kanalının kalp yetersizliğinde ters modda çalıştığı, Na atıp,
Ca aldığı, relaksasyonun bozulduğu ve uzamış aksiyon potansiyeli süresinin aritmilere yol
açtığı gösterilmiştir (9). Yine aynı sisteme ait olan kalsiyum salınım kanalı (61) ve voltaj
bağımlı Ca kanalının da (62) ekspresyonunun kalp yetersizlikli hastalarda azaldığı
gösterilmiştir.
1.3.3.2c) Kontraktil Proteinler ve Hücre İskeletindeki Değişimler
Hayvan çalışmalarında, yetişkin kalbinin hipertrofisinde, ilgili genlerin reekspresyonu
ile kontraktil proteinlerin izoform adı verilen fetal ve neonatal formlarının ve ANP gibi diğer
proteinlerin tekrardan belirdiği gösterilmiştir (63). Yapılan çalışmalar, kalp yetersizlikli
insanlarda miyozin ağır zincir alfanın miyozin ağır zincir betaya oranının azaldığını göstermiş
ve azalmış ATPaz aktivitesi buna bağlanmıştır (64,65). Beta bloker tedavisi sonrası sol
ventrikül fonksiyonlarında iyileşme olan hastalarda alfa/beta oranının tekrar arttığı,
medikasyondan fayda görmeyen hastalarda ise oranın değişmediği gösterilmiştir (66).
Regulatuar
proteinlerden
miyozin
hafif
zincir
ve
troponin-tropomiyozin
komplekslerinde ve troponin T izoformlarında da değişiklikler izlenmiş, normalde total
troponin T nin %98 ini T3 izoformu oluştururken, T1 ve T4 izoformunun artan miktarlarda
ortaya çıktığı gösterilmiştir (67).
Kontraktil proteinlerdeki bir diğer önemli değişim ise, miyofilamentlerin proteolizidir
(miyositoliz). İlerlemiş kalp yetersizlikli hastalardan alınan biyopsi örneklerinde, hücrelerin
miyofibril içeriğinin belirgin biçimde azaldığı izlenmiştir.
19 Hücre iskeletinin bütünlüğünün ve dolayısıyla sarkomerin, sarkolemma ve
ekstraselüler matriks ile ilişkisinin bozulması kontraktil disfonksiyona yol açacaktır. Dilate
kardiyomiyopatililerde, titin ekspresyonunun azaldığı, desmin ve vinculin, distrofin gibi
membran ilişkili proteinlerin ekspresyonunun ise arttığı gösterilmiştir (68).
1.3.3.2 d) Beta Adrenerjik Desensitizasyon
Kalp yetersizliğinde, beta adrenerjik reseptör yoğunluğunda, adenilat siklaz
stimulasyonunda ve beta agonistlere kontraktil yanıtta belirgin bir azalma olur. Dilate
kardiomiyopatili hastalarda beta 1 reseptör transkripsiyonu azalırken beta 2 reseptör
transkripsiyonu değişmez. Bilindiği gibi beta 1 reseptörler sadece stimulan G proteinleri ile
ilişkili iken, beta 2 reseptörler inhibitör G proteinleri ile de ilişkilidirler. Öte yandan, beta
adrenerjik reseptör kinaz ekspresyonunda bir artış olur. βARK beta 1 ve beta 2 reseptörlerin
stoplazmik kısımlarını fosforile ederek beta-arrestin adı verilen proteinlere afinitesini artırır.
Beta-arrestinin bağlanması, hem reseptörün G proteinleri ile olan bağlaşımını engeller, hem
de reseptörün internalizasyonunu kolaylaştırır. Böylece βARK aktivasyonu beta reseptörlerin
desensitizasyonu ile sonuçlanır (9). Kısa vadede kalbin oksijen ihtiyacını azaltan fizyolojik bir
savunma mekanızması gibi gözükse de, uzun vadede kontraktilitenin azalmasıyla sonuçlanır.
1.3.3.2 e) Ekstraselüler Matriksteki Değişimler
Ventrikülün yapısal özellikleri sadece miyositler tarafından değil, tip I ve tip III
fibriler kollajenden zengin interstisyel bağ doku tarafından da belirlenir. Kollajen liflerinden
oluşan dallar kas bandlarını sarar ve birbirine bağlar. Bu dallardaki zayıflama miyokard
dilatasyonuna sebep olurken, fazlası ventrikül relaksasyonu ve dolumunu bozabilir.
Ekstraselüler matriksteki kollajenin miktar ve yapısı sentez ve yıkım arasındaki
dengeye bağlıdır. Kollajenin yıkımı matriks metalloproteinazlar (MMPs) ile doku
metalloproteinaz inhibitörleri (tissue inhibitors of metalloproteinases-TIMPs) arasındaki
denge ile düzenlenir. Ekstraselüler matriks, içerdiği çok çeşitli matriks proteinleri,
sinyalizasyon molekülleri, proteazları ve hücre tipleri ile dinamik bir sistem olarak
ventrikülün yeniden şekillenmesinde aktif rol oynar (69,70).
20 2. MİYOKARDİYAL EKSTRASELÜLER MATRİKS VE REMODELİNG
2.1 MİYOKARDİYAL MATRİKS YAPI VE FONKSİYONU
Miyositleri, fibroblastları, kılcalları ve diğer damarları saran ekstraselüler matriks
(ESM), kalbin yapısal ve fonksiyonel bütünlüğüne katkısı büyük olan, çok iyi organize olmuş,
çok fonksiyonlu bir komplekstir. Kollajen ve elastin gibi temel yapısal elemanlar ve daha
özelleşmiş fibrilin, fibronektin, proteoglikan ve matriselüler proteinlerden oluşur. İnterstisyel
kollajen lifleri endokarddan epikarda doğru miyositler ve damarlar için geniş bir destek ağ
oluştururlar ve miyokard kalınlığı ve mimarisini korurlar. ESM, hücrelerin migrasyonu,
büyüme ve farklılaşması için gerekli ortamı sağlarken, hücre ve doku fonksiyonu arasında da
bağlantı kurar. Matriks moleküllerinin sentez ve yıkımını düzenleyen, MMP ve TIMP üretim
ve salınımı ile matriks yıkım ve döngüsüne aracılık eden, kollajen ağının mekanik gerilimini
idame eden kardiyak fibroblastlar, miyokardda en fazla bulunan hücre tipidir ve bu üç ayrı
fonksiyonu ile ESM nin ana regulatörleridir. Normal kalplerde ESM sentez ve yıkımı süregen
ve sıkı kontrol edilen işlemlerdir.
ESM’nin biyoaktif moleküller için de büyük bir rezervuar görevi gördüğü
ispatlanmıştır. Örneğin, anjiyotensin II ve endotelin 1 gibi moleküllerin interstisyel
konsantrasyonlarının, plazmadakinden 100 kat daha yüksek olduğu gösterilmiştir (71,72).
TGF-β gibi büyüme faktörleri de interstisyumda latent formda depo edilir (73,74). Stres ve
gerilim gibi mekanik uyaranlar ESM üzerinden kardiyak miyositlere yansıtılır ve böylelikle
doğrudan miyosit hipertrofisini uyarırlar (75). Özet olarak, ESM’de oluşacak her yapısal
değişiklik, miyosit biyolojisini ve dolayısıyla tüm miyokardın yapı ve fonksiyonunu
etkileyebilmektedir.
2.2 MİYOKARDİYAL MATRİKS METALLOPROTEİNAZLAR (MMP)
MMP’ler fizyolojik olarak kemik gelişimi, yara iyileşmesi ve üreme fonksiyonlarında
rol oynayan 25 türden oluşan bir çinko bağımlı proteaz ailesidir (76-78). Artmış üretim ve
salınımlarının kanser, enflamatuar hastalıklar ve kardiyovasküler hastalıkların patogenezinde
rolü olduğu gösterilmiştir (79). Birçok MMP türünün aktivitesi normal koşullarda oldukça
düşüktür. Ancak, ekspresyonları, enflamatuar sitokinler, büyüme faktörleri, hormonlar, hücrehücre ve hücre-matriks etkileşimlerinin transkripsiyonel regulasyonu altındadır (80).
21 Transkripsiyonel regulasyonun yanı sıra aktiviteleri, öncü zimojenlerin aktivasyonu ve
endojen inhibitörler olan TIMP lerin inhibisyonu ile de düzenlenir. ESM in yeniden
şekillenmesinde MMP/TIMP balansı kritik öneme sahiptir (81).
2.2.1.Matriks Metalloproteinazların Taksonomi ve Yapısı
MMP ler inaktif zimojenler olarak üretilir ve hücre dışı boşluğa proenzimler (proMMP) olarak salınırlar. Pro-MMP ler spesifik matriks proteinlerine bağlanırlar ve propeptid
bölge ayrılana kadar enzimatik olarak pasif kalırlar (82). Farklı genlerden üretilseler de,
MMP’lerin tümünde ortak bölgeler vardır. Bunlar, sinyal peptidi ve bir propeptitden oluşan
NH2 terminal bölge, proteolitik aktiviteyi gösteren ve çinko bağlayan katalitik bölge ve
MMP-7
dışında
tüm
MMP
lerde
bulunan
ve
substrat
spesifitesini
sağlayan
hemopeksin/vitronektin bölgesidir (81). MMP aktivasyonu için, NH2 terminal bölgenin
ayrılıp, katalitik bölgenin Zn bağlayıcı alanının açığa çıkması gerekmektedir. Bu aktivasyon
işlemi ‘cystein switch’ olarak bilinir (83). Propeptid alanın başlangıçtaki ayrışması
sonrasında, ek otolitik ve egzogen ayrılmalar da olur ve böylelikle düşük moleküler ağırlıklı
aktif formlar oluşur. MMP lerin ESM içerisinde spesifik alanlarda depo edildiği ve aktivasyon
sonrası proteolitik aktivitede ani bir artış oluşabildiği bilinmektedir (82).
Tablo 2: Miyokardda tanımlanmış MMP sınıfları (9, 82)
İSİM
NUMARA
SUBSTRAT
(kDa)
Interstisyel kollajenaz
MMP-1
Kollajen I,II,III,VII ve BM
52/57
Kollajenaz 3
MMP-13
Kollajen I,II,III
54
Nötrofil kollajenaz
MMP-8
Kollajen I,II,III ve BM
75
Jelatinaz A
MMP-2
Jelatin, Kollajen I,IV,V,VII ve BM
72
Jelatinaz B
MMP-9
Jelatin, Kollajen IV,V, XIV ve BM
92
Stromelizin 1
MMP-3
Fibronektin, laminin, Kollajen III,IV,IX
52/58
Matrilizin
MMP-7
Kollajenaz
Jelatinaz
Stromelizin
28
Membran tipi MMP
MT1-MMP
MMP-14
Kollajen I,II,III; fibronektin, laminin-1
66
22 Proenzim salınımlı formların dışında, 1994 te Sato ve ark. tarafından tanımlanan
membran tipi MMP (MT-MMP) ler de vardır. En iyi karakterize edilmiş olanı MT1-MMP
olan bu enzimler, hücre membranına entegre oldukları andan itibaren aktiftirler ve hücre dışı
katalitik bölge, transmembran bölge, ve hücre içi bölge olmak üzere üç parçadan oluşurlar
(84).
2.2.2 Matriks Metalloproteinazların Endojen İnhibitörleri
MMP aktivitesi iki ana endojen inhibitör tarafından regüle edilir.
doku metalloproteinaz inhibitörleri (TIMP).
2-makroglobin
2-makroglobulin
ve
birçok proteazı içine hapsederek
inhibe eder. Kompleks, hızlıca reseptör aracılı endositoz ile temizlenir. Sıvı fazdaki MMP
aktivitesi primer olarak
2-makroglobulin
tarafından regüle edilir (85). Doku metalloproteinaz inhibitörleri (TIMP-1, -2, -3 ve -4), N-terminal ve C-terminal
alt bölgelerinden oluşurlar. N- terminalin MMP inhibitör özelliği vardır. TIMP’ler MMP’lerin
aktif bölgelerine bağlanarak matriks subsratlarına bağlanmasını engellerler. TIMP-4
miyokardiyal dokuda yüksek oranda eksprese edilir ve kardiyak inhibitör adını almıştır
(CIMP) (86).
TIMP’lerin
MMP
inhibitör
özelliklerinden
bağımsız
olarak
antiapoptotik,
steroidojenik ve antianjiyojenik aktivitelerinin de olduğu bildirilmiştir. TIMP-1 ve TIMP2’nin in vitro çalışmalarda fibroblast gelişimini indüklediği, özellikle TIMP-2’nin
fibroblastların kollajen üretimini uyardığı gösterilmiştir (87).
2.2.3 Matriselüler Proteinler ve MMP lerle etkileşimleri
Matriselüler proteinler, hücre-matriks etkileşimlerine aracılık eden ve kardiyak stres
sırasında ekspresyonları artan proteinlerdir. En iyi tanımlanmış olanları osteopontin (OPN) ve
trombospondin (TSP) 2 dir. Osteopontin normal embriyojenik gelişimde yüksek miktarda
eksprese edilen, ancak normal fizyolojik koşullarda yetişkindeki ekspresyonu oldukça düşük
olan bir moleküldür. Osteopontinin enfarktüs sonrası görevi henüz netleşmemiştir, ancak
miyokard enfarktüsü sonrası seviyelerinin hızlı bir yükseliş gösterdiği bilinmektedir (88).
MMP aktivitesini miyokardda inhibe ettiği (89), nonkardiyak dokularda ise aktive ettiği (90)
yönünde çalışmalar vardır. Trombospondin (TSP) 2, hücre zarı üzerinde, sinyal moleküllerin,
membran proteinleri ile temas ettiği noktalarda görev alır. Pro-MMP-2 ve MMP-2 yi bağlar
ve oluşan kompleks reseptör aracılı endositozla ortadan kaldırılır (91). TSP 2 den yoksun
23 farelerde MMP 2 seviyelerinin belirgin şekilde arttığı gösterilmiştir (92). TSP 2 nin normal
koşullarda basınç yüküne karşı adaptif cevapta önemli olduğu ancak yüksek seviyelerin
persistansının progresif sol kalp yetersizliğine katkı sağladığı yorumu yapılmıştır (93).
2.2.4 Miyokardiyal MMP Substratları
İnterstisyel kollajenaz (MMP-1), nötrofil kollajenaz (MMP-8) ve kollajenaz-3 (MMP13) fibrile kollajenlere, agrekan, perlikan, versikan ve proteoglikanlara yüksek substrat
spesifitesine sahiptirler. Jelatinazlar (MMP-2 ve MMP-9) yüksek substrat spesifitesine sahip
oldukları denatüre fibriler kollajen ile tip IV kollajen, fibronektin ve laminin gibi bazal
membran proteinlerinin yanı sıra elastin ve proteoglikanlara karşı da proteolitik aktivite
gösterirler. Stromelizin (MMP-3) ise tüm bazal membran proteinlerine, elastin ve
proteoglikanlara karşı etkilidir. Hemopeksin bölgesi olmadığından MMP-7 nin substrat
selektivitesi yoktur. Bir diğer geniş spektrumlu substrat grubuna etkili MMP ise membran
bağımlı MMP lerdir. MMP ler yapısal proteinler üzerine olduğu kadar pro-MMP ler üzerine
de etkilidir. Örneğin MMP-3 varlığında pro-MMP-1 in MMP-1 e çevriminin 12 kat arttığı,
MT1-MMP nin pro-MMP-2 yi aktive ettiği gösterilmiştir (94, 95). MMPlerin, sitokinleri,
biyoaktif peptitleri ve büyüme faktörlerini de yıkabileceği gösterilmiştir. Örneğin, MT1-MMP
ve MMP-7 nin membran bağlı TNF-α’yı çözünür bir forma çevirebildiği (96), yine
MMP’lerin işlemesiyle VEGF’nin etkilerini modüle eden anjiyostatin adlı bir molekülün
oluşabileceği gösterilmiştir (97).
2.2.5 Matriks Metalloproteinazların Transkripsiyonel Regulasyonu
Biyolojik ve/veya mekanik uyaranları takiben hücre içinde gelişen bir seri olay
transkripsiyon faktörlerinin oluşumu ile sonuçlanır. Bu faktörler MMP genlerinin promoter
bölgelerine bağlanır ve transkripsiyonu başlatırlar. Transkripsiyon, birtakım biyoaktif
moleküller, sitokinler ve matriselüler proteinlerce modifiye edilebilir.
24 Şekil-3: MMP lerin transkripsiyonel regulasyonu: AP-1, ETS, Sp1, SMAD gibi
transkripsiyonel
bağlanma
elemanları
MMP
lerin
promoter
bölgesinde
bulunur.
Transkripsiyon faktörlerinin oluşumu biyoaktif moleküllerin, sitokin ve mekanik sinyallerin
uyarımına bağlıdır. ANGII, anjiyotensin II; IL-1β, interleukin-1beta; OPN, osteopontin; TSP,
trombospondin; TGF β, transforming growth factor beta; TNF, tumor necrosis factor; ALDO,
aldosterone; ROS, reaktif oksijen ürünleri. Deschamps AM, Spinale FG. den adapte (98)
Gerek dolaşımdaki gerekse enfarkt alanına göç eden makrofaj ve miyofibroblastlarca
lokal üretilen de novo anjiyotensin II nin remodeling üzerine belirgin etkileri vardır.
Anjiyotensin II reseptör aktivasyonu, Janus kinaz-sinyal transduserlerinin indüksiyonuna ve
transkripsiyon (JAK-STAT) yolaklarının aktivasyonuna neden olarak MMP seviyelerinde bir
artışa neden olur (82). Makrofajlarca üretilen ANG II otokrin etki ile NADPH oksidaz
aktivitesini ve reaktif oksijen ürünleri üretimini artırır (99). Yapılan çalışmalarda, izole
kardiyak miyositler sabit bir anjiyotensin II (ANG II) konsantrasyonuna maruz bırakıldığında,
MMP-2 seviyelerinde belirgin bir artış olduğu gösterilmiştir (100). Hayvan deneylerinde
(ANG II) stimulasyonu ile stoplazmik NF-ΚB nin hücre çekirdeğine mobilizasyonunun arttığı
ve MMP-9 transkripsiyonunu artırdığı gözlenmiştir (101). ANG II reseptör aktivasyonunun
TGF yi uyardığı, TGF nin ise MMP transkripsiyonu ve kollajen döngüsü üzerinde birçok
25 farklı etkisinin olduğu da bilinmektedir (102). Suzuki ve ark. köpeklerde yaptıkları çalışma ile
aldosteron antagonistleri ile MMP-2 ve 9 seviyelerinin düşürülebildiğini göstermişlerdir
(103). Bir başka çalışma da, fare miyosit kültürlerinde aldosteron stimulasyonu ile MMP-2 ve
9 seviyelerinin artırıldığını göstermiştir (104). Ancak, MMP prometer alanında bir hormon
cevap elementi henüz bulunmamıştır (105). ANG II ve aldosteronun MMP transkripsiyonunu
ne derece ve hangi mekanizmalarla etkilediği halen araştırma konusudur.
Endotelin (ET) de yeniden şekillenme üzerine etkisi bilinen bir moleküldür. ET
reseptör aktivasyonu sonrası protein kinaz C aktive olur ve c-Jun, GATA-4 gibi
transkripsiyon faktörlerinin aktivasyonuna neden olur. ET’nin, vasküler endotel hücre
kültürlerinde MMP-1, kardiyak miyosit preparatlarında ise MT1-MMP seviyelerini artırdığı
gösterilmiştir (100,106).
Kalp yetersizliğinde yükselen norepinefrin seviyelerinin de α ve β reseptör yolakları
üzerinden doğrudan MMP transkripsiyonunu artırabileceği gösterilmiştir (100,107). Sitokin
stimulasyonu ve MMP transkripsiyonu arasında da net bir ilişki olduğunu gösteren çalışmalar
yapılmıştır. Kardiyak fibroblast kültürlerinde yapılan çalışmalarda TNF-α ve IL-1β
stimulasyonu ile MMP-2 ve MMP-9 seviyelerinin arttığı (108,109) yine IL-1β stimulasyonu
ile MMP-1 seviyesinin arttığı gösterilmiştir (110)
Profibrotik bir molekül olarak bilinen TGF’nin MMP transkripsiyonunu inhibe etmesi
beklenir ve bunu destekler çalışmalar bulunmaktadır (111). Ancak, daha sonra bu molekülün
ikili bir etki mekanizması olduğu, örneğin MMP-1 seviyelerini düşürürken, MMP-13
seviyelerini artırabildiği gösterilmiştir (112).
Ekstraselüler matriks metalloproteinaz indükleyici protein (EMMPRIN) olarak bilinen
molekülün özellikle tümör invazyonu ve metastazında rol oynadığı, miyokarddaki
seviyelerinin ise dilate kardiyomiyopatililerde belirgin biçimde arttığı gösterilmiştir (113).
EMMPRIN in vasküler düz kas hücre kültürlerinde MMP indüksiyonu yaptığı gösterilmiştir
(114).
Oksidatif stres ve reaktif oksijen ürünleri (ROS), hem pro-MMP leri posttranslasyonel
modifikasyonu ile aktif forma çevirerek, hem de yeni transkripsiyon komplekslerinin
oluşumunu sağlayarak, MMP seviyelerini etkileyebilirler. ROS, NF-KB yi aktive eder,
26 stoplazmadan nukleusa geçişini artırır (115). NF-KB, MMP transkripsiyonunun yanı sıra,
TNF-α ve IL gibi birçok enflamatuar mediatörün üretimini de artırır (116). İskemi
reperfüzyon hasarı ve kardiyak cerrahi sonrası oluşan ROS seviyeleri ile MMP seviyeleri
arasında doğrudan ilişki olduğunu gösteren çalışmalar vardır (117, 118). Yine, in vitro
çalışmalarla, endotel hücrelerinin ve fibroblastların hidrojen perokside maruz kaldıklarında,
MMP seviyelerinde artış olduğu gösterilmiştir (119-121).
Mekanik uyaranların da doğrudan MMP seviyelerini etkileyebileceğini gösteren
çalışmalar vardır. Dinamik gerilim kuvveti uygulanan bir hücre kültürü sisteminde, birçok
MMP tipi için zamana bağımlı olarak m RNA seviyelerinde artış saptanmıştır (122). Endotel
ve vasküler düz kas hücre preparatlarında siklik gerilimin MMP-2 indüksiyonuna neden
olduğu gösterilmiştir (123,124).
2.2.6 Matriks Metalloproteinazların Posttranslasyonel Modifikasyonu
Pro-MMP2lerin posttranslasyonel modifikasyonu sonucu aktif formlar oluşabilir.
Miyeloperoksidazın MMP katalitik alanında transformasyonel bir değişim yaparak aktif
formlar üretebildiği ispatlanmıştır (125). Kardiyak yeniden şekillenme esnasında yüksek
oranda eksprese olan MT1-MMP’nin de iskemi reperfüzyon sonrasında aktivitesinin arttığını
ve bir dizi posttranslasyonel işlemin MT1-MMP in stabilite ve çevrimini etkilediği
gösterilmiştir (126, 127).
2.3 MİYOKARD ENFARKTÜSÜ SONRASI MMP VE TIMP’LER
Miyokard enfarktüsü (MI) sonrası rezidü sol ventrikül fonksiyonunu ve miyokard
performansını belirleyen kardiyak yeniden şekillenme, hem enfarkt alanını hem de enfarktsız
miyokardı içerir. Bu aylar ve hatta yıllar süren bir süreçtir. MI sonrası erken dönemde endojen
moleküler, hücresel ve fizyolojik cevaplar tetiklenir ve bu akut cevap kalp yetersizliğine,
hayatı tehdit eden aritmilere ve hatta fetal kardiyak rüptüre neden olabilir. Uzun dönemde ise,
yeniden şekillenme sol ventrikül dilatasyonuna yol açarak, artmış duvar stresi ile sonuçlanır
ve progresif konjestif kalp yetersizliğine giden yol açılmış olur. MI sonrası kardiyak yeniden
şekillenme, enflamasyon, yeni doku oluşumu ve doku remodeling gibi iç içe girmiş fazlardan
oluşur (86). MI sonrası yeniden şekillenme üç döneme ayrılabilir:
27 a)-Erken yara iyileşmesi: 0-7.günler
İyileşmenin bu döneminde aktive MMP’ler var olan ESM’i yıkmaya başlarlar ve
fibriler kollajen ağına zarar vererek enflamatuar hücrelerin nekrotik miyositleri ortadan
kaldırmaları için enfarkt alanına göçüne izin verirler. Bu enflamatuar hücreler daha sonra
MMP, sitokin, büyüme faktörü ve anjiyojenik faktörlerin salınımına başlarlar (128).
Fare deneylerinde, MI sonrası 24 saat içinde, esasen enfarkt alanını infiltre eden
nötrofil ve makrofajlardan kaynak alan aktif MMP-9 formlarının mevcudiyeti gösterilmiştir
(129,130). 3.gün, enfakt alanı, enfarkt sınırı ve enfarktsız alanda MMP-9 seviyeleri daha da
belirginleşerek artar (131). Erken dönemde MMP-9 un esas kaynağının nötrofiller olduğu
düşünülmektedir. Aktivitesinin zirvesine ulaştıktan sonra MMP-9 aktivitesi yavaşça düşerken,
4.günde MMP-2 aktivitesi artmaya başlar ve 7.günde maksimum seviyeye ulaşıp, yüksek
seyrine devam eder (129-130). MMP-2’nin bu dönemde kaynağı, aktive makrofajlar,
fibroblastlar ve miyositlerdir. MMP-3 ekspresyonu 48 saatten önce gerçekleşmez ve 4.günde
maksimuma ulaşıp, 14 gün boyunca yüksek kalır (132). Fibroblast benzeri hücrelerden
kaynaklanan MMP-1 aktivitesi de enfarkt alanında 3.gün yükselmeye başlar ve 7.gün
zirvesini yapar.
MI sonrası iyileşmedeki muhtemel faydalı etkilerine rağmen MMP aktivasyonunun
birtakım zararlı etkileri de olabilir. MMP-2 ve MMP-9 aktivitesinin kardiyak rüptürle ilişkili
olabileceği bildirilmiştir (133). Bu olumsuz etkiler, ESM bileşenlerinin uygunsuz ortadan
kaldırılışı ve miyosit-matriks interfazının bozulmasının bir sonucu olabilir (86).
TIMP aracılı kontrolün remodeling esnasında bozulduğu bildirilmiştir. Fare
deneylerinde, TIMP-1 m RNA ekspresyonunun post-MI ilk üç günde belirgin şekilde artıp
7.gün zirveye ulaştığı, ancak TIMP-1 protein seviyelerinin ancak 2-16. haftalar arasında
arttığı gösterilmiş, bu farklılık posttranslasyonel modifikasyona bağlanmıştır (134, 135).
TIMP-2 m RNA ekspresyonununda erken dönemde arttığı, ancak yine posttranslasyonel
modifikasyona bağlı olarak protein seviyelerinin ancak 2-16. haftalar arasında yükseldiği
gösterilmiştir (135). TIMP-4 m RNA seviyeleri ise değişmemekle birlikte, protein seviyeleri
1.haftada düşüp, daha sonra normal seviyelere ulaşmıştır (136).
Hayvan çalışmalarında, türler arasında zamana göre MMP/TIMP profillerinde
farklılıklar olmakla birlikte, MI sonrası erken dönemde MMP/TIMP dengesinin artmış
28 proteolitik denge lehine kaydığı gösterilmiştir. MI sonrası ilk 24-48 saat arasında artan MMP9 ve MMP-3 hızlı ESM yıkımı ve dilatasyonundan sorumlu olabilir (132).
b)-Granulasyon ve erken remodeling fazı: 7-21.günler
Granulasyon dokusunun oluşumu enfarkt onarımında kritik bir basamaktır.
Makrofajlar nekrotik miyokardı fagosite eder, miyofibroblast ve endotel hücreleri prolifere
olup, enfarkt alanına göç ederler (128). Nekrotik kalp dokusu daha sonra, kollajen,
proteoglikan, osteopontin, trombospondin-1 ve -2 ile fibronektinden zengin bir provizyonel
matriks içeren granulasyon dokusu ile yer değiştirir. Tamir süreci devam ettikçe,
miyofibroblastlar bir kollajen ağ depo ederler ve provizyonel matriks reabzorbe edilir.
Granulasyon dokusu hücrelerinin aşırı apoptozu, ince, hiposelüler bir skar dokusu ile
sonuçlanır (137,138). Eş zamanlı olarak enfartsız bölgedeki miyositler de hipertrofiye olarak
remodeling sürecine dahil olmaktadır.
MI sonrası ilk 7 günde aktivitelerinin zirvesine ulaşan MMP-2 ve 9 un aktiviteleri 2.
hafta düşmeye başlar, ancak yine de normalin üstünde bir seviyede seyrederler.
Miyofibroblastların proliferasyonu ve infiltrasyonu sonrası 14.günde MMP-2 seviyeleri artış
gösterebilir (133). Asıl olarak nötrofil kaynaklı olan MMP-8 protein seviyeleri post-MI 2.
hafta artmaya başlar ve 5-16 hafta boyunca yüksek kalır (139).
3)- Geç remodeling fazı:>21. gün
Sol ventrikül yeniden şekillenmesi akut olaydan aylar ve hatta yıllar sonra da devam
eden bir süreçtir ve MMP ve TIMP’ lerin bu süreçteki önemleri devam eder. Bir koyun
modelinde, post-MI 8.haftada MMP-1 ve -9 seviyelerinin enfarkt ve sınır bölgesinde ciddi
şekilde azaldığı, MMP-8 seviyelerinin ise sınır ve enfarkt alanında 6 kat daha yüksek olduğu
gösterilmiştir (139). Aynı çalışmada, MMP-13 ve MT1-MMP seviyelerinin de 3 kat daha
yüksek olduğu, MMP-3, MMP-7 ve TIMP seviyelerinin de düşük olduğu gösterilmiştir (139).
29 Şekil 4: Miyokard enfarktüsü sonrası onarım ve sol ventrikülün yeniden şekillenmesi.
Aterosklerotik bir koroner damarın trombüs ile akut oklüzyonu sonucu myokard dokusu
hipoksik kalır ve enfarktüs gelişir. 1. Erken yara iyileşmesi (0-7.günler): MMP, TIMP
dengesinin bozulmasına sekonder, MMP ler ESM yıkımına başlarlar. Bu, nötrofil ve
makrofajların nekrotik miyositleri ortadan kaldırmak için enfarkt alanına göçüne izin verir.
Göç eden enflamatuar hücreler daha sonra MMP, sitokin, büyüme faktörleri ve anjiyojenik
faktörlerin salınımına başlarlar. 2. Granulasyon fazı ve erken remodeling (7-21.günler):
Miyofibroblastlar ve endotel hücreleri enfarkt bölgesine göç eder ve prolifere olurlar.
Miyofibroblastlar, skar dokusunu oluşturmak üzere dezorganize bir ESM birikimine, endotel
hücreleri ise anjiyogeneze başlarlar. Eş zamanlı olarak, nekrotik olmayan miyokard
bölgesinde de hipertrofik bir yanıt oluşmuştur ve miyokard performansını etkilemektedir. 3.
Geç remodeling (>21 gün): MMP ve TIMP ler haftalar ve aylar boyunca ESM sentez ve
yıkımına devam ederek kronik remodeling sürecine katkıda bulunurlar. Sol ventrikül
genişlemeye ve sol ventrikül fonksiyonları bozulmaya devam eder. (Vanhoutte D ve ark. dan
adapte edilmiştir (86))
30 Tablo 3: MI sorması MMP/TIMP seviyelerinin zamansal ve uzaysal dağılımı
2.4 KALP YETERSİZLİĞİ TEDAVİSİNDE YENİ HEDEFLER: MMP ve TIMPler
Etkinliği kanıtlanmış ACE-İ, ARB ve beta blokerlere rağmen, kalp yetersizliği
ilerleyebilmekte, bu da tedavide yeni strateji arayışlarını beraberinde getirmektedir. Bu yeni
stratejilerden biri de MMP inhibisyonu olmuştur. Günümüz yetersizlik ilaçlarının
MMP/TIMP dengesini değiştirebildiği bilinmektedir. Ancak MI sonrası kardiyak yeniden
şekillenmenin önlenmesindeki asıl problem, spesifik zaman aralıklarında, spesifik MMP’lerin
inhibe edilebilmesi gerekliliğidir.
İlk kez, Rhode ve ark. in vivo MMP inhibisyonunun ilk 4 gün içinde sol ventrikül
dilatasyonu ve disfonksiyonunu azalttığını göstermişlerdir (140). Bir başka deneyde, post-MI
5.günde verilen MMP inhibitörünün 2. haftadaki sol ventrikül dilatasyonunu azalttığı ve
etkinin 2 ay boyunca devam ettiği, enfarkt alanının daha sınırlı kaldığı gösterilmiştir (141).
Bu çalışmalar, MMP inhibisyonunun kalp yetersizliği gelişimini engelleyebileceğini
göstermiştir. Ancak, tüm MMP’ lerin nonselektif inhibisyonu, MMP-1 inhibisyonunda olduğu
gibi normal doku yenilenmesini bozup, kas-iskelet disfonksiyonu gibi istenmeyen etkilere
neden olabilir. Bu nedenle selektif MMP inhibitörlerine gereksinim vardır.
31 İlk kez, Lindsey ve ark. MMP-1 inhibisyonu yapmadan, sol ventrikül yeniden
şekillenmesini azaltabilen ve hatta enfarkt bölgesindeki subendokardiyal katmanın
neovaskularizasyonunu artıran bir selektif MMP inhibitörü kullanmışlardır (142).
Domuzlarda, MMP-1 ve MMP-7 seviyelerini etkilemeden MI sonrası remodeling
azaltılabilmiştir. Ancak bu çalışmalarda, ilacın kullanıldığı gruba göre her iki tedavi grubu da
ventrikül volümleri açısından avantaj sağlamış olsa da, pre-MI ve post-MI grupların atım
hacmi, ejeksiyon fraksiyonu ve fibriler kollajen miktarlarında farklılıklar gözlenmiş,
dolayısıyla inhibitör ajanın kullanılması için optimal bir zaman aralığı olduğu anlaşılmıştır
(143).
MI sonrası MMP inhibisyonunun güçlüğü, yaklaşık 25 ayrı tip MMP’nin, spesifik
zaman aralıklarında, spesifik yerleşimlerde eksprese edilmeleri ve bunların doğru zamanda
spesifik olarak inhibe edilmelerinin gerekliliğindedir. Daha ileri çalışmaların sonucunda
geliştirilebilecek selektif MMP inhibitörlerinin, MI sonrası progresif kalp yetersizliğine giden
sürece müdahalede etkili olacağı umulmaktadır.
32 GİRİŞ VE AMAÇ
Miyokard enfarktüsü sonrası iskemik kardiyomiyopatinin gelişiminde, miyosit,
ekstraselüler matriks ve nörohormonal faktörlerin kompleks ve dinamik bir etkileşimi ile
gerçekleşen sol ventrikülün yeniden şekillenmesi (remodeling), önemli bir rol oynar.
Miyokard enfarktüsü sonrası gelişen bu yeniden şekillenmenin hız ve boyutunun morbidite ve
mortalitenin bağımsız prediktörleri olduğu gösterilmiştir (144). Ekstraselüler matriksteki
değişimler bu süreçte önemli bir yer oluşturur. Ekstraselüler matriks ağındaki başkalaşım,
yapısal destek ve bütünlüğün bozulmasının bir sonucu olarak, miyositlerin anormal stres ve
gerilime maruz kalmasına sebep olur ve sol ventrikül geometrisi ile fonksiyonundaki
bozulmaya katkı sağlar (145).
Matriks metalloproteinazlar (MMP), ekstraselüler matriks yıkımından sorumlu ve 25
alt tipten oluşan, çinko bağımlı bir proteolitik enzim grubudur. Matriks metalloproteinazlar,
fibriler proteinleri yıkarak ve bir takım biyolojik önemi olan molekülün aktivasyonunu
sağlayarak, kalbin yeniden şekillenmesine katkıda bulunurlar (146, 147). Hayvan
deneylerinde, miyokard enfarktüsü sonrası yeniden şekillenme ile olan ilişkileri ve ekspresyon
ve aktivitelerinin modifikasyonunun yeniden şekillenme üzerine olan etkileri açık bir şekilde
gösterilmiştir (148-152).
Klinik çalışmalarda kalp yetersizliği hastalarında plazma MMP seviyelerinin, özellikle
MMP-9 seviyesinin arttığı gösterilmiştir (118, 153, 154). Plazma seviyelerindeki bu artış,
ekspresyonu artmış miyokardiyal enzim seviyelerinin dolaşıma yansıması, ya da kalbin
yeniden şekillenmesine verilen sistemik yanıtla ilişkilendirilmiştir. Kandaki MMP
seviyelerinin kalp yetersizliği progresyonu ile ilişkili olduğu gösterilmiştir (155,156).
Nötrofil kollajenaz veya kollajenaz-2 olarak ta bilinen MMP-8, ilk olarak nötrofillerde
saptanmış, ancak daha sonra düz kas hücreleri, endotel hücreleri ve makrofajlarca da
üretildiği anlaşılmıştır (157,158). MMP-8, akut enflamasyon bölgelerinde bulunur ve özellikle
tip I kollajeni yıkarak ekstraselüler matriks yıkımına ve sol ventrikül yeniden şekillenmesine
katkıda bulunur (159). Hayvan deneylerinde, MMP-8 ekspresyonunun miyokard enfarktüsü
33 sonrası erken dönemde değil, birinci haftadan itibaren artmaya başladığı ve 8 haftaya kadar
olan geç remodeling döneminde de yüksek kaldığı gösterilmiştir (139). MMP-8 in daha çok
kronik enflamatuar cevapla ilişkili olduğu düşünülmüştür (128). İnsanlarda ise, plazma
seviyelerinin araştırıldığı çalışmalarda, MMP-8 plazma seviyelerinin miyokard enfarktüsü
sonrası 1. ve 3. günlerde zirve yaptığı, ancak daha sonra gerileyerek 5.günden itibaren normal
aralığa çekildiği gösterilmiştir (156). Konjestif kalp yetersizlikli hastalarla, sistolik
fonksiyonları normal hastaların plazma MMP-8 seviyelerinin karşılaştırıldığı bir çalışmada
ise, MMP-8 seviyelerinin, yetersizlikli hastalarda daha düşük olduğu saptanmıştır (145).
Çalışmamızın primer amacı miyokard enfarktüsü sonrası sistolik kalp yetersizliği
gelişmiş ve gelişmemiş hastalarda, miyokard enfarktüsü sonrası geç dönem plazma
metalloproteinaz-8 seviyelerinin karşılaştırılmasıdır. İkinci amacı ise plazma MMP-8
seviyelerinin ekokardiyografik sistolik ve diyastolik fonksiyon parametreleri ve nükleer
görüntüleme ile tespit edilen enfarkt alanı genişliği ile ilişkisinin incelenmesidir.
METODOLOJİ
Çalışma populasyonu
Çalışmamıza Ekim 2008-Şubat 2009 tarihleri arasında Kartal Koşuyolu Yüksek İhtisas
Eğitim ve Araştırma Hastanesi Nükleer Tıp Ünitesi’ne, geçirilmiş miyokard enfarktüsü
öyküsü olan ve revaskularizasyon sonrası geç dönem değerlendirme amacıyla yönlendirilmiş
ve sintigrafide enfarkt alanı saptanmış 79 hasta dahil edildi. Kontrol grubununa ise, kararlı
angina nedeniyle başvurmuş ve koroner anjiyografisinde nonkritik lezyonlar saptanmış, ancak
sintigrafik bulguları normal olan 32 hasta dahil edildi. MMP-8 seviyelerini etkileyebilecek
olan aktif enfeksiyon, perifer arter hastalığı, aort anevrizması, kanser, kronik enflamatuar
hastalık, karaciğer ve böbrek yetersizliği varlığı dışlama kriterleri olarak belirlendi. Kontrol
edilmemiş hipertansiyonu olan (>140/90 mmHg) ya da ekokardiyografide sol ventrikül
hipertrofisi saptanan hastalar (>1,2cm) da çalışma dışı bırakıldı. Enfarktlı hasta grubundan 13,
kontrol grubundan ise 6 hasta bu dışlama kriterlerinin tespiti ile çalışmadan çıkarıldı.
Sintigrafide enfarkt alanı saptanıp çalışmaya dahil edilen hastaların 34’ü (yaş, 59±11)
ekokardiyografi ile sistolik kalp yetersizliği olan( EF<%40) iskemik kardiyomiyopatili grup
ve 32 si (yaş,57±11) sistolik kalp yetersizliği olmayan ( EF>%40) grup olarak ikiye ayrıldı.
34 Yaş ve cinsiyet uyumlu 26 hasta ise (yaş, 57±8) kontrol grubunu oluşturdu. Çalışma protokolü
lokal etik kurul tarafından onaylandı ve tüm hastalardan yazılı onam kağıdı alındı.
Ekokardiyografi
Ekokardiyografik incelemeler, iki ayrı hekim tarafından (A.E, F.K), 2,5-3,5 MHz
phased-array transducer probe (GE Vingmed, Vivid 3) ile yapıldı. Ekokardiyogramlar sol
lateral dekübitus pozisyonunda ve standart ekokardiyografik pencerelerden (parasternal uzun
ve kısa eksen, apikal 2- ve 4-bosluk) alındı. 2-boyutlu ve M-mod ölçümler Amerikan
Ekokardiyografi Cemiyeti kılavuzlarına göre yapıldı (160). Sol ventrikül diyastol-sonu
volüme (EDV), sistol-sonu volüm (ESV) ve ejeksiyon fraksiyonu (EF) apikal 2- ve 4-boşluk
görüntülerden ve modifiye simpson metodu ile ölçüldü. Sol atriyum hacmi (LAV) apikal 2ve 4-boşluk görüntülerden ‘biplane area length’ metodu ile hesaplandı. Mitral akım
değerlendirmesi, apikal 4 boşluk pencerede yapıldı ve erken diyastolik velosite (E dalgası),
geç diyastolik velosite (A dalgası) ile E dalgası deselerasyon zamanı (DT) kayıt edildi. Apikal
beş boşluk görüntü ise IVRT ölçülürken kullanıldı. Pulse-wave doku doppler ile, apikal 4boşluk pencere kullanılarak, mitral anulusun septal ve lateral uçlarından erken (Em) ve geç
(Am) diyastolik velosite ölçümleri yapıldı. Mitral E dalgasının septal ve lateral duvardan
alınan Em dalgalarına oranı sırasıyla (E/E’sep) ve (E/E’lat) olarak ifade edildi.
Nükleer görüntüleme
Stres görüntüleri hedef kalp hızının %85 ine ulaşılan hastalarda 7-10 mCi technetium99m sestamibi enjeksiyonundan 45 dakika sonra alındı ve iskemi varlığı araştırıldı. Stres
görüntülerinden sonra 3 saatlik istirahatin ardından rest gated single-photon emission
computed tomographic (SPECT) görüntüleri, 20-30 mCi technetium-99m sestamibi
enjeksiyonundan 60 dakika sonra alınmaya başladı. Görüntüler, hasta supin pozisyonda iken,
düşük enerjili yüksek rezolüsyonlu kolimatör donanımlı bir gama kamera ile alındı. Miyokard
perfüzyonunun kantitatif analizi ticari bir software kullanılarak yapıldı. 17 segmentin her
birinin aktivitesi bu segmentteki piksel ortalamasının miyokarddaki en yüksek piksel
aktivitesine oranı olarak ifade edildi. Kusurun tespiti için eşik aktivite değeri %60 olarak
alındı. Bu değerin altında aktivite gösteren segmentlerin tüm miyokarda oranı yüzde enfarkt
alanı olarak ifade edildi. Alınan görüntüler daha sonra off line olarak bağımsız iki nükleer tıp
uzmanı tarafından değerlendirildi. (ŞÖ, NC)
35 Laboratuar analizleri
Laboratuar analizleri, supin pozisyonda 15-20 dakikalık bir istirahat sonrasında alınan
perifer venöz kan örneklerinden yapıldı. Hemogram ve BNP ölçümleri için kan örnekleri 30
dakika içinde biyokimya laboratuarına gönderildi ve aynı gün çalışıldı. MMP-8 için 5 ml kan
heparinli tüpe alınarak 30 dakika içinde 2500 devirde 10 dakika santrifüje edildi. Ayrıştırılan
plazma örnekleri eppendorf tüplere konularak -80 derecede muhafaza edildi. MMP-8
ölçümleri ticari bir ELISA kiti (R&D Systems Inc. Minneapolis, MN) kullanılarak yapıldı.
İstatistiksel analiz
Sürekli değişkenlerin dağılımlarının normal olup olmadığı Lilliefors ve KolmogorovSmirnov testleri ile değerlendirildi. Gruplar arasında ortalamaların karşılaştırılmasında
dağılımın normal olmadığı ve varyansların eşit olmadığı sürekli değişkenler için KruskalWallis testi, bu testte istatistiksel olarak anlamlı fark varsa post hoc çoklu karşılaştırma
yöntemi olarak ta Mann-Whitney U testi kullanıldı. Dağılımın normal, varyansların eşit
olduğu sürekli değişken ortalamalarının karşılaştırılması için ise tek yönlü ANOVA ve post
hoc çoklu karşılaştırma için de TukeyHSD yöntemi kullanıldı. Oranların karşılaştırılmasında
ise kikare testi kullanıldı. MMP-8 seviyelerinin dikotom ve sürekli değişkenler ile olan
bağıntısının analizinde, dağılımı normal olmadığından Spearman korelasyon analizi
kullanıldı. MMP-8 seviyeleri ile ilişkisi saptanan sürekli ve kategorik değişkenler, kovaryans
analizine alındı. Toplanan verilerin analizi istatistik programı (SPSS for Windows 13.0, SPSS
Inc. Chicago) kullanılarak yapıldı. Değerlendirmelerde çift yönlü p değerleri dikkate alındı ve
0,05 in altındaki değerler istatistiksel olarak anlamlı kabul edildi.
36 BULGULAR
Bazal Karakteristikler ve Ölçümler
Çalışma populasyonu yaşları 46-70 arasında değişen 16 (%17) kadın ve 76 (%83)
erkek hastadan oluşuyordu. Her üç gruptaki hastaların bazal demografik ve klinik özellikleri
Tablo 1 de özetlenmiştir. Gruplar arasında yaş, cinsiyet, beden kitle endeksi, hipertansiyon ve
sigara kullanımı açısından fark yoktu (p>0.05). Nükleer görüntüleme ile enfarkt alanı
saptanmış grup 1 (EF<%40) ve grup 2 (EF>%40) de, kontrol grubu ile karşılaştırıldığında
CABG öyküsü, hiperlipidemi, kararlı angina, fonksiyonel kapasite ve medikasyon açısından
anlamlı fark varken (p<0.05), aynı değişkenler açısından grup 1 ve grup 2 arasında anlamlı bir
fark bulunmadı (p>0.05). Fonksiyonel kapasitesi NYHA3-4 olanların, kararsız anginası olan
ve spironolakton kullananların oranı iskemik kardiyomiyopatililerde (grup 1), grup 2 ve
kontrole göre anlamlı olarak daha yüksekti. Diyabet varlığı açısından ise oran, sadece grup 1
de kontrole göre anlamlı olarak daha yüksekti (p=0,03).
Şekil-1: Gruplara göre ejeksiyon fraksiyonu değerleri
37 Tablo 1: Hastaların bazal demografik ve klinik özellikleri
P değeri
GRUP 1
GRUP 2
KONTROL
EF<%40
EF>%40
(K)
gr 1 vs K
gr 1 vs
N=34
N=32
N=26
gr 2 vs K
gr 2
59±11
57±11
57±8
27(79,4)
30(93,8)
19(73,1)
28±5
27±3
27±4
7(20,6)
1(3,1)
0(0)
15(44,1)
9(28,1)
0(0)
11(32,4)
6(18,8)
2(7,7)
14(41,2)
14(43,8)
8(30,8)
23(67,6)
15(46,9)
3(11,5)
10(29,4)
18(56,3)
10(38,5)
10(29,4)
7(21,9)
0(0)
5(14,7)
0(0)
0(0)
21±2
19±3
----------
17(50)
15(46,9)
0
ARB n(%)
10(29,4)
6(18,8)
7(26,9)
Statin n(%)
16(47,1)
22(68,8)
3(11,5)
Digoksin n(%)
3(8,8)
1(3,1)
0(0)
Nitrat n(%)
7(20,6)
3(9,4)
0(0)
Spironolakton n(%)
14(41,2)
3(9,4)
0(0)
Furosemid n(%)
12(35,3)
3(9,4)
0
Yaş (yıl)
Erkek, n(%)
BKI, (kg/m2)
NYHA 3 veya 4, n(%)
CABG öyküsü, n(%)
Diyabetes Mellitus, n(%)
Hipertansiyon, n(%)
Hiperlipidemi, n(%)
Sigara, n(%)
Kararlı angina, n(%)
Kararsız angina, n(%)
Post-MI geçen süre (ay)
0.81
0.99
0.75
0.06
0.88
0.98
0.016*
1.00
<0.001*
0.003*
0.03*
0.27
0.43
0.42
0.001*
0.005*
0.58
0.20
0.003*
0.01*
0.002*
1.0
----------
0.81
0.15
0.76
0.06
0.11
0.27
1.00
0.13
0.05
0.58
0.05
0.84
Tedavi
ACE inhibitörü n(%)
<0.001*
<0.001*
>0,05
0.53
0.005*
<0.001*
0.005*
1.00
0.016*
0.245
<0.001*
0.245
<0.001*
0.245
0.81
0.39
0.09
0.61
0.31
0.004
0.018
38 Hastaların bazal nükleer görüntüleme, ekokardiyografik ve hematolojik parametreleri
Tablo 2 de özetlenmiştir. Grup 1, grup 2 ve kontrol grubundaki EF değerleri sırasıyla 32±7.4;
50.3±6.5 ve 67.1±4.7 idi ve her üç grup arasındaki farklar anlamlı idi (p<0,01). Sistol sonu
volümler (96.4±35.2, 45.6±12.7, 28.5±8.1; p<0.05) ve duvar hareket skor endeksleri(1.7±0.2,
1.3±0.1, 1±0; p<0.01) her üç grupta anlamlı olarak birbirinden farklı iken, sol atriyal volüm
endeksi [LAVI (43.3±15.3, 38.6±20, 23.9±6.9)] açısından fark sadece kontrol grubu ile
karşılaştırıldığında anlamlı kalmış, grup 1 ve grup 2 arasındaki fark istatistiksel anlamlılığa
ulaşmamıştır. Diyastol sonu volümler [ EDV (139.9±39.5, 91.9±18, 75.8±19.7)] ve E/E’septal
değerleri (18.4±13.2, 13±5.4, 9,8±2) sadece grup 1 de diğer gruplara göre anlamlı olarak daha
yüksek saptanmıştır (p=0.001).
Şekil 2: Sintigrafik enfarkt alanı yüzdelerinin gruplara göre dağılımı
Gated SPECT görüntüleme ile hesaplanan yüzde enfarkt alanları iskemik
kardiyomiyopati grubunda grup 2 ye göre anlamlı olarak daha yüksek iken (38.79±13.15 vs
18.28±10.92, p<0,001) iskemi varlığı açısından iki grup arasındaki fark anlamlı değildi.
(12(%35,3) vs 7(%21,9), p=0.28)
39 Tablo 2. Hastaların bazal nükleer görüntüleme, ekokardiyografik ve hematolojik parametreleri
grup 1
grup 2
EF<%40
EF>%40
N=34
N=32
kontrol
P değeri
gr 1 vs K
gr 1 vs
N=26
gr 2 vs K
gr 2
18,28±10,92
0
<0.001*
12(%35,3)
7(%21,9)
0
<0.001*
<0.001*
<0.001*
<0.001*
32±7,4
50,3±6,5
67,1±4,7
<0.001*
EDV(ml)
139,9±39,5
91,9±18
75,8±19,7
ESV(ml)
96,4±35,2
45,6±12,7
28,5±8,1
1,7±0,2
1,3±0,1
1
43,3±15,3
38,6±20
23,9±6,9
E/A
1,2±0,6
1±0,4
1,1±0,3
DT
206±93
250±80
218±46
E/E’ septal
18,4±13,2
13±5,4
9,8±2
E/E’ lateral
11,1±5,8
8,6±3,9
7,2±2,1
<0.001*
<0.001*
<0.001*
0.08
<0.001*
0.024
<0.001*
<0.001*
<0.001*
0.002*
0.82
0.72
0.81
0.27
0.001*
0.34
0.002*
0.46
Hematolojik Parametreler
Lökosit # (x1000/mm3)
8±1,7
8±1,9
6,9±1,2
Nötrofil # (x1000/mm3)
4,8±1,5
4,7±1,3
4,2±0,9
Nötrofil yüzdesi (%)
59,4±10
58,5±9,5
60±8,2
Lenfosit # (x1000/mm3)
2,4±1
2,4±0,8
2±0,7
Lenfosit yüzdesi(%)
28,9±8
29,8±7,8
29,6±7,5
Monosit # (x1000/mm3)
0,7±0,2
0,7±0,2
0,5±0,2
Monosit yüzdesi(%)
8,9±2,1
8,9±2,2
7,7±2,5
Hemoglobin (g/dl)
13,5±1,7
14±1,5
13,4±1,3
Hematokrit(%)
40,3±4,7
41,3±4,2
39,3±3,6
Trombosit#(x1000/mm3)
242,9±55
238,2±65
261±43
8,5±0,9
8,3±1
7,5±0,9
Nükleer görüntüleme parametreleri
% ENFARKT ALANI
38,79±13,15
İSKEMİ VARLIĞI n(%)
Ekokardiyografik parametreler
LVEF(%)
WMSI
LAVI(ml/m2)
Ort. PLT hacmi(MPV)
0.04*
0.04*
0.22
0.34
0.90
0.70
0.33
0.32
0.93
0.99
0.02*
0.02*
0.09
0.10
0.93
0.34
0.60
0.18
0.43
0.27
0.001*
0.007
0.28
<0.001*
<0.001*
<0.001*
0.45
0.33
0.06
0.04*
0.05
0.99
0.96
0.91
0.99
0.89
0.99
0.99
0.49
0.64
0.93
0.71
Sürekli değişkenler ort±SD, kategorik değişkenler sıklık( grup içi oran)[n(%)] olarak belirtilmiştir
40 İskemik kardiyomiyopati hastalarında plazma MMP-8 ve BNP seviyeleri ile gruplar
arası değerlerin karşılaştırması
Plazma MMP-8 seviyelerinin, gated SPECT ile enfarkt alanı saptanmış hastalardan
oluşan grup 1 [3,37 (1,68-6,30)] ve grup 2 [4,87 (1,66-10,71)] nin her ikisinde de, kontrol
grubuna [0,67 (0,34-2,47)] göre anlamlı derecede yüksek olduğu saptandı (p<0.001). Sistolik
fonksiyonları göreceli olarak korunmuş olan (EF>%40) hastaların oluşturduğu grup 2 ve
iskemik
kardiyomiyopatili
(EF<%40)
hastaların
oluşturduğu
grup
1
değerleri
karşılaştırıldığında ise, plazma MMP-8 seviyelerinin sistolik fonksiyonları göreceli olarak
korunmuşlarda daha yüksek olduğu, ancak farkın istatistiksel anlamlılığa ulaşmadığı saptandı
(p=0.32) (Tablo-3).
BNP median ve çeyrekler arası değerler üç grupta sırasıyla [247,5(80,5-815,5)];
[139,5(31,5-261,5)]; [31,5(26-61,5)] idi ve her üç grup arasında anlamlı farklılık vardı. (Tablo-3)
Tablo-3: Plazma MMP-8 ve BNP seviyelerinin gruplar arasındaki karşılaştırması
MMP-8 (ng/ml)
grup 1
grup 2
Kontrol
EF<%40
EF>%40
(K)
gr 1 vs K gr 1 vs
n=34 n=32 n=26 gr 2 vs K gr 2 3,37(1,68-6,30)
4,87(1,66-10,71)
0,67(0,34-2,47)
P değeri
<0.001
0.32
<0.001
BNP (pg/ml)
<0.001
247,5(80,5-815,5)
139,5(31,5-261,5)
31,5(26-61,5)
0.016
<0.001
Değerler median( çeyrekler arası aralık) olarak belirtilmiştir.
41 Şekil-3 Grupların plazma MMP-8 seviyelerinin dağılımı (ng/ml)
Plazma MMP-8 seviyelerinin klinik özellikler ve laboratuar verileri ile olan bağıntısı
Plazma MMP-8 seviyelerinin klinik özellikler ve laboratuar verileri ile olan ilişkisi
tablo-4 ve 5 te özetlenmiştir. Plazma MMP-8 seviyeleri ile gated SPECT analizde enfarkt
varlığı arasında güçlü bir ilişki saptandı. Enfarkt saptanan hastalarda plazma MMP-8 seviyesi
median ve çeyrekler arası aralık 3,88(1,70-7,61) iken, enfarkt saptanmayan hastalarda bu
değerler 0,67(0,34-2,47) olarak bulundu(p<0.001). Enfarkt alanı yüzdesi ile MMP-8
seviyeleri arasında ise istatistiksel olarak anlamlı ancak zayıf bir pozitif korelasyon saptandı
(rho=0.32, p=0.002). Gated SPECT analizde iskemi saptanan ve saptanmayan gruplar
karşılaştırıldığında, MMP-8 seviyelerinin iskemi olan grupta daha yüksek olduğu tespit edildi
(p=0.005). Yine, ejeksiyon farksiyonu ile zayıf negatif, (rho=-0.33, p=0.001), duvar hareket
skor endeksi [WMSI] (rho=0.33, p=0,33) ve sistol sonu volüm [ESV] (rho=0.24, p=0.02) ile
anlamlı ancak zayıf bir pozitif korelasyon saptandı. Diyastolik fonksiyon göstergeleri olan
42 LAVI (rho=0.2, p=0.05), E/E’sep (rho=0.23, p=0.025) ve IVRT (rho=0.22, p=0.03) ile ve
BNP (rho=0.23, p=0.03) seviyeleri ile de istatistiksel olarak anlamlı gözüken ancak oldukça
zayıf bağıntılar saptandı.
Tablo-4: Plazma MMP-8 seviyelerinin dikotom değişkenlerle ilişkisi
Dikotom değişkenler
Cinsiyet
Kadın
Erkek
Değerler
P değeri
Tüm
Post MI
2,68(1,08-6,83)
2,93(0,89-6,41)
0.74
0.83
2,71(0,87-6,41)
3,54(2,04-7,97)
0.30
0.90
4,03(1,47-6,32)
2,30(0,73-6,48)
0.12
0.98
4,21(2,15-10,65)
2,29(0,84-6,05)
0.073
0.29
2,59(1,02-6,30)
3,03(0,79-6,41)
0.80
0.52
3,61(1,15-6,05)
1,81(0,67-6,45)
0.17
0.96
3,55(0,84-5,75)
2,59(1,02-8,47)
0.39
0.64
4,21(1,90-8,97)
2,56(0,79-5,93)
0.067
0.61
4,53(2,56-6,24)
2,62(0,89-6,41)
0.27
0.64
3,37(1,68-6,30)
1,81(0,63-6,45)
0.16
0.32
3,88(1,70-7,61)
0,67(0,34-2,47)
<0.001*
--------
5,75(2,99-8,38)
2,19(0,75-5,75)
0.005*
0.08
Fonksiyonel kapasite
NYHA 1 veya 2
NYHA 3 veya 4
CABG öyküsü
Var
Yok
Diyabetes Mellitus
Var
Yok
Hipertansiyon
Var
Yok
Hiperlipidemi
Var
Yok
Sigara
Var
Yok
Kararlı angina
Var
Yok
Kararsız angina
Var
Yok
KMP
Var
Yok
MPS de enfarkt
Var
Yok
MPS de iskemi
Var
Yok
43 Plazma MMP-8 seviyelerinin üç hematolojik veri ile zayıf bir korelasyonu saptandı.
Bunlar, lökosit sayısı (rho=0.24, p=0.02), monosit sayısı (rho=0.27, p=0.01) ve monosit
yüzdesi (rho=0.20, p=0.04) idi.
Kontrol grubunun da dahil olduğu populasyon içinde çıkan bu bağıntılar enfarktlı grup
(n=66) içinde incelendiğinde anlamlılığını kaybetmiştir. Tüm populasyon için yapılan
kovaryans analizi sonrası ise, plazma MMP-8 seviyelerini bağımsız olarak etkileyen tek
faktörün sintigrafide enfarkt varlığı olduğu saptanmıştır ( F=6.108, p=0.016, R2= 0.14,
%95CI=1.34-12.36).
Tablo-5: Plazma MMP-8 seviyelerinin sürekli değişkenlerle ilişkisi
Tüm populayon
Post MI populasyon
Sürekli Değişkenler
rho
p
rho
p
Yüzde enfarkt alanı
0,32
0,002*
-0,08
0,51
BNP
0,23
0,03*
-0,24
0,85
LVEF(%)
-0,33
0,001*
0,08
0,49
EDV(ml)
0,03
0,74
-0,18
0,14
ESV(ml)
0,24
0,02*
-0,14
0,26
WMSI
0,33
0,001*
-0,07
0,53
LAVI
0,20
0,05*
-0,05
0,65
E/A
-0,05
0,63
0,01
0,92
DT
-0,054
0,61
-0,12
0,31
E/E’ septal
0,23
0,025*
0,05
0,69
IVRT
0,22
0,03*
-0,02
0,83
Lökosit sayısı (x1000/mm3)
0,24
0,02*
0,09
0,44
3
0,11
0,28
0,01
0,88
-0,096
0,36
-0,06
0,62
Lenfosit sayısı (x1000/mm )
0,183
0,08
0,15
0,22
Lenfosit yüzdesi(%)
0,041
0,69
0,10
0,39
Monosit sayısı (x1000/mm )
0,27
0,01*
0,14
0,24
Monosit yüzdesi(%)
0,20
0,04*
0,10
0,41
Hemoglobin(g/dl)
0,16
0,13
0,11
0,37
Hematokrit(%)
0,19
0,06
0,11
0,37
Trombosit sayısı(PLT) (x1000/mm3)
0,04
0,68
0,16
0,19
Ortalama trombosit hacmi(MPV)
0,20
0,053
0,06
0,61
Ekokardiyografik parametreler
Hematolojik Parametreler
Nötrofil sayısı (x1000/mm )
Nötrofil yüzdesi (%)
3
3
44 TARTIŞMA
Kardiyak yeniden şekillenmenin, kalp yetmezliği patofizyolojisindeki önemi
bilinmektedir (144). Ekstraselüler matriksteki değişimler de, bu sürecin önemli bir parçasıdır.
Son dönem kalp yetersizlikli hastalarda kollajen biyokimyasında ve ultrayapısındaki
değişimler geçmiş çalışmalarla ortaya konmuştur (161,162). Kollajen yapı ve miktarındaki bu
değişimlere sebep matriks metalloproteinazların neden olduğu yıkımdır (163). Konjestif kalp
yetersizliği gelişimi ile MMP ler arasında belirgin bir sebep sonuç ilişkisi varlığı yapılmış
hayvan deneyleri (164,165) ve ex vivo çalışmalarla (113,166,167) gösterilmiştir. Yapılan bu
çalışmalar, kalp yetersizliği gelişmiş ya da gelişme riski olan hastalarda MMP seviyelerinin
takibinin önemli olabileceği fikrini doğurmuştur. Ancak, tekrarlayan biyopsilerin pratik
uygulanabilirliğinin
olmayışı,
bu
monitorizasyonda
plazma
seviyelerinin
kullanılıp
kullanılamayacağını gündeme getirmiştir. Plazma MMP seviyelerinin miyokarddaki
seviyeleri ne kadar temsil ettiği tartışmalıdır. Hatta miyokardiyal miktarı temsil etse de,
miyokarddaki proteolitik aktiviteyi yansıtamayacağı açıktır ki, remodeling sürecinde esas
önemli olan bu enzimatik aktivitedir. Ancak daha önce yayınlanmış çalışmalarda plazma
MMP seviyelerinin ve değişimlerinin remodeling ile ilişkili çıkması, plazma seviyelerinin
miyokardiyal seviye ve aktivite ile ilişkili olabileceği yorumunu beraberinde getirmiştir( 118,
145, 168).
Kalp yetersizliği hastalarında plazma MMP seviyelerini yetmezlik gelişmemiş
hastalardaki seviyelerle karşılaştıran çalışmalarda ağırlıklı olarak MMP-2 ve 9 çalışılmıştır.
Ohtsuka ve ark. idiyopatik KMP hastalarında plazma MMP-1, MMP-9 ve TNF seviyelerini
yüksek bulmuş, MMP-9 seviyelerinin TNF-α seviyeleri ile korele olduğu göstermişlerdir
(169). Bir diğer çalışmada da, kalp yetersizlikli hastaların plazma MMP-2 ve 9 seviyelerinin
normalden yüksek olduğu gösterilmiştir (170).
Kalp yetersizliğinde plazma MMP-8 seviyelerinin de araştırıldığı ilk çalışma Wilson
ve ark. tarafından yapılmış, iskemik ve noniskemik kalp yetersizliğinde kontrolle
karşılaştırıldığında MMP-9 seviyelerinin artmış, MMP-8 seviyelerinin ise beklenmedik
biçimde azalmış olduğu gözlenmiştir (145). MMP-8 seviyelerindeki bu düşüş, ilaç tedavisine
bağlı immünmodülasyondaki ve ekspresyondaki değişimlere bağlanmıştır. Kalp yetersizlikli
hastaları etiyolojiye göre ayırıp incelediklerinde ise, iskemik kalp yetersizliği olan
hastalardaki seviyelerin noniskemik nedenlilerdekine göre istatistiksel anlamı olmasa da daha
45 yüksek olduğu izlenmiştir. Çalışmamızda, miyokard enfarktüsü öyküsü olan 66 hasta EF’si 40
ın altında olan iskemik KMP hastaları (34 hasta) ve KMP gelişmemiş post-MI hastalar olarak
ikiye ayrıldığında, her iki grupta da plazma MMP-8 seviyeleri kontrol grubuna göre anlamlı
olarak daha yüksekti. Post-MI iki grup birbiriyle kıyaslandığında ise, plazma MMP-8
seviyelerinin, sistolik fonksiyonları göreceli olarak korunmuş hastalarda, KMP’ lilere göre
daha yüksek olduğu, ancak bunun istatistiksel anlamlılığının olmadığı görüldü. Sonucun
Wilson ve ark nın çalışması ile çelişmesi, kontrol grubunun seçiminden ve örneklem
büyüklüğündeki farklardan kaynaklanıyor olabilir. Wilson ve ark. nın çalışmasında kontrol
grubu elektif CABG ye gidecek hastalardan seçilmiştir. Makalede, bu hastalardaki enfarkt ve
iskemi varlığının objektif testlerle araştırılıp araştırılmadığı belirtilmemiştir. Kontrol
grubunda olası sessiz iskemi ve enfarkt varlığı MMP-8 plazma seviyelerinin bu grupta da
yüksek bulunmasına sebep olmuş olabilir. Çalışmamızda ise enfarkt varlığı nükleer
görüntüleme ile ekarte edilmiş, sistolik fonksiyonları normal koroner arter hastaları kontrol
grubuna alınmıştır.
Akut miyokard enfarktüsü sonrası seri plazma MMP-2 ve MMP-9 ölçümlerinin sol
ventrikül fonksiyonu ve remodeling ile ilişkisini inceleyen bir çalışmada, yüksek zirve MMP9 seviyelerinin takipte düşük EF ile; yüksek plato MMP-9 seviyelerinin ise göreceli olarak
korunmuş sol ventrikül sistolik fonksiyonu ile ilişkili olduğu gösterilmiştir (171). Bu
çalışmada, Kelly ve ark. MMP-9 aktivitesinin mutlak büyüklüğünden ziyade temporal
profilinin remodeling sürecinde daha önemli olabileceği sonucuna ulaşmışlardır. Webb ve
ark. enfarktüs sonrası erken dönemde belirgin zirve yapan iki MMP tipinin MMP-8 ve MMP9 olduğunu göstermişlerdir (156). Daha önceki çalışmalarda, post-MI hastaların ve yetersizlik
hastalarının uzun dönemde plazma MMP değerlerinin değişmediği göz önüne alındığında
(145,156), çalışmamızda ölçümü alınmış plazma değerlerinin enfarktüs sonrası plato
seviyeleri ile uyumlu olacağı düşünülebilir. Bu açıdan, EF’si göreceli olarak korunmuş
enfarktüslü hastalarda MMP-8 seviyelerini KMP grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı
olmasa da daha yüksek bulmamız, Kelly ve ark. nın çalışması ile uyum eğilimindedir.
Çalışmamızda geç dönem ölçümlerine yansımış yüksek plato MMP-8 seviyeleri de, MMP-9
gibi miyokard enfarktüsü sonrası sistolik fonksiyonların göreceli olarak korunmuş olması ile
ilişkili olabilir.
Hayvan deneylerinde, MMP-8 ekspresyonunun miyokard enfarktüsü sonrası erken
dönemde değil, birinci haftadan itibaren artmaya başladığı ve 8 haftaya kadar olan geç
46 remodeling döneminde de yüksek kaldığı gösterilmiştir (139). Miyokard enfarktüsü sonrası
tiplerine göre MMP salınım dinamiklerini inceleyen ve takip süresi 180 gün olan bir klinik
araştırmada ise, plazma MMP-2 seviyelerinin post-MI 1.gün düştüğü, 28.güne kadar normal
aralıkta kalıp, 28.günden sonra artış gösterdiği bildirilmiştir. Aynı çalışmada, post-MI birinci
gün yükselen iki tipin MMP-8 ve 9 olduğunu, MMP-9 seviyelerinin 28. günden sonra düşüşe
geçtiğini ancak hiç normal aralığa gerilemediğini göstermişlerdir. MMP-8 seviyelerinin ise ilk
günkü zirveden sonra 3. gün ikinci bir zirve daha yaptığını ancak daha sonra düşüşe geçerek 6
aylık takip boyunca normal aralıkta kaldığını göstermişlerdir. Bu çalışmada, MMP-9
seviyelerinde erken dönemde meydana gelen değişimin, 28.gün içinde end diyastolik
volümdeki artışla ilişkili olduğu saptanmıştır (156). Çalışmamıza aldığımız post-MI
hastalarda, MI sonrası geçen zaman grup 1 ve grup 2 de sırasıyla 21±2 ve 19±3 ay idi. Plazma
MMP-8 seviyeleri her iki grupta da kontrolle karşılaştırıldığında yüksek bulunmuştur. Wilson
ve ark çalışmasında da kalp yetersizlikli hastaların plazma MMP seviyelerinde 48 haftalık
takip boyunca anlamlı bir değişiklik olmadığı izlenmiştir (145). O halde, MI sonrası erken
dönemde normal aralığa gerilemiş olması gereken MMP-8 seviyelerinin, hastalarımızda
18.ayda halen yüksek olması iki varsayımla açıklanabilir.
Birincisi, MI sonrası normale dönen plazma MMP-8 seviyeleri, uzun dönemde
rekürren iskemi, enfarkt gibi araya giren faktörler nedeniyle, bazı hastalarda tekrar yükselişe
geçmiş olabilir. Yine bu süreçte ilaç tedavisi ve tedaviye uyumdaki farklılıklar MMP
aktivitesini ve remodeling sürecini etkiliyor olabilir. İkincisi, Webb ve ark. nın çalışmasında
MI
hastalarının
revaskülarizasyon
başarısı
belirtilmemiştir.
Günümüzde,
kontrast
ekokardiyografi ve kardiyak MRI ile revaskülarizasyon sonrası doku düzeyinde yetersiz
reperfüzyon oranlarının %50’lere ulaştığı tespit edilmiştir. MI sonrası no reflow gelişen
hastalarda MMP seviyeleri normale gerilemiyor, persiste eden yüksek MMP seviyeleri
iskemik KMP gelişimini hızlandırıyor olabilir. Nitekim iskemi reperfüzyon hasarının MMP
aktivitesini artırdığı daha önceki çalışmalarla gösterilmiştir (172-175). MI hastalarında
reperfüzyon başarısının plazma MMP profili üzerinden remodeling ile ilişkisini inceleyecek
bir çalışmaya ihtiyaç var gözükmektedir.
Çalışmamızın bir diğer amacı, post-MI hastalarda plazma MMP-8 seviyelerinin klinik
ve laboratuar verileri ile ilişkisini incelemekti. Enfarkt alanı geniş olan hastalarda daha yoğun
bir remodeling süreci ve yüksek plazma MMP seviyeleri beklenebilirdi. Ya da tam aksine,
canlı doku oranı göreceli olarak azalmış bu hastalarda MMP aktivitesi de azalmış olabilirdi.
47 Gated SPECT analizde saptanan enfarkt alanının genişliği ile plazma MMP-8 seviyeleri
arasındaki ilişki incelendiğinde, plazma MMP-8 seviyeleri ile enfarkt alanı yüzdesi arasında
istatistiksel olarak anlamlı ancak zayıf bir korelasyon olduğu görüldü. Ancak sadece post-MI
hastalar içinde bir analiz yapıldığında, anlamlı bir ilişki saptanamamıştır. Yine, perienfarkt ya
da remote iskemi varlığının miyokardda aktif kronik bir enflamasyona yol açacağı, bunun da
plazma MMP-8 seviyelerinde bir artışa yol açabileceği düşünülebilirdi. Ancak yine genel
populasyonda MMP-8 seviyeleri iskemi olan grupta anlamlı olarak yüksek çıksa da, sadece
post-MI hastalar içinde yapılan analizde iskemi varlığı ve MMP-8 seviyeleri arasında anlamlı
bir ilişki bulunamamıştır. Nitekim, total hasta populasyonunda plazma MMP-8 seviyelerinin
korelasyon analizinde ilişkili çıktığı tüm sayısal değişkenler ve gruplar arasında anlamlı fark
bulunan kategorik değişkenler kovaryans analizine alındığında plazma MMP-8 seviyelerini
belirleyen bağımsız tek faktörün enfarkt varlığı olduğu görülmüştür.
Nötrofil kollajenaz veya kollajenaz-2 olarak ta bilinen MMP-8, ilk olarak nötrofillerde
saptanmış, ancak daha sonra düz kas hücreleri, endotel hücreleri ve makrofajlarca da
üretildiği anlaşılmıştır (157-158). MMP-8 in daha çok kronik enflamatuar cevapla ilişkili
olduğu düşünülmüştür (128). Çalışmamızda, plazma MMP-8 seviyelerinin hemogram verileri
ile ilişkisi incelendiğinde, mevcut bilgileri destekler bir sonuç elde edildi. Plazma MMP-8
seviyeleri, dolaşımdaki lökosit, monosit sayıları ve monosit yüzdesi ile ilişkili çıkmıştır.
Ancak bağıntı katsayısı düşük kalmış ve kovaryans analizinde bu bağıntı önemini yitirmiştir.
Plazma MMP-9 seviyelerinin sol ventrikül volüm ve ejeksiyon fraksiyonu ile olan
ilişkisini inceleyen bir çalışmada, plazma MMP-9 seviyelerinin düşük EF ve yüksek sistol
sonu volümlerle (ESV) ilişkili olduğu gösterilmiştir (177). Plazma MMP-8 seviyelerinin
sistolik ve diyastolik fonksiyon parametreleri ile ilişkisini inceleyen bir çalışma ise
yapılmamıştır. Çalışmamızda, tüm hasta populasyonu incelendiğinde, plazma MMP-8
seviyelerinin EF ile negatif, ESV ile pozitif anlamlı korelasyonunun yanı sıra E/E’sep ve
LAVI gibi diyastolik fonksiyon parametreleri ile anlamlı ancak zayıf bağıntıları ortaya
çıkmıştır. Fakat sadece post-MI grup içinde yapılan incelemede, bu bağıntılar anlamlılığını
yitirmiştir. Bunun nedeni post-MI hastaların uzun süredir antiiskemik ve yetersizlik
medikasyonlarına devam ediyor oluşu olabilir. ACE inhibitörleri ve ARB lerin remodeling
üzerine olan olumlu etkilerinin bir kısmı MMP lerin miyokarddaki enzimatik aktivitesinin
doğrudan inhibisyonu üzerinden gerçekleşmektedir (178-179). Plazma MMP seviyeleri
sadece miktar olarak miyokarddaki seviyelerin sistemik dolaşıma yansımasıdır. Dolayısıyla,
48 miyokardiyal ve sistemik dolaşıma yansıyan seviyeler, miyokarddaki enzimatik aktivite ile ve
ventrikülün etkilenme derecesi ile paralellik göstermeyebilir. Post-MI grupta MMP-8
seviyeleri ile sol ventrikül sistolik ve diyastolik fonksiyonları arasında anlamlı bir korelasyon
bulunmamasının nedeni bu olabilir.
Çalışmanın kısıtlılıkları
Çalışmada, plazma MMP-8 seviyelerinde yükselmeye neden olabilecek diğer faktörler
dışlama kriterleri ile ekarte edilmeye çalışılmış olsa da, tanısı konulmamış kronik enflamatuar
hastalıklar gibi bazı faktörler yine de araya girmiş olabilir. Dahası, her ne kadar literatürdeki
çalışmalar referans alınarak, plazma MMP seviyelerinin miyokarddaki miktarların yansıması
olduğu kabul edilmiş olsa da, plazma seviyelerinin miyokardiyal bölgesel dağılım ve
enzimatik aktivite ile ilişkili olmayacağı aşikardır. Çalışmamızda, hastaların post MI erken
dönem plazma MMP seviyeleri ölçülmediğinden ve bir takip çalışması olmadığından, zaman
içindeki birey içi plazma seviye değişimleri ve bunların sol ventrikül üzerine olan etkileri
incelenememiştir. Yine aynı sebepten, kalp yetersizliği tedavisinin MMP seviyeleri üzerine
etkisi net olarak değerlendirilememiştir. Tek bir MMP tipinin incelenmiş olması ve MMP
seviyeleri ile etkileşimde olabilecek doku metalloproteinaz inhibitörleri, enflamatuar
mediyatörler, sitokin, kemokin ve anjiyojenik faktörlerin çalışmada kullanılmamış olması da
önemli bir kısıtlılıktır.
SONUÇ
Miyokard enfarktüsü sonrası ne kadar zaman geçtiğine ve remodelingin hangi evrede
olduğuna bağlı olmaksızın, iskemik kardiyomiyopati gelişsin ya da gelişmesin, plazma MMP8 seviyeleri yüksek seyretmeye devam etmektedir. MMP-8 de, MMP-9 gibi uzun dönemde
kardiyak yeniden şekillenme ve kalp yetersizliği gelişiminde önemli bir role sahip olabilir.
Miyokard enfarktüsü sonrası MMP-8 ve diğer MMP lerin plazma seviyelerinin seri takibinin
kardiyak yeniden şekillenme ve kalp yetersizliği gelişimi açısından prognostik öneme sahip
olup olmadığını ve miyokardiyal proteolitik aktivite ile ne derece ilişkili olduğunu araştıracak
çalışmalara ihtiyaç var gözükmektedir.
49 REFERANSLAR
1- ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure 2008: the
Task Force for the Diagnosis and Treatment of Acute and Chronic Heart Failure 2008 of the
European Society of Cardiology. Developed in collaboration with the Heart Failure
Association of the ESC (HFA) and endorsed by the European Society of Intensive Care
Medicine (ESICM). Task Force for Diagnosis and Treatment of Acute and Chronic Heart
Failure 2008 of European Society of Cardiology, Dickstein K, Cohen-Solal A, Filippatos G,
et.al Eur Heart J. 2008 Oct;29(19):2388-442. Epub 2008 Sep 17.
2- Lloyd-Jones, DM, Larson, MG, Leip, EP et al. Framingham Heart Study. Lifetime risk for
developing congestive heart failure: the Framingham Heart Study. Circulation 2002; 106:
3068–3072.
3- Bleumink GS, Knetsch AM, Sturkenboom MC et al. Quantifying the heart failure
epidemic: prevalence, incidence rate, lifetime risk and prognosis of heart failure. The
Rotterdam Study. Eur Heart J 2004; 25: 1614–1619.
4-. Ho KK, Pinsky JL, Kannel WB et al. The epidemiology of heart failure: the Framingham
Study. J Am Coll Cardiol 1993; 22: 6A–13A.
5- Roger VL, Weston SA, Redfield MM et al. Trends in heart failure incidence and survival in
a community-based population. JAMA 2004; 292: 344–350.
6- Cowie MR, Wood DA, Coats AJ et al. Survival of patients with a new diagnosis of heart
failure: a population based study. Heart 2000; 83: 505–510.
7- Stewart S, MacIntyre K, Capewell S, et al. Heart failure and the aging population: an
increasing burden in the 21st century? Heart 2003; 89: 49–53
8- Camici, PG. Hibernation and heart failure. Heart 2004; 90: 141–143
9- Mann DL. Pathophysiology of heart failure. In: Zipes DP, Libby P, Bonow R, Braunwald E
(eds): Braunwald’s Heart Disease. A textbook of cardiovascular medicine. Philadelphia,
Elsevier Saunders, 2008, p 541-561
10- Chidsey C, Braunwald E, Morrow AG, et al.. Myocardial norepinephrine concentrations
in man. N Engl J Med 1963;269: 653–8
11- Francis GS, Benedict C, Johnstone DE, et al. Comparison of neuroendocrine activation in
patients with left ventricular dysfunction with and without congestive heart failure.
Circulation 1990;82: 1724–9.
12- Levine B, Kalman J, Mayer L, et al. Elevated circulating levels of tumor necrosis factor in
severe heart failure. N Engl J Med 1990;323:236–41
13- Reiss K, Capasso JM, Huang HE, et al. ANG II receptors, c-myc and c-jun in myocytes
after myocardial infarction and ventricular failure. Am J Physiol 1993;264:H760–9
50 14- Sadoshima J, Izumo S. Molecular characterization of angiotensinII-induced hypertrophy
of cardiac myocytes and hyperplasia ofcardiac fibroblasts. Critical role of the AT1 receptor
subtype. CircRes 1993;73:413–23.
15- Everett AD, Tufro-McReddie A, Fisher A, et al. Angiotensinreceptor regulates cardiac
hypertrophy and transforming growthfactor-beta 1 expression. Hypertension 1994;23:587–92.
16- Sadoshima J, Xu Y, Slayter HS, et al. Autocrine release of angiotensin II mediates stretchinduced hypertrophy of cardiac myocytes in vivo. Cell 1993;75:977– 84.
17- Weber KT. Aldosterone in congestive heart failure. N Engl J Med. 2001 Dec
6;345(23):1689-97.
18- Burnett JC Jr, Costello-Boerrigter L, Boerriger G: Alterations in the kidney in heart
failure: The cardiorenal axis in the regulation of sodium homeostasis.In Mann DL(ed):Heart
Failure:A Companion to Braunwald’s Heart Disease. Philadelphia, Saunders, 2003, pp 279289
19- Serneri GG, Cecioni I, Vanni S, et al. Selective upregulation of cardiac endothelin system
in patients with ischemic but not idiopathic dilated cardiomyopathy: endothelin-1 system in
the human failing heart.Circ Res. 2000 Mar 3;86(4):377-85.
20- Fraccarollo D, Hu K, Galuppo P, et al. Chronic endothelin receptor blockade attenuates
progressive ventricular dilation and improves cardiac function in rats with myocardial
infarction: possible involvement of myocardial endothelin system in ventricular remodeling.
Circulation. 1997 Dec 2;96(11):3963-73
21- Podesser BK, Siwik DA, Eberli FR, et al. ET(A)-receptor blockade prevents matrix
metalloproteinase activation late postmyocardial infarction in the rat. Am J Physiol Heart Circ
Physiol. 2001;280(3):H984-91
22- Janczewski AM, Kadokami T, Lemster B, et al. Morphological and functional changes in
cardiac myocytes isolated from mice overexpressing TNF α. 1: Am J Physiol Heart Circ
Physiol. 2003;284(3):H960-9
23- Thaik CM, Calderone A, Takahashi N, et al. Interleukin-1 beta modulates the growth and
phenotype of neonatal rat cardiac myocytes. J Clin Invest. 1995;96(2):1093-9.
24- Krown KA, Page MT, Nguyen C, et al. Tumor necrosis factor alpha-induced apoptosis in
cardiac myocytes. Involvement of the sphingolipid signaling cascade in cardiac cell death. J
Clin Invest. 1996 15;98(12):2854-65
25- Hare JM, Colucci WS. Role of nitric oxide in the regulation of myocardial function. Prog
Cardiovasc Dis. 1995;38(2):155-66.
26- Hare JM, Loh E, Creager MA, et al. Nitric oxide inhibits the positive inotropic response
to beta-adrenergic stimulation in humans with left ventricular dysfunction. Circulation. 1995
15;92(8):2198-203.
51 27- Funakoshi H, Kubota T, Kawamura N, et al. Disruption of inducible nitric oxide synthase
improves beta-adrenergic inotropic responsiveness but not the survival of mice with cytokineinduced cardiomyopathy. Circ Res. 2002 17;90(9):959-65.
28- Opie LH, Commerford PJ, Gersh BJ, et al. Controversies in ventricular remodelling.
Lancet 2006; 367:356.
29- Hill JA, Olson EN. Cardiac plasticity. N Engl J Med 2008; 358:1370.
30- Ganau A, Devereux RB, Roman MJ, et al. Patterns of left ventricular hypertrophy and
geometric remodeling in essential hypertension. J Am Coll Cardiol 1992; 19:1550.
31- Greenberg B, Quinones MA, Koilpillai C, et al. Effects of long-term enalapril therapy on
cardiac structure and function in patients with left ventricular dysfunction. Results of the
SOLVD echocardiography substudy. Circulation 1995; 91:2573.
32- Doughty RN, Whalley GA, Gamble G, et al. Left ventricular remodeling with carvedilol
in patients with congestive heart failure due to ischemic heart disease. J Am Coll Cardiol
1997; 29:1060.
33- Groenning BA, Nilsson JC, Sondergaard L, et al. Antimodeling effects on the left
ventricle during betablockade with metoprolol in the treatment of chronic heart failure. J Am
Coll Cardiol 2000; 36:2072.
34- Birks EJ, Tansley PD, Hardy J, et al. Left ventricular asist device and drug therapy for the
reversal of heart failure. N Engl J Med 2006; 355:1873.
35- Lejemtel TH, Sonnenblick EH, Frishman WH. Diagnosis and management of heart
failure. In: Fuster V, Alexander RW, O’Rourke RA(eds): The Heart McGraw-Hill, 2004, pp
723-763
36- Cohen MV, Yang XM, Neumann T, et al. Favorable remodeling enhances recovery of
regional myocardial function in the weeks after infarction in ischemically preconditioned
hearts. Circulation 2000; 102:579.
37- Mitchell GF, Lamas GA, Vaughan DE, et al. Left ventricular remodeling in the year after
first anterior myocardial infarction: a quantitative analysis of contractile segment lengths and
ventricular shape. J Am Coll Cardiol 1992; 19:1136.
38- Aoyagi T, Fujii AM, Flanagan MF, et al. Transition from compensated hypertrophy to
intrinsic myocardial dysfunction during development of left ventricular pressure-overload
hypertrophy in conscious sheep. Systolic dysfunction precedes diastolic dysfunction.
Circulation. 1993;88(5 Pt 1):2415-25.
39- Palmon LC, Reichek N, Yeon SB, et al. Intramural myocardial shortening in hypertensive
left ventricular hypertrophy with normal pump function. Circulation. 1994;89(1):122-31.
40- Maytin M, Colucci WS. Molecular and cellular mechanisms of myocardial remodeling. J
Nucl Cardiol. 2002;9(3):319-27
52 41- Dorn GW 2nd, Mann DL. Signaling pathways involved in left ventricular remodeling:
summation. J Card Fail. 2002;8(6 Suppl):S387-8.
42- Hunter JJ, Chien KR. Signaling pathways for cardiac hypertrophy and failure. N Engl J
Med. 1999 21;341(17):1276-83.
43- Fiers W, Beyaert R, Declercq W, et al. More than one way to die: apoptosis, necrosis and
reactive oxygen damage. Oncogene 1999;18:7719–7730).
44- Zoratti M, Szabo I. The mitochondrial permeability transition. Biochim Biophys Acta
1995;1241:139–176.
45- Halestrap AP, McStay GP, Clarke SJ. The permeability transition pore complex: another
view. Biochimie 2002;84:153–166.
46- Crompton M. On the involvement of mitochondrial intermembrane junctional complexes
in apoptosis. Curr Med Chem 2003;10:1473–1484.
47- Tsujimoto Y, Nakagawa T, Shimizu S. Mitochondrial membrane permeability transition
and cell death. Biochim Biophys Acta 2006;1757:1297–1300.
48- Leung AW, Halestrap AP. Recent progress in elucidating the molecular mechanism of the
mitochondrial permeability transition pore. Biochim Biophys Acta 2008;1777:946–952
49- Communal C, Singh K, Pimentel DR, et al. Norepinephrine stimulates apoptosis in adult
rat ventricular myocytes by activation of the beta-adrenergic pathway. Circulation. 1998
29;98(13):1329-34.),
50- Leri A, Claudio PP, Li Q, et al. Stretch-mediated release of angiotensin II induces
myocyte apoptosis by activating p53 that enhances the local renin-angiotensin system and
decreases the Bcl-2-to-Bax protein ratio in the cell.J Clin Invest. 1998 1;101(7):1326-42.
51- Reiss, K, Capasso, JM, Huang, HE, et al. ANG II receptors, cmyc, and c-jun in myocytes
after myocardial infarction and ventricular failure. Am J Physiol 1993; 264:H760.,
52- Remondino A, Kwon SH, Communal C, et al. Beta-adrenergic receptor-stimulated
apoptosis in cardiac myocytes is mediated by reactive oxygen species/c-Jun NH2-terminal
kinase-dependent activation of the mitochondrial pathway. Circ Res. 2003 7;92(2):136-8.),
53- Ing DJ, Zang J, Dzau VJ, et al. Modulation of cytokine-induced cardiac myocyte
apoptosis by nitric oxide, Bak, and Bcl-x. Circ Res. 1999 8-22;84(1):21-33)
54- Marsden VS, O’Connor L, O’Reilly LA, et al. Apoptosis initiated by Bcl-2-regulated
caspase activation independently of the cytochrome c/Apaf-1/caspase-9 apoptosome. Nature
2002;419:634–637).
55- Ashkenazi A, Dixit VM. Death receptors: signaling and modulation. Science
1998;281:1305–1308
53 56- Chinnaiyan AM, O’Rourke K, Tewari M, et al. FADD, a novel death domain-containing
protein, interacts with the death domain of Fas and initiates apoptosis. Cell 1995;81:505–
512.).
57- Flesch M, Schwinger RH, Schnabel P, et al. Sarcoplasmic reticulum Ca2+ATPase and
phospholamban mRNA and protein levels in end-stage heart failure due to ischemic or dilated
cardiomyopathy.J Mol Med. 1996;74(6):321-32.
58- Hobai IA, O'Rourke B. Decreased sarcoplasmic reticulum calcium content is responsible
for defective excitation-contraction coupling in canine heart failure. Circulation. 2001
20;103(11):1577-84.
59- Reiken S, Wehrens XH, Vest JA, et.al: Beta blockers restore calcium release channel
function and improve cardiac muscle performance in human heart failure. Circulation
107:2459,2003
60- Studer R, Reinecke H, Bilger J, et al. Gene expression of the cardiac Na(+)-Ca2+
exchanger in end-stage human heart failure. Circ Res. 1994;75(3):443-53.
61- Brillantes AM, Allen P, Takahashi T, et al. Differences in cardiac calcium release channel
(ryanodine receptor) expression in myocardium from patients with end-stage heart failure
caused by ischemic versus dilated cardiomyopathy Circ Res. 1992;71(1):18-26.)
62- Chen X, Piacentino V 3rd, Furukawa S, et al. L-type Ca2+ channel density and regulation
are altered in failing human ventricular myocytes and recover after support with mechanical
assist devices Circ Res. 2002 20;91(6):517-24.)
63- Abraham WT, Gilbert EM, Lowes BD, et al. Coordinate changes in Myosin heavy chain
isoform gene expression are selectively associated with alterations in dilated cardiomyopathy
phenotype. Mol Med. 2002;8(11):750-60
64- Nakao K, Minobe W, Roden R, et al. Myosin heavy chain gene expression in human heart
failure. J Clin Invest. 1997 1;100(9):2362-70
65- Lowes BD, Minobe W, Abraham WT, et al. Changes in gene expression in the intact
human heart. Downregulation of alpha-myosin heavy chain in hypertrophied, failing
ventricular myocardium. J Clin Invest. 1997 1;100(9):2315-24.
66- Lowes BD, Gilbert EM, Abraham WT et al: Myocardial gene expression in dilated
cardiomyopathy treated with beta blocking agents. N Eng J Med 346:1357, 2002
67- Nassar R, Malouf NN, Mao L, et al: cTnT1, a cardiac troponin T isoform, decreases
myofilament tension and affects the left ventricular pressure waveform. Am J Physiol Heart
Circ Physiol 288:H1147, 2005
68- Vatta M, Stetson SJ, Perez-Verdia A, et.al: Molecular remodeling of dystrophin in
patients with end stage cardiomyopathies and reversal in patients on assistance device
therapy. Lancet 359:936, 2002
54 69- Burlew BS, Weber KT. Connective tissue and the heart. Functional significance and
regulatory mechanisms. Cardiol Clin. 2000;18(3):435-42.
70- Miner EC, Miller WL. A look between the cardiomyocytes: the extracellular matrix in
heart failure. Mayo Clin Proc. 2006;81(1):71-6.
71- Dell’Italia LJ, Meng QC, Balcells E, et al.. Compartmentalization of angiotensin II
generation in the dog heart. Evidence for independent mechanisms in intravascular and
interstitial spaces. J Clin Invest 100: 253–258, 1997.
72- Ergul A, Walker CA, Goldberg A et al. ET-1 in the myocardial interstitium: relation to
myocyte ECE activity and expression. Am J Physiol Heart Circ Physiol 278: H2050–H2056,
2000.
73- Cucoranu I, Clempus R, Dikalova A, et al. NAD(P)H oxidase 4 mediates transforming
growth factor-beta1-induced differentiation of cardiac fibroblasts into myofibroblasts. Circ
Res 97: 900–907, 2005.
74- Chen MM, Lam A, Abraham JA, et al. CTGF expression is induced by TGF-beta in
cardiac fibroblasts and cardiac myocytes: a potential role in heart fibrosis. J Mol Cell Cardiol
32: 1805–1819, 2000.
75- Lee AA, Delhaas T, McCulloch AD, et al. Differential responses of adult cardiac
fibroblasts to in vitro biaxial strain patterns. J Mol Cell Cardiol 31: 1833–1843, 1999
76- Ortega N, Behonick D, Stickens D, et al. How proteases regulate bone morphogenesis.
Ann NY Acad Sci 995: 109–116, 2003.
77- Parks WC. Matrix metalloproteinases in repair. Wound Repair Regen 7: 423–432, 1999
78- Nardo LG, Nikas G, Makrigiannakis A. Molecules in blastocyst implantation. Role of
matrix metalloproteinases, cytokines and growth factors. J Reprod Med 48: 137-147, 2003.
79- Visse R, Nagase H. Matrix metalloproteinases and tissue inhibitors of metalloproteinases:
structure, function, and biochemistry. Circ Res. 2003 2;92(8):827-39
80- Nagase H, Woessner J.F. Matrix metalloproteinases. J Biol Chem (1999) 274:21491–
21494
81- Nagase H, Visse R, Murphy G. Structure and function of matrix metalloproteinases and
TIMPs. Cardiovasc Res. 2006 15;69(3):562-73.
82- Spinale FG. Myocardial matrix remodeling and the matrix metalloproteinases: influence
on cardiac form and function.Physiol Rev. 2007 Oct;87(4):1285-342
83- Van Wart HE, Birkedal-Hansen H. The cysteine switch: a principle of regulation of
metalloproteinase activity with potential applicability to the entire matrix metalloproteinase
gene family. Proc Natl Acad Sci U S A. 1990;87(14):5578-82.
55 84- Sato H, Takino T, Okada Y, et al. A matrix metalloproteinase expressed on the surface of
invasive tumour cells. Nature 370: 61–65, 1994.
85- Strickland D.K., Ashcom J.D., Williams S., et al. Sequence identity between the alpha 2macroglobulin receptor and low density lipoprotein receptor-related protein suggests that this
molecule is a multifunctional receptor. J Biol Chem (1990) 265:17401–17404
86- Vanhoutte D, Schellings M, Pinto Y, et al. Relevance of matrix metalloproteinases and
their inhibitors after myocardial infarction: a temporal and spatial window. Cardiovasc Res.
2006 Feb 15;69(3):604-13.
87- Lambert E, Dassé E, Haye B, et al. TIMPs as multifacial proteins. Crit Rev Oncol
Hematol. 2004;49(3):187-98
88- Schellings MW, Pinto YM, Heymans S. Matricellular proteins in the heart: possible role
during stress and remodeling. Cardiovasc Res. 2004 1;64(1):24-31.
89- Xie Z, Singh M, Siwik DA, et al. Osteopontin inhibits interleukin-1beta-stimulated
increases in matrix metalloproteinase activity in adult rat cardiac fibroblasts: role of protein
kinase C-zeta.J Biol Chem. 2003 5;278(49):48546-52)
90- Philip S, Kundu GC. Osteopontin induces nuclear factor kappa B-mediated promatrix
metalloproteinase-2 activation through I kappa B alpha /IKK signaling pathways, and
curcumin (diferulolylmethane) down-regulates these pathways. J Biol Chem. 2003
18;278(16):14487-97.)
91- Yang Z, Strickland DK, Bornstein P. Extracellular matrix metalloproteinase 2 levels are
regulated by the low density lipoprotein-related scavenger receptor and thrombospondin 2. J
Biol Chem. 2001 16;276(11):8403-8.)
92- Yang Z, Kyriakides TR, Bornstein P. Matricellular proteins as modulators of cell-matrix
interactions: adhesive defect in thrombospondin 2-null fibroblasts is a consequence of
increased levels of matrix metalloproteinase-2. Mol Biol Cell. 2000;11(10):3353-64.
93- Deschamps AM, Spinale FG. Matrix modulation and heart failure: new concepts question
old beliefs. Curr Opin Cardiol. 2005;20(3):211-6
94- Suzuki K, Enghild JJ, Morodomi T, et al. Mechanisms of activation of tissue
procollagenase by matrix metalloproteinase 3 (stromelysin). Biochemistry 29: 10261–10270,
1990.
95- Knauper V, Murphy G. Membrane-type matrix metalloproteinases and cell surfaceassociated activation cascades for matrix metalloproteinases. Matrix Metalloproteinases 199–
218, 1998
96- Gearing AJ, Beckett P, Christodoulou M, et al. Matrix metalloproteinases and processing
of pro-TNFalpha. J Leukoc Biol 57: 774–777, 1995.),
56 97- Williams LM, Gibbons DL, Gearing A, et al. Paradoxical effects of a synthetic
metalloproteinase inhibitor that blocks both p55 and p75 TNF receptor shedding and TNF
alpha processing in RA synovial membrane cell cultures. J Clin Invest 97: 2833–2841, 1996.)
98- Deschamps AM, Spinale FG. Pathways of matrix metalloproteinase induction in heart
failure: bioactive molecules and transcriptional regulation. Cardiovasc Res. 2006 Feb
15;69(3):666-76
99- Lu L, Quinn MT, Sun Y. Oxidative stress in the infarcted heart: role of de novo
angiotensin II production. Biochem Biophys Res Commun 2004;325:943–951).
100- Coker ML, Jolly JR, Joffs C, et al. Matrix metalloproteinase expression and activity in
isolated myocytes after neurohormonal stimulation. Am J Physiol Heart Circ Physiol 281:
H543–H551, 2001.
101- Rouet-Benzineb P, Gontero B, Dreyfus P, et al. Angiotensin II induces nuclear factorkappa B activation in cultured neonatal rat cardiomyocytes through protein kinase C signaling
pathway. J Mol Cell Cardiol 32: 1767–1778, 2000.
102- Cleutjens JPM, Kandala JC, Guarda E, et al. Regulation of collagen degradation in the
rat myocardium after infarction. J Mol Cell Cardiol 1995;27:1281–1292.
103- Suzuki G, Morita H, Mishima T, et al. Effects of long-term monotherapy with
eplerenone, a novel aldosterone blocker, on progression of left ventricular dysfunction and
remodeling in dogs with heart failure. Circulation 2002;106:2967–72.
104- Rude MK, Duhaney TA, Kuster GM, et al. Aldosterone stimulates matrix
metalloproteinases and reactive oxygen species in adult rat ventricular cardiomyocytes.
Hypertension 2005.
105- Schroen DJ, Chen JD, Vincenti MP. The nuclear receptor corepressor SMRT inhibits
interstitial collagenase (MMP-1) transcription through an HRE-independent mechanism.
Biochem Biophys Res Commun 237: 52–58, 1997
106- Naito S, Shimizu S, Matsuu M et al. Ets-1 upregulates matrix metalloproteinase- 1
expression through extracellular matrix adhesion in vascular endothelial cells. Biochem
Biophys Res Commun 291: 130–138, 2002.
107- Senzaki H, Paolocci N, Gluzband YA, et al. Beta-blockade prevents sustained
metalloproteinase activation and diastolic stiffening induced by angiotensin II combined with
evolving cardiac dysfunction. Circ Res 86: 807–815, 2000.
108- Siwik DA, Chang DL, Colucci WS. Interleukin-1beta and tumor necrosis factor-alpha
decrease collagen synthesis and increase matrix metalloproteinase activity in cardiac
fibroblasts in vitro. Circ Res 86: 1259–1265, 2000.
109- Xie Z, Singh M, Singh K. Differential regulation of matrix metalloproteinase- 2 and -9
expression and activity in adult rat cardiac fibroblasts in response to interleukin-1beta. J Biol
Chem 279: 39513–39519, 2004.
57 110- Kida Y, Kobayashi M, Suzuki T, et al. Interleukin-1 stimulates cytokines, prostaglandin
E2 and matrix metalloproteinase-1 production via activation of MAPK/AP-1 and NF-kappaB
in human gingival fibroblasts. Cytokine 29: 159–168, 2005
111- Hall MC, Young DA, Waters JG, et al. The comparative role of activator protein 1 and
Smad factors in the regulation of Timp-1 and MMP-1 gene expression by transforming
growth factor-beta 1. J Biol Chem 278: 10304–10313, 2003.
112- Uria JA, Jimenez MG, Balbin M, et al. Differential effects of transforming growth
factor-beta on the expression of collagenase-1 and collagenase-3 in human fibroblasts. J Biol
Chem 273: 9769–9777, 1998.
113- Spinale FG, Coker ML, Heung LJ, et al. A matrix metalloproteinase induction/activation
system exists in the human left ventricular myocardium and is upregulated in heart failure.
Circulation 102: 1944–1949, 2000.
114- Schmidt R, Bultmann A, Ungerer M, et al. Extracellular matrix metalloproteinase
inducer regulates matrix metalloproteinase activity in cardiovascular cells: implications in
acute myocardial infarction. Circulation 113: 834–841, 2006.
115- Kabe Y, Ando K, Hirao S, et al. Redox regulation of NF-kappaB activation: distinct
redox regulation between the cytoplasm and the nucleus. Antioxid Redox Signal 2005;7:395–
403)
116- Schoonbroodt S, Piette J. Oxidative stress interference with the nuclear factor-kappa B
activation pathways. Biochem Pharmacol 2000;15:1075–1083
117- Siwik DA, Colucci WS. Regulation of matrix metalloproteinases by cytokines and
reactive oxygen/nitrogen species in the myocardium. Heart Failure Rev 9: 43–51, 2004.
118- Joffs C, Gunasinghe HR, Multani MM, et al. Cardiopulmonary bypass induces the
synthesis and release of matrix metalloproteinases. Ann Thorac Surg 71: 1518–1523, 2001.
119- Siwik DA, Pagano PJ, Colucci WS. Oxidative stress regulates collagen synthesis and
matrix metalloproteinase activity in cardiac fibroblasts. Am J Physiol Cell Physiol 280: C53–
C60, 2001.
120- Belkhiri A, Richards C, Whaley M, et al. Increased expression of activated matrix
metalloproteinase-2 by human endothelial cells after sublethal H2O2 exposure. Lab Invest 77:
533–539, 1997
121- Zaragoza C, Soria E, Lopez E, et al. Activation of the mitogen activated protein kinase
extracellular signal-regulated kinase 1 and 2 by the nitric oxide-cGMP-cGMP-dependent
protein kinase axis regulates the expression of matrix metalloproteinase 13 in vascular
endothelial cells. Mol Pharmacol 62: 927–935, 2002.
122- Deschner J, Rath-Deschner B, Agarwal S. Regulation of matrix metalloproteinase
expression by dynamic tensile strain in rat fibrochondrocytes. Osteoarthritis Cartilage 14:
264–272, 2006.
58 123- O’Callaghan CJ, Williams B. Mechanical strain-induced extracellularmatrix production
by human vascular smooth muscle cells: role of TGF-beta(1). Hypertension 36: 319–324,
2000.
124- Von Offenberg Sweeney N, Cummins PM, Birney YA et al. Cyclic strain-mediated
regulation of endothelial matrix metalloproteinase-2 expression and activity. Cardiovasc Res
63: 625–634, 2004.
125- Fu X, Kassim SY, Parks WC, et al. Hypochlorous acid oxygenates the cysteine switch
domain of pro-matrilysin (MMP-7). A mechanism for matrix metalloproteinase activation and
atherosclerotic plaque rupture by myeloperoxidase. J Biol Chem 276: 41279–41287, 2001.
126- Deschamps AM, Yarbrough WM, Squires CE, et al. Trafficking of the membrane type-1
matrix metalloproteinase in ischemia and reperfusion: relation to interstitial membrane type-1
matrix metalloproteinase activity. Circulation 111: 1166–1174, 2005.)
127- Remacle AG, Chekanov AV, Golubkov VS, et al. O-glycosylation regulates autolysis of
cellular membrane type-1 matrix metalloproteinase (MT1-MMP). J Biol Chem 281: 16897–
16905, 2006.
128- Frangogiannis N.G, Smith C.W, Entman M.L. The inflammatory response in myocardial
infarction. Cardiovasc Res (2002) 53(1):31–47
129- Lindsey M., Wedin K., Brown M.D., et al. Matrix-dependent mechanism of neutrophilmediated release and activation of matrix metalloproteinase 9 in myocardial
ischemia/reperfusion. Circulation (2001) 103(17):2181–2187
130- Kawakami R., Saito Y., Kishimoto I., et al. Overexpression of brain natriuretic peptide
facilitates neutrophil infiltration and cardiac matrix metalloproteinase-9 expression after acute
myocardial infarction. Circulation (2004) 110(21):3306–3312
131- Sun M., Dawood F., Wen W.H., et al. Excessive tumor necrosis factor activation after
infarction contributes to susceptibility of myocardial rupture and left ventricular dysfunction.
Circulation (2004) 110(20):3221–3228
132- Romanic A.M., Burns-Kurtis C.L., Gout B., et al. Matrix metalloproteinase expression
in cardiac myocytes following myocardial infarction in the rabbit. Life Sci (2001) 68(7):799–
814.
133- Tao Z.Y., Cavasin M.A., Yang F., et al. Temporal changes in matrix metalloproteinase
expression and inflammatory response associated with cardiac rupture after myocardial
infarction in mice. Life Sci (2004) 74(12):1561–1572.
134- Lu L., Zhang J.Q., Ramires F.J., et al. Molecular and cellular events at the site of
myocardial infarction: from the perspective of rebuilding myocardial tissue. Biochem Biophys
Res Commun (2004) 320(3):907–913
135- Peterson J.T., Li H., Dillon L., et al. Evolution of matrix metalloprotease and tissue
inhibitor expression during heart failure progression in the infarcted rat. Cardiovasc Res
(2000) 46(2):307–315
59 136- Camp T.M., Tyagi S.C., Aru G.M., et al. Doxycycline ameliorates ischemic and borderzone remodeling and endothelial dysfunction after myocardial infarction in rats. J Heart Lung
Transplant (2004) 23(6):729–736
137- Desmouliere A., Redard M., Darby I., et al. Apoptosis mediates the decrease in
cellularity during the transition between granulation tissue and scar. Am J Pathol (1995)
146(1):56–66
138- Takemura G., Ohno M., Hayakawa Y., et al. Role of apoptosis in the disappearance of
infiltrated and proliferated interstitial cells after myocardial infarction. Circ Res (1998)
82(11):1130–1138
139- Wilson E.M., Moainie S.L., Baskin J.M., et al. Region- and type-specific induction of
matrix metalloproteinases in post-myocardial infarction remodeling. Circulation (2003)
107(22):2857–2863
140- Rohde LE, Ducharme A, Arroyo LH, et al. Matrix metalloproteinase inhibition
attenuates early left ventricular enlargement after experimental myocardial infarction in mice.
Circulation 1999;99(23):3063 –70.
141- Mukherjee R, Brinsa TA, Dowdy KB, et al. Myocardial infarct expansion and matrix
metalloproteinase inhibition. Circulation 2003;107(4):618–25.
142- Lindsey ML, Gannon J, Aikawa M, et al. Selective matrix metalloproteinase inhibition
reduces left ventricular remodeling but does not inhibit angiogenesis after myocardial
infarction. Circulation 2002;105(6): 753–8.
143- Yarbrough WM, Mukherjee R, Escobar GP, et al. Selective targeting and timing of
matrix metalloproteinase inhibition in post-myocardial infarction remodeling. Circulation
2003;108(14):1753 –9.
144- Cohn JN, Ferrari R, Sharpe N. Cardiac remodeling--concepts and clinical implications: a
consensus paper from an international forum on cardiac remodeling. Behalf of an
International Forum on Cardiac Remodeling. J Am Coll Cardiol. 2000 1;35(3):569-82.
145- Wilson EM, Gunasinghe HR, Coker ML, et al. Plasma matrix metalloproteinase and
inhibitor profiles in patients with heart failure. J Card Fail. 2002;8(6):390-8.
146- Chapman RE, Spinale FG. Extracellular protease activation and unraveling of the
myocardial interstitium: critical steps toward clinical applications. Am J Physiol Heart Circ
Physiol 2004;286:H1-H10.
147- Spinale FG. Matrix metalloproteinases: regulation and dysregulation in the failing heart.
Circ Res 2002;90:520-30.
148- Peterson JT, Hallak H, Johnson L, et al. Matrix metalloproteinase inhibition attenuates
left ventricular remodeling and dysfunction in a rat model of progressive heart failure.
Circulation. 2001;103:2303–2309.
60 149- Creemers EE, Davis JN, Parkhurst AM, et al. Deficiency of TIMP-1 exacerbates LV
remodeling after myocardial infarction in mice. Am J Physiol. 2002;284:H364–H371.
150- Ducharme A, Frantz S, Aikawa M, et al. Targeted deletion of matrix metalloproteinase-9
attenuates left ventricular enlargement and collagen accumulation after experimental
myocardial infarction. J Clin Invest. 2000;106:55– 62.
151- Mukherjee R, Widener CE, Brinsa TA, et al. Myocardial infarct expansion and matrix
metalloproteinase inhibition. Circulation. 2003;107:618–625.
152- Yarbrough WM, Mukherjee R, Escobar GP, et al. Selective targeting and timing of
matrix metalloproteinase inhibition in post-myocardial infarction remodeling. Circulation.
2003;108:1753–1759.
153- Ohtsuka T, Hamada M, Saeki H, et al. Serum levels of matrix metalloproteinases and
tumor necrosis factor-alpha in patients with idiopathic dilated cardiomyopathy and effect of
carvedilol on these levels. Am J Cardiol 2003;91:1024-7.
154- Altieri P, Brunelli C, Garibaldi S, et al. Metalloproteinases 2 and 9 are increased in
plasma of patients with heart failure. Eur J Clin Invest 2003;33:648-56.
155- Sundstro¨m J, Evans JC, Benjamin EJ, et al. Relations of plasma matrix
metalloproteinase-9 to clinical cardiovascular risk factors and echocardiographic left
ventricular measures: the Framingham Heart Study. Circulation. 2004;109:2850 –2856.
156- Webb CS, Bonnema DD, Ahmed SH, et al. Specific temporal profile of matrix
metalloproteinase release occurs in patients after myocardial infarction: relation to left
ventricular remodeling. Circulation. 2006;114:1020 –1027.
157- Ries C, Petrides PE: Cytokine regulation of matrix metalloproteinase activity and
regulatory dysfunction in disease. Biol Chem 1995;376:345–355
158- Herman MP, Sukhova GK, Libby P, et al. Expression of neutrophil collagenase (matrix
metalloproteinase-8) in human atheroma: a novel collagenolytic pathway suggested by
transcriptional profiling. Circulation 2001;104:1899–904.
159- Galis ZS, Sukhova GK, LarkMW, et al. Increased expression of matrix
metalloproteinases and matrix degrading activity in vulnerable regions of human
atherosclerotic plaques. J Clin Invest 1994;94:2493–503
160- Gottdiener JS, Bednarz J, Devereux R, et al. American Society of Echocardiography
Recommendations for Use of Echocardiography in Clinical Trials. J Am Soc Echocardiogr
2004;17:1086-1119
161- Gunja-Smith Z, Morales AR, Romanelli R, et al. Remodeling of human myocardial
collagen in idiopathic dilated cardiomyopathy. Role of metalloproteinases and pyridinoline
cross-links. Am J Pathol 1996;148: 1639–1648
61 162- Woodiwiss AJ, Tsotetsi OJ, Sprott S, et al. Reduction in myocardial collagen crosslinking parallels left ventricular dilatation in rat models of systolic chamber dysfunction.
Circulation 2001;103:155–160.
163- Parsons SL, Watson SA, Brown PD, et al. Matrix metalloproteinases. Br J Surg
1997;84:160– 166
164- Coker ML, Thomas CV, Clair MJ, et al. Myocardial matrix metalloproteinase activity
and abundance with congestive heart failure. Am J Physiol 1998;274:H1516-23.
165- Spinale FG, Coker ML, Thomas CV, et al. Time-dependent changes in matrix
metalloproteinase activity and expression during the progression of congestive heart failure:
relation to ventricular and myocyte function. Circ Res 1998;82:482-95.)
166- Thomas CV, Coker ML, Zellner JL, et al. Increased matrix metalloproteinase activity
and selective upregulation in LV myocardium from patients with end-stage dilated
cardiomyopathy. Circulation 1998;97(17):1708–1715
167- Li YY, Feldman AM, Sun Y, et al. Differential expression of tissue inhibitors of
metalloproteinases in failing human heart. Circulation 1998;98:1728–1734
168- Bradham WS, Gunasinghe H, Holder JR, et al. Release of matrix metalloproteinases
following alcohol septal ablation in hypertrophic obstructive cardiomyopathy. J Am Coll
Cardiol 2002;40:2165-73.
169- Ohtsuka T, Hamada M, Saeki H, et al. Serum levels of matrix metalloproteinases and
tumor necrosis factor-alpha in patients with idiopathic dilated cardiomyopathy and effect of
carvedilol on these levels. Am J Cardiol 2003;91:1024-7.
170- Altieri P, Brunelli C, Garibaldi S, et al. Metalloproteinases 2 and 9 are increased in
plasma of patients with heart failure. Eur J Clin Invest 2003;33:648-56
171- Kelly D, Cockerill G, Ng LL, et al. Plasma matrix metalloproteinase-9 and left
ventricular remodelling after acute myocardial infarction in man: a prospective cohort study.
Eur Heart J. 2007;28(6):711-8).
172- Lalu MM, Pasini E, Schulze CJ, et al. Ischaemia-reperfusion injury activates matrix
metalloproteinases in the human heart. Eur Heart J. 2005;26:27–35.
173- Lin TC, Li CY, Tsai CS, et al. Neutrophilmediated secretion and activation of matrix
metalloproteinase-9 during cardiac surgery with cardiopulmonary bypass. Anesth Analg.
2005;100: 1554–1560.
174- Mayers I, Hurst T, Puttagunta L, et al. Cardiac surgery increases the activity of matrix
metalloproteinases and nitric oxide synthase in human hearts. J Thorac Cardiovasc Surg.
2001;122:746 –752.
175- Cheung PY, Sawicki G, Wozniak M, et al. Matrix metalloproteinase-2 contributes to
ischemia-reperfusion injury in the heart. Circulation. 2000;101:1833–1839.
62 177- Yan AT, Yan RT, Spinale FG, et al. Plasma matrix metalloproteinase-9 level is
correlated with left ventricular volumes and ejection fraction in patients with heart failure. J
Card Fail. 2006;12(7):514-9).
178- Reinhardt D, Sigusch HH, Hensse J, et al. Cardiac remodelling in end stage heart failure:
upregulation of matrix metalloproteinase (MMP) irrespective of the underlying disease, and
evidence for a direct inhibitory effect of ACE inhibitors on MMP. Heart 2002;88:525-30.
179- Sakata Y, Yamamoto K, Mano T, et al. Activation of matrix metalloproteinases precedes
left ventricular remodeling in hypertensive heart failure rats: its inhibition as a primary effect
of angiotensin-converting enzyme inhibitor. Circulation 2004; 109:2143-9.