Исследование биохимических факторов кальцификации стабильных и нестабильных бляшек в коронарных артериях человека

Цель исследования. Изучение биохимических факторов кальцификации в стабильных и нестабильных бляшках коронарных артерий (КА) и крови у пациентов с выраженным коронарным атеросклерозом, поиск ассоциаций биохимических факторов кальцификации с развитием нестабильной атеросклеротической бляшки (АСБ).

Материал и методы. В исследование были включены 25 мужчин (средний возраст 60,4±6,8 года), поступивших на операцию коронарного шунтирования. В ходе операции по интраоперационным показаниям у мужчин проведены эндартерэктомия из КА и гистологический и биохимический анализы образцов сосудистой стенки, содержащей как атеросклеротически пораженную интиму и часть среднего слоя коронарной артерии, так и участки без атеросклеротических повреждений. Из 85 образцов КА было определено 15 сегментов без атеросклеротического повреждения, 39 фрагментов стабильной атероматозной АСБ и 31 фрагмент нестабильной АСБ. В гомогенатах образцов (после измерения белка по методу Лоури) и в крови иммуноферментным методом определяли биохимические факторы кальцификации: остеопротегерин, остеокальцин, остеопонтин, остеонектин, а также факторы воспаления (цитокины, хемокины).

Результаты. Выявлена корреляция (rs=0,607; p<0,01) между стадиями развития атеросклеротического очага до нестабильной бляшки и степенью кальцификации. Содержание остеокальцина в атеросклеротических бляшках в 3,3 раза выше по сравнению с образцами сосудистой стенки без повреждений. В образцах с кальцификатами уровень остеокальцина более чем в 2 раза выше, в сравнении с образцами без кальцификатов. По данным многофакторного логистического регрессионного анализа, риск развития нестабильной АСБ в КА связан со сниженным содержанием в ней остеокальцина (отношение шансов— ОШ 0,99 при 95% доверительном интервале – ДИ от 0,978 до 0,999; p=0,028). Риск развития кальцификатов в АСБ в КА связан с повышенным содержанием в ней остеокальцина (ОШ 1,01 при 95% ДИ от 1,001 до 1,015; p=0,035). У мужчин с выраженным коронарным атеросклерозом обнаружена статистически значимая обратная корреляция (rs = –0,386; p=0,022) между содержанием остеопротегерина в сосудистой стенке и в крови.

Выводы. В атеросклеротических бляшках выше уровень остеокальцина по сравнению с образцами без атеросклеротического поражения. Риск развития нестабильной АСБ в КА связан со сниженным содержанием в ней остеокальцина. Риск развития кальцификатов в АСБ в КА связан с повышенным содержанием в ней остеокальцина.

1. Borissoff JI, Joosen IA, Versteylen MO, Spronk HM, ten Cate H, Hofstra L. Accelerated In Vivo Thrombin Formation Independently Predicts the Presence and Severity of CT Angiographic Coronary Atherosclerosis. JACC: Cardiovascular Imaging. 2012;5(12):1201–10. DOI: 10.1016/j.jcmg.2012.01.023

2. Alexopoulos N, Raggi P. Calcification in atherosclerosis. Nature Reviews Cardiology. 2009;6(11):681–8. DOI: 10.1038/nrcardio.2009.165

3. Shaw LJ, Giambrone AE, Blaha MJ, Knapper JT, Berman DS, Bellam N et al. Long-Term Prognosis After Coronary Artery Calcification Testing in Asymptomatic Patients: A Cohort Study. Annals of Internal Medicine. 2015;163(1):14–21. DOI: 10.7326/M14-0612

4. Stone GW, Maehara A, Lansky AJ, de Bruyne B, Cristea E, Mintz GS et al. A Prospective Natural-History Study of Coronary Atherosclerosis. New England Journal of Medicine. 2011;364(3):226–35. DOI: 10.1056/NEJMoa1002358

5. Hofmann Bowman MA, McNally EM. Genetic Pathways of Vascular Calcification. Trends in Cardiovascular Medicine. 2012;22(4):93–8. DOI: 10.1016/j.tcm.2012.07.002

6. O’Donnell CJ, Kavousi M, Smith AV, Kardia SLR, Feitosa MF, Hwang S-J et al. Genome-Wide Association Study for Coronary Artery Calcification With Follow-Up in Myocardial Infarction. Circulation. 2011;124(25):2855–64. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.110.974899

7. Zhan Y, Zhang Y, Hou J, Lin G, Yu B. Relation Between Superficial Calcifications and Plaque Rupture: An Optical Coherence Tomography Study. Canadian Journal of Cardiology. 2017;33(8):991–7. DOI: 10.1016/j.cjca.2017.05.003

8. Oliveira-Santos M de, Castelo-Branco M, Silva R, Gomes A, Chichorro N, Abrunhosa A et al. Atherosclerotic plaque metabolism in high cardiovascular risk subjects – A subclinical atherosclerosis imaging study with 18 F-NaF PET-CT. Atherosclerosis. 2017;260:41–6. DOI: 10.1016/j.atherosclerosis.2017.03.014

9. Кашталап В.В., Хрячкова О.Н., Барбараш О.Л. Клиническая значимость коронарной кальцификации для оценки сердечно-сосудистого риска. Атеросклероз и дислипидемии. 2016;1(22):5-14

10. Davaine J-M, Quillard T, Chatelais M, Guilbaud F, Brion R, Guyomarch B et al. Bone Like Arterial Calcification in Femoral Atherosclerotic Lesions: Prevalence and Role of Osteoprotegerin and Pericytes. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 2016;51(2):259–67. DOI: 10.1016/j.ejvs.2015.10.004

11. Inaba M, Ueda M. Vascular Calcification Pathological Mechanism and Clinical Application The significance of arterial calcification in unstable plaques. Clinical Calcium. 2015;25(5):679–86. DOI: CliCa1505679686

12. Zhang H, Wang L, Si D, Wang C, Yang J, Jiang P et al. Correlation between osteocalcin-positive endothelial progenitor cells and spotty calcification in patients with coronary artery disease. Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology. 2015;42(7):734–9. DOI: 10.1111/1440-1681.12366

13. Wookey PJ, Zulli A, Hare DL. The elevated expression of calcitonin receptor by cells recruited into the endothelial layer and neo-intima of atherosclerotic plaque. Histochemistry and Cell Biology. 2009;132(2):181–9. DOI: 10.1007/s00418-009-0600-6

14. Qiao J-H, Mishra V, Fishbein MC, Sinha SK, Rajavashisth TB. Multinucleated giant cells in atherosclerotic plaques of human carotid arteries: Identification of osteoclast-like cells and their specific proteins in artery wall. Experimental and Molecular Pathology. 2015;99(3):654– 62. DOI: 10.1016/j.yexmp.2015.11.010

15. Higgins CL, Isbilir S, Basto P, Chen IY, Vaduganathan M, Vaduganathan P et al. Distribution of Alkaline Phosphatase, Osteopontin, RANK Ligand and Osteoprotegerin in Calcified Human Carotid Atheroma. The Protein Journal. 2015;34(5):315–28. DOI: 10.1007/s10930-015-9620-3

16. Foresta C, Strapazzon G, De Toni L, Fabris F, Grego F, Gerosa G et al. Platelets express and release osteocalcin and co-localize in human calcified atherosclerotic plaques. Journal of Thrombosis and Haemostasis. 2013;11(2):357–65. DOI: 10.1111/jth.12088

17. Detrano R, Guerci AD, Carr JJ, Bild DE, Burke G, Folsom AR et al. Coronary Calcium as a Predictor of Coronary Events in Four Racial or Ethnic Groups. New England Journal of Medicine. 2008;358(13):1336–45. DOI: 10.1056/NEJMoa072100

18. Kiechl S, Schett G, Wenning G, Redlich K, Oberhollenzer M, Mayr A et al. Osteoprotegerin Is a Risk Factor for Progressive Atherosclerosis and Cardiovascular Disease. Circulation. 2004;109(18):2175–80. DOI: 10.1161/01.CIR.0000127957.43874.BB

19. Полонская Я.В., Каштанова Е.В., Мурашов И.С., Волков А.М., Кургузов А.В., Чернявский А.М. и др. Ассоциации остеокальцина, остеопротегерина и кальцитонина с воспалительными биомаркерами в атеросклеротических бляшках коронарных артерий. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2016;162(12):691-4

20. Chatrou MLL, Cleutjens JP, van der Vusse GJ, Roijers RB, Mutsaers PHA, Schurgers LJ. Intra-Section Analysis of Human Coronary Arteries Reveals a Potential Role for Micro-Calcifications in Macrophage Recruitment in the Early Stage of Atherosclerosis. PLOS ONE. 2015;10(11):e0142335. DOI: 10.1371/journal.pone.0142335

21. Krzanowski M, Krzanowska K, Dumnicka P, Gajda M, Woziwodzka K, Fedak D et al. Elevated Circulating Osteoprotegerin Levels in the Plasma of Hemodialyzed Patients With Severe Artery Calcification: Elevated OPG Levels in HD Patients With Artery Calcification. Therapeutic Apheresis and Dialysis. 2018;22(5):519–29. DOI: 10.1111/1744-9987.12681