The importance of matrix metalloproteinases in the development of atrial fibrillation in obesity

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. One of the trends in modern cardiology is the study of the matrix metalloproteinase (MMP) system. Currently, an increase in plasma concentrations of some MMPs and their tissue inhibitors is considered as one of the earliest biochemical markers of myocardial fibrosis in various diseases of the cardiovascular system. Discusses the importance of MMP in the development of atrial fibrillation (AF).

Aim. To study the effect of the MMP system on the development of AF in obese patients.

Materials and methods. The study included 105 patients with a body mass index of more than 30 kg/m2. Depending on the presence of AF, the patients were divided into 2 groups. The criterion for inclusion of patients in group 1 was the presence of documented AF paroxysm in 55 obese patients. The comparison group (group 2) consisted of 50 obese patients without heart rhythm disorders. When patients were included in the study, in order to assess the severity of visceral obesity, all patients underwent a general clinical examination, echocardiography. To determine the activity of the MMP system, venous blood was taken from patients.

Results. Significantly higher values of MMP-9 were detected in patients with obesity and paroxysmal AF – 315.7±53.4 ng/ml than in patients with obesity without heart rhythm disorders – 220.9±54.7 ng/ml (p=0.002); the values of tissue inhibitor of metalloproteinase 1 were 185.3±42.2 and 119.2±42.6 ng/ml, respectively (p=0.007). In patients with obesity and paroxysmal AF, a correlation of moderate strength between the level of MMP-9 and the volume of left atrium and a direct dependence of moderate strength between the ratio of waist volume to height and the plasma values of MMP-9 was revealed. The MMP-9 index (AUC 0.92) had a high diagnostic value for determining the probability of having a paroxysmal form of AF in obese patients. With an increase in the level of MMP-9 more than 295 ng/ml, it is possible to predict the presence of paroxysmal AF in obese patients with a sensitivity of 74.5% and a specificity of 94%.

Conclusion. In patients with obesity and paroxysmal AF, a significant increase in the parameters of the MMP system (MMP-9 and tissue inhibitor of metalloproteinase 1) was revealed when compared with obese patients without heart rhythm disorders (p<0.05). With an increase in MMP-9 of more than 285 ng/ml in obese patients, the appearance of AF with a sensitivity of 74.5% and a specificity of 94% can be predicted.

About the authors

Valerii I. Podzolkov

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: podzolkov@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-0758-5609

д-р мед. наук, проф., зав. каф. факультетской терапии №2, дир. клиники факультетской терапии №2

Russian Federation, Moscow

Aida I. Tarzimanova

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Author for correspondence.
Email: tarzimanova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9536-8307

д-р мед. наук, проф. каф. факультетской терапии №2

Russian Federation, Moscow

Anna E. Bragina

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: anna.bragina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2699-1610

д-р мед. наук, проф. каф. факультетской терапии №2

Russian Federation, Moscow

Radik G. Gataulin

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: placespecial@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8782-0380

аспирант каф. факультетской терапии №2

Russian Federation, Moscow

Karine A. Oganesyan

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: tarzimanova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3580-7229

зав. терапевтическим отд-нием университетской клинической больницы №4

Russian Federation, Moscow

Anna E. Pokrovskaya

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: a.e.pokrovskaya@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8875-9032

канд. мед. наук, доц. каф. факультетской терапии №2

Russian Federation, Moscow

Konstantin K. Osadchy

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: anna.bragina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8202-4492

канд. мед. наук, доц. каф. факультетской терапии №2

Russian Federation, Moscow

References

  1. ESC Guidelines for the diagnosis and management of atrial fibrillation developed in collaboration with the European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS): The Task Force for the diagnosis and management of atrial fibrillation of the European Society of Cardiology (ESC) Developed with the special contribution of the European Heart Rhythm Association (EHRA) of the ESC. Eur Heart J. 2021;42(5):373-498. doi: 10.1093/eurheartj/ehaa612
  2. Abed HS, Samuel CS, Lau DH, et al. Obesity results in progressive atrial structural and electrical remodeling: implications for atrial fibrillation. Heart Rhythm. 2013;10(1):90e100. doi: 10.1016/j.hrthm.2012.08.043
  3. Goudis CA, Korantzopoulos P, Ntalas IV, et al. Obesity and atrial fibrillation: A comprehensive review of the pathophysiological mechanisms and links. J Cardiol. 2015;66(5):361-9. doi: 10.1016/j.jjcc.2015.04.002
  4. Murphy G, Nagase H. Localizing matrix metalloproteinase activities in the pericellular environment. FEBS J. 2011;278(1):2-15. doi: 10.1111/j.1742-4658.2010.07918.x
  5. Thorp EB. Contrasting inflammation resolution during atherosclerosis and post myocardial infarction at the level of monocyte/macrophage phagocytic clearance. Front Immunol. 2012;3:39. doi: 10.3389/fimmu.2012.00039
  6. Hsu TW, Kuo KL, Hung SC, et al. Progression of kidney disease in non-diabetic patients with coronary artery disease: predictive role of circulating matrix metalloproteinase-2, -3, and -9. PLoS One. 2013;8(7):e70132. doi: 10.1371/journal.pone.0070132
  7. Nascimento Dda C, Durigan Rde C, Tibana RA, et al. The response of matrix metalloproteinase-9 and -2 to exercise. Sports Med. 2015;45(2):269-78. doi: 10.1007/s40279-014-0265-8
  8. Heo SH, Cho CH, Kim HO, et al. Plaque rupture is a determinant of vascular events in carotid artery atherosclerotic disease: involvement of matrix metalloproteinases 2 and 9. J Clin Neurol. 2011;7(2):69-76. doi: 10.3988/jcn.2011.7.2.69
  9. Lewkowicz J, Knapp M, Tankiewicz-Kwedlo A. MMP-9 in atrial remodeling in patients with atrial fibrillation. Ann Cardiol Angeiol (Paris). 2015;64(4):285-91. doi: 10.1016/j.ancard.2014.12.004
  10. Abe I, Teshima Y, Kondo H. Association of fibrotic remodeling and cytokines/chemokines content in epicardial adipose tissue with atrial myocardial fibrosis in patients with atrial fibrillation. Heart Rhythm. 2018;15(11):1717-27. doi: 10.1016/j.hrthm.2018.06.025
  11. Wu G, Wang S, Cheng M, et al. The serum matrix metalloproteinase-9 level is an independent predictor of recurrence after ablation of persistent atrial fibrillation. Clinics (Sao Paulo). 2016;71(5):251-6. doi: 10.6061/clinics/2016(05)02
  12. Hopps E, Caimi G. Matrix metalloproteases as a pharmacological target in cardiovascular diseases. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2015;19(14):2583-9.
  13. Fox CS, Gona P, Hoffmann U, et al. Pericardial fat, intrathoracic fat, and measures of left ventricular structure and function: the Framingham Heart Study. Circulation. 2009;119(12):1586-91. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.108.828970
  14. Gaborit B, Venteclef N, Ancel P, et al. Human epicardial adipose tissue has a specific transcriptomic signature depending on its anatomical periatrial, periventricular, or pericoronary location. Cardiovas Res. 2015;108:62-73. doi: 10.1093/cvr/cvv208
  15. Venteclef N, Guglielmi V, Balse E, et al. Human epicardial adipose tissue induces fibrosis of the atrial myocardium through the secretion of adipofibrokines. Eur Heart J. 2015;36(13):795-805a. doi: 10.1093/eurheartj/eht099

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Values of matrix metalloproteinase type 9 with different degrees of obesity in patients of groups 1 and 2.

Download (81KB)
3. Fig. 2. Values of tissue inhibitor of type 1 metalloproteinase at different degrees of obesity in patients of groups 1 and 2.

Download (80KB)
4. Fig. 3. The correlation between the plasma concentration of matrix metalloproteinase type 9 and volume of the left of the atrium I in patients with obesity and paroxysmal atrial fibrillation.

Download (136KB)
5. Fig. 4. Correlation between the waist-to-height ratio and the level of matrix metalloproteinase type 9 in group 1 patients.

Download (129KB)
6. Fig. 5. ROC-curve of the level of matrix metalloproteinase type 9 in blood plasma for predicting paroxysmal atrial fibrillation in obese patients.

Download (76KB)

Copyright (c) 2021 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
 
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».