Установлено, что при уменьшении содержания гепаран-сульфата в соединительной
ткани возникает опасная патология - врождённая грыжа диафрагмы.
Основную массу организма человека и животных составляет соединительная
ткань, выполняющая защитную, опорную и питательную (трофическую) функции.
К ней относятся: костная, жировая, хрящевая ткани, кровь, лимфа, а также
наружные покровы (дерма) и каркас органов (строма). Несмотря на свою
неоднородность, все виды соединительной ткани объединяет одно свойство - в её
составе содержатся 7 видов гликозаминогликанов. Это особые полимерные
органические вещества, молекулы которых состоят из многократно повторяющихся
звеньев углеводов (уроновая кислота + аминосахар). Гликозаминогликанами
являются гиалуровновые кислоты, хондроитин-сульфаты, дерматан-сульфаты,
кератан-сульфаты и др. Они прочно соединяются с белками, образуя протеогликаны;
последние содержатся в межклеточном веществе соединительной ткани, являясь её
основным компонентом. Гликозаминогликаны не только определяют свойства
соединительной ткани, но и влияют на содержание воды в клетках, ионный обмен,
эластичность и дифференцировку тканей, процессы регенерации, иммунные механизмы
и т.п.
Кроме указанных выше, к группе гликозаминогликанов относится
гепаран-сульфат. Это вещество содержится во всех органах, в первую очередь, в
составе так называемых базальных мембран - тонких бесклеточных слоёв,
находящихся на границе соединительной ткани и поверхностных клеток (эпителия
или эндотелия). Базальная мембрана выполняет ряд важных функций, необходимых
для сохранения жизнедеятельности тканей, их регенерации (восстановления),
нормального метаболизма и проницаемости. От состояния базальных мембран во
многом зависят структурно-функциональные характеристики всех органов и систем
организма. Изменение содержания гепаран-сульфата в базальных мембранах, в свою
очередь, непосредственно влияет на их параметры.
Примерно у одного из 3500 новорожденных наблюдается очень серьёзное
заболевание - врождённая грыжа диафрагмы. Диафрагма - уникальная широкая мышца,
разделяющая грудную и брюшную полости, основное предназначение которой -
обеспечивать расширение лёгких в процессе дыхания. Если возникает нарушение
внутриутробного формирования диафрагмы, то происходит её выпячивание в грудную
полость, результатом чего становятся: сдавливание лёгких, блокирование развития
их сосудистой сети, смещение сердца, серьёзное нарушение функции миокарда,
изменение биохимических и иных параметров крови. Кроме того, страдает
деятельность органов желудочно-кишечного тракта, создаются условия для
развития кишечной непроходимости с тяжёлыми осложнениями. Эта патология
считается крайне опасной, поскольку она существенно увеличивает показатели
смертности новорожденных [1]. Причины появления врождённой грыжи диафрагмы до
настоящего времени полностью не изучены, однако в научной литературе есть
сведения, что к её возникновению могут иметь отношение более 40 генных мутаций.
Группой учёных из США и Канады под руководством Bing Zhang [2] было
проведено сложное экспериментальное исследование, направленное на выявление
вероятности появления врождённой грыжи диафрагмы при ухудшении метаболизма
гепаран-сульфата. Для этого у лабораторных животных вызывали специфическую
мутацию, блокирующую ген Ndst1, отвечающий за синтез фермента
N-диацетилаза-N-сульфотрансфераза-1. Этот биокатализатор отвечает за
процесс синтеза гепаран-сульфата и специфическую модификацию его молекул.
В результате проведенного исследования было установлено, что блокирование
гена Ndst1 активно тормозит продукцию гепаран-сульфата и его накопление в
соединительной ткани. Следствием этого становится нарушение формирования
базальных мембран сосудов, приводящее к потере эластичности и прочности
мышечных элементов диафрагмы и её соединительнотканных компонентов. Все эти
изменения создают условия для опасного выпячивания - врождённой диафрагмальной
грыжи.
Таким образом, доказано, что нарушение деятельности гена Ndst1, отвечающего
за продукцию гепаран-сульфата, провоцирует появление врождённой грыжи
диафрагмы. Эти сведения, во-первых, расширяют понимание механизмов
возникновения данной серьёзной патологии, во-вторых, являются основой для
разработки новых методов её своевременной диагностики и предупреждения.
[1] BMC Pregnancy and Childbirth. 9:22 (2009)
