2226-5988 2686-6749 Клиническая и экспериментальная морфология Clinical and Experimental Morphology ООО "Группа МДВ" 10.31088/CEM2024.13.4.18-28 Сравнительный анализ изменений морфологии стенки восходящей аорты у пациентов с двустворчатым и трехстворчатым аортальным клапаном при ее аневризме Comparative analysis of morphological changes in the wall of the ascending aorta in patients with bicuspid and tricuspid aortic valves in aortic aneurysm Сухачева Татьяна Владимировна Сухачева Татьяна Владимировна Sukhacheva Tatiana V. sukhachevat@gmail.com 0000-0001-6127-8688 Пеняева Елена Владимировна Пеняева Елена Владимировна Penyaeva Elena V. cem.journal@mail.ru 0000-0001-9692-2322 Соборов Марк Алексеевич Соборов Марк Алексеевич Soborov Mark A. cem.journal@mail.ru 0000-0002-8387-0524 Гарманов Сергей Владимирович Гарманов Сергей Владимирович Garmanov Sergey V. cem.journal@mail.ru 0000-0001-8568-9043 Кокоев Мурат Бексултанович Кокоев Мурат Бексултанович Kokoev Murat B. cem.journal@mail.ru 0000-0001-9765-4980 Мироненко Владимир Александрович Мироненко Владимир Александрович Mironenko Vladimir A. cem.journal@mail.ru 0000-0003-1533-6212 Серов Роман Андреевич Серов Роман Андреевич Serov Roman A. cem.journal@mail.ru 0000-0002-7962-7273 ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр сердечно-сосудистой хирургии имени А.Н. Бакулева Минздрава России, Москва, Россия; Научно-исследовательский институт морфологии человека имени академика А.П. Авцына ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского», Москва, Россия A.N. Bakulev National Medical Research Center of Cardiovascular Surgery, Moscow, Russia; Avtsyn Research Institute of Human Morphology of FSBSI “Petrovsky National Research Centre of Surgery”, Moscow, Russia ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр сердечно-сосудистой хирургии имени А.Н. Бакулева Минздрава России, Москва, Россия A.N. Bakulev National Medical Research Center of Cardiovascular Surgery, Moscow, Russia ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр сердечно-сосудистой хирургии имени А.Н. Бакулева Минздрава России, Москва, Россия; ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский университет), Москва, Россия A.N. Bakulev National Medical Research Center of Cardiovascular Surgery, Moscow, Russia; I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University), Moscow, Russia 31 10 2024 13 4 18 28 30 07 2024 26 09 2024 16 08 2024

Введение. Аневризма аорты характеризуется расширением диаметра аорты в 1,5 раза и более и может приводить к расслоению и разрыву стенки аорты с фатальными последствиями. Цель исследования – сравнительный анализ изменений морфологии стенки восходящей аорты у пациентов с двустворчатым и трехстворчатым аортальным клапаном при ее аневризме. Материалы и методы. В работе проведено исследование биоптатов восходящего отдела аорты с аневризмой у 49 пациентов с двустворчатым и 99 пациентов с трехстворчатым аортальным клапаном. Результаты. У пациентов с двустворчатым и трехстворчатым аортальным клапаном диаметр восходящей аорты составил, соответственно, 51,0±9,1 мм и 54,6±11,5 мм. Морфометрическое исследование толщины слоев стенки аорты продемонстрировало у пациентов с трехстворчатым аортальным клапаном по сравнению с пациентами с двустворчатым аортальным клапаном достоверное утолщение интимы (71,7±52,3 и 143,5±148,1 мкм) и адвентиции аорты (595,9±253,9 и 801,3±388,6 мкм) (p<0,05), в то время как толщина медии (1127,0±246,9 и 1177,9±268,32 мкм) у этих пациентов практически не отличалась. Изменения в медии аорты (фрагментация эластических мембран, нарушение параллельного расположения гладкомышечных клеток, плотность распределения vasa vasorum) наблюдались достоверно реже у пациентов с двустворчатым аортальным клапаном по сравнению с пациентами, имеющими трехстворчатый аортальный клапан. У пациентов с двустворчатым аортальным клапаном необходимость в оперативном вмешательстве возникала в более молодом возрасте, чем у пациентов с трехстворчатым аортальным клапаном, в то время как признаки ремоделирования интимы и медии аорты были выражены в меньшей степени, чем у пациентов с трехстворчатым аортальным клапаном. Заключение. У пациентов с двустворчатым аортальным клапаном показания к оперативному вмешательству возникают при менее выраженных изменениях морфологии стенки восходящей аорты. Построение стереометрической модели гистологических изменений стенки аорты при ее аневризме позволит количественно представить роль ключевых морфологических характеристик, упростить патологоанатомическую диагностику и оптимизировать хирургическую тактику лечения пациентов с этой патологией.

Introduction. Aortic aneurysm is characterized by aortic diameter expansion by 1.5 or more times and can lead to dissection and rupture of the aortic wall with fatal consequences. The aim of the study was to compare changes in the morphology of the ascending aorta wall in patients with bicuspid and tricuspid aortic valves (BAV and TAV, respectively) having an aortic aneurysm. Materials and methods. We examined biopsies of the ascending aorta with an aneurysm in 49 patients with BAV and 99 patients with TAV. Results. The diameter of the ascending aorta was 51.0±9.1 mm in patients with BAV and that in individuals with TAV was 54.6±11.5 mm. Morphometric study of aortic wall layers demonstrated a significant thickening of the intima (71.7±52.3 and 143.5±148.1 μm, respectively) and adventitia of the aorta (595.9±253.9 and 801.3±388.6 μm, respectively) [p<0.05], while the thickness of the media was almost the same (1127.0±246.9 and 1177.9±268.32 μm, respectively). Changes in the aortic media (fragmentation of elastic membranes, disruption of the parallel arrangement of smooth muscle cells, and density of vasa vasorum) were significantly less frequent in patients with BAV. Patients with BAV required surgery at a younger age than those with TAV, although they showed less pronounced signs of remodeling of aortic intima and media. Conclusion. Patients with BAV necessitate surgery when having less pronounced changes in the morphology of the ascending aortic wall. Construction of a stereometric model of histological changes in the aortic wall in an aortic aneurysm will allow us to quantitatively represent the role of key morphological characteristics, simplify pathological diagnosis, and optimize surgical management for patients with BAV.

 Ключевые слова двустворчатый аортальный клапан трехстворчатый аортальный клапан аневризма аорты интима аорты медия аорты Keywords bicuspid aortic valve tricuspid aortic valve aortic aneurysm aortic intima aortic media Исследование выполнено в рамках государственного задания Национального медицинского исследовательского центра сердечно-сосудистой хирургии имени А.Н. Бакулева (№ DVHB-2023-0011). The study was carried out within the framework of the State Assignment to A.N. Bakulev National Medical Research Center of Cardiovascular Surgery (No. DVHB-2023-0011). Erbel R, Aboyans V, Boileau C, Bossone E, Bartolomeo RD, Eggebrecht H et al. 2014 ESC Guidelines on the diagnosis and treatment of aortic diseases: Document covering acute and chronic aortic diseases of the thoracic and abdominal aorta of the adult. The Task Force for the Diagnosis and Treatment of Aortic Diseases of the European Society of Cardiology (ESC). Eur Heart J. 2014;35(41):2873–926. DOI: 10.1093/eurheartj/ehu281. Титов ДА, Муратов РМ. «Пограничное» расширение восходящей аорты: хирургическая тактика. Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН. Сердечно‑сосудистые заболевания. 2018;19(6):780–786. DOI: 10.24022/1810-0694-2018-19-6-780-786. Titov DA, Muratov RM. “Borderline” expansion of the ascending aorta: surgical tactics. The Bulletin of Bakoulev Center. Cardiovascular Diseases. 2018;19(6):780–786 (In Russ.). DOI: 10.24022/1810-0694-2018-19-6-780-786. Мироненко ВА, Соборов МА, Городков АЮ, Бокерия ЛА. Особенности кровотока в аорте как критерий эффективности реконструктивных вмешательств. Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН. Сердечно‑сосудистые заболевания. 2021;22(5):508–514. DOI: 10.24022/1810-0694-2021-22-5-508-514. Mironenko VA, Soborov MA, Gorodkov AYu, Bockeria LA. Features of blood flow in the aorta as a criterion for the effectiveness of reconstructive interventions. The Bulletin of Bakoulev Center. Cardiovascular Diseases. 2021;22(5):508–514 (In Russ.). DOI: 10.24022/1810-0694-2021-22-5-508-514. Verma S, Siu SC. Aortic dilatation in patients with bicuspid aortic valve. New Engl J Med. 2014;370(20):1920–9. DOI: 10.1056/NEJMra1207059. Костина ДА, Успенский ВЕ, Семенова ДС, Костина АС, Боярская НВ, Иртюга ОБ и др. Молекулярные механизмы сосудистой кальцификации. Трансляционная медицина. 2020;7(1):6–21. DOI: 10.18705/2311-4495-2020-7-1-6-21. Kostina DA, Uspensky VE, Semenova DS, Kostina AS, Boyarskaya NV, Irtyuga OB et al. Role of calcification in aortic degeneration. Translational Medicine. 2020;7(1):6–21 (In Russ.). DOI: 10.18705/2311-4495-2020-7-1-6-21. Phillippi JA, Green BR, Eskay MA, Kotlarczyk MP, Hill MR, Robertson AM et al. Mechanism of aortic medial matrix remodeling is distinct in patients with bicuspid aortic valve. J Thorac Cardiovasc Surg. 2014;147(3):1056–64. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2013.04.028. Matthias Bechtel JF, Noack F, Sayk F, Erasmi AW, Bartels C, Sievers HH. Histopathological grading of ascending aortic aneurysm: comparison of patients with bicuspid versus tricuspid aortic valve. J Heart Valve Dis. 2003;12(1):54–9. PMID: 12578337. Grewal N, Gittenberger‑de Groot AC. Wall shear stress directional abnormalities in BAV aortas: toward a new hemodynamic predictor of aortopathy? Front Physiol. 2019;10:225. DOI: 10.3389/fphys.2019.00225. Grewal N, Gittenberger‑de Groot AC, Poelmann RE, Klautz RJ, Lindeman JH, Goumans MJ et al. Ascending aorta dilation in association with bicuspid aortic valve: a maturation defect of the aortic wall. J Thorac Cardiovasc Surg. 2014;148(4):1583–90. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2014.01.027. Freiholtz D, Bergman O, Lång K, Poujade FA, Paloschi V, Granath C et al. Bicuspid aortic valve aortopathy is characterized by embryonic epithelial to mesenchymal transition and endothelial instability. J Mol Med (Berl). 2023;101(7):801–11. DOI: 10.1007/s00109-023-02316-5. Pisano C, D’Amico F, Balistreri CR, Vacirca SR, Nardi P, Altieri C et al. Biomechanical properties and histomorphometric features of aortic tissue in patients with or without bicuspid aortic valve. J Thorac Dis. 2020;12(5):2304–16. DOI: 10.21037/jtd.2020.03.122. Agnese V, Pasta S, Michelena HI, Minà C, Romano GM, Carerj S et al. Patterns of ascending aortic dilatation and predictors of surgical replacement of the aorta: a comparison of bicuspid and tricuspid aortic valve patients over eight years of follow‑up. J Mol Cell Cardiol. 2019;135:31–9. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2019.07.010. Della Corte A, Quarto C, Bancone C, Castaldo C, Di Meglio F, Nurzynska D et al. Spatiotemporal patterns of smooth muscle cell changes in ascending aortic dilatation with bicuspid and tricuspid aortic valve stenosis: focus on cell‑matrix signaling. J Thorac Cardiovasc Surg. 2008;135(1):8–18,18.e1-2. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2007.09.009. Takaichi S, Yutani C, Fujita H, Yamamoto A. Ultrastructural studies on the phenotypic modulation of human intimal smooth muscle cells. Atherosclerosis. 1993;100(2):197–211. DOI: 10.1016/0021-9150(93)90206-a. Collins JA, Munoz JV, Patel TR, Loukas M, Tubbs RS. The anatomy of the aging aorta. Clin Anat. 2014;27(3):463–6. DOI: 10.1002/ca.22384. Grewal N, Girdauskas E, DeRuiter M, Goumans MJ, Poelmann RE, Klautz RJM et al. The role of hemodynamics in bicuspid aortopathy: a histopathologic study. Cardiovasc Pathol. 2019;41:29–37. DOI: 10.1016/j.carpath.2019.03.002. Бокерия ЛА, Серов РА, Рычин СВ. Морфологическая характеристика изменений стенки восходящей аорты при её аневризматическом расширении у больных с синдромом Марфана. Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН. Сердечно‑сосудистые заболевания. 2016;17(5):19–28. Доступно по адресу: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=27204386 (получено 29.07.2024). Bockeria LA, Serov RA, Rychin SV. Morphological changes characteristic of the ascending aorta wall at its aneurysmal dilatation in patients with Marfan syndrome. The Bulletin of Bakoulev Center. Cardiovascular Diseases. 2016;17(5):19–28 (In Russ.). Available from: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=27204386 (accessed 29.07.2024). Новикова ЕГ, Галанкина ИЕ. Морфологические особенности возрастных изменений в стенке аорты при расслаивающей аневризме. Архив патологии. 2015;77(1):18–22. DOI: 10.17116/patol201577118. Novikova EG, Galankina IE. Age‑related morphological changes in the aortic wall in dissecting aneurysm. Russian Journal of Archive of Pathology. 2015;77(1):18–22 (In Russ.). DOI: 10.17116/patol201577118. Boyum J, Fellinger EK, Schmoker JD, Trombley L, McPartland K, Ittleman FP et al. Matrix metalloproteinase activity in thoracic aortic aneurysms associated with bicuspid and tricuspid aortic valves. J Thorac Cardiovasc Surg. 2004;127(3):686–91. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2003.11.049. Ikonomidis JS, Jones JA, Barbour JR, Stroud RE, Clark LL, Kaplan BS et al. Expression of matrix metalloproteinases and endogenous inhibitors within ascending aortic aneurysms of patients with bicuspid or tricuspid aortic valves. J Thorac Cardiovasc Surg. 2007;133(4):1028–36. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2006.10.083. Wang M, McGraw KR, Monticone RE. Milk fat globule epidermal growth factor VIII fragment medin in age‑associated arterial adverse remodeling and arterial disease. Cells. 2023;12(2):253. DOI: 10.3390/cells12020253. Whitehead M, Yusoff S, Ahmad S, Schmidt L, Mayr M, Madine J et al. Vascular smooth muscle cell senescence accelerates medin aggregation via small extracellular vesicle secretion and extracellular matrix reorganization. Aging Cell. 2023;22(2):e13746. DOI: 10.1111/acel.13746. Maleki S, Kjellqvist S, Paloschi V, Magné J, Branca RM, Du L et al. Mesenchymal state of intimal cells may explain higher propensity to ascending aortic aneurysm in bicuspid aortic valves. Sci Rep. 2016;6:35712. DOI: 10.1038/srep35712. Rocchiccioli S, Cecchettini A, Panesi P, Farneti PA, Mariani M, Ucciferri N et al. Hypothesis‑free secretome analysis of thoracic aortic aneurysm reinforces the central role of TGF‑β cascade in patients with bicuspid aortic valve. J Cardiol. 2017;69(3):570–6. DOI: 10.1016/j.jjcc.2016.05.007.