Veränderungen der Quervernetzungen im kollagenen Bindegewebe bei Dermatoliposklerose

Zusammenfassung

Ziel: Die Dermatoliposklerose im Rahmen der chronischen venösen Insuffizienz ist durch die Akkumulation von Kollagen und den Anstieg trifunktioneller skeletttypischer Quervernetzungen gekennzeichnet. Mit dieser Untersuchung wird die Frage geklärt, ob dieser Anstieg durch einen Anstieg aller Quervernetzungen zu erklären ist oder ob es sich hierbei um einen isolierter Prozess handelt. Patienten, Methode: Hautexzidate von 15 Patienten mit Dermatoliposklerose und venösem Ulkus wurden untersucht. Die Konzentrationen Hydroxylysinund Lysin-abhängiger di- und trifunktioneller Quervernetzungen wurden nach Hydrolyse der Proben durch Aminosäureanalyse bestimmt. Ergebnisse: Die Konzentration der Hydroxylysin-abhängigen, skeletttypischen Quervernetzungen zeigt einen deutlichen Anstieg. Dagegen sinkt die Gesamtkonzentration der Lysinabhängigen, hauttypischen Verbindungen signifikant ab. Schlussfolgerung: Bei der Dermatoliposklerose kommt es zum charakteristischen Wechsel im Quervernetzungsmuster, wodurch es zur Majorität skeletttypischer Verbindungen in der Haut kommt.

Summary

Aim: Lipodermatosclerosis in the context of chronic venous insufficiency is characterized by an accumulation of collagen and an increase of trifunctional collagen cross-links typical for skeletal tissues. In the study presented here, the question is answered, whether this increase is due to an increase of all collagen cross-links or whether it is an isolated process. Method: Skin biopsies from 15 patients with lipodermatosclerosis and venous leg ulcer were analysed. The concentration of hydroxylysine- and lysine-derived di- and trifunctional crosslinks were analysed after hydrolysis of the specimens by amino acid analysis. Results: The concentration of hydroxylysine-derived collagen crosslinks showed a marked increase. In contrary, the concentration of total lysine-derived crosslinks decreased significantly. Conclusion: Lipodermatosclerosis is marked by a characteristic change of collagen crosslinks leading to the majority of skeletal-type crosslinks in the skin.

Résumé

But: La lipodermatosclérose, dans le cadre de l’insuffisance veineuse chronique, se caractérise par l’accumulation de collagène et l’augmentation des liaisons croisées trifonctionnelles propres aux tissus squelettiques. La présente étude a permis de résoudre la question de savoir si cette augmentation s’explique par une augmentation de toutes les liaisons croisées ou s’il s’agit, en l’occurrence, d’un processus isolé. Patients, méthode: Des biopsies cutanées provenant de 15 patients souffrant de lipodermatosclérose et d’ulcères veineux ont été réalisées. Les concentrations en liaisons croisées bi- et trifonctionnelles formées à partir de la lysine et de l’hydroxylysine, typiques des tissus squelettiques ont été déterminées après hydrolyse des échantillons, par l’analyse des acides aminés. Résultats: La concentration en liaisons croisées, caractéristiques des tissus squelettiques et formées à partir de l’hydroxylysine, présente une augmentation marquée. En revanche, la concentration totale en liaisons formées à partir de la lysine et caractéristiques de la peau, diminue de manière significative. Conclusion: La lipodermatosclérose se caractérise par une modification du profil des liaisons croisées du collagène qui se manifeste sous la forme d’une évolution vers une majorité de liaisons typiques des tissus squelettiques dans la peau.

Schlüsselwörter

Dermatoliposklerose - Quervernetzungen - Kollagen

Keywords

Lipodermatosclerosis - cross-link - collagen

Mots clés

Lipodermatosclérose - liaisons croisées - collagène

• Literatur

• 1 Acil Y, Vetter U, Brenner R, Müller PK, Brinckmann J. Diagnosis of Ehlers-Danlos syndrome type VI. Cross-link pattern in tissue and urine sample as a diagnostic marker. J Am Acad Dermatol 1995; 33: 522-4.
• 2 Bailey AJ, Paul RG, Knott L. Mechanisms of maturation and ageing of collagen. Mech Ageing Dev 1998; 106: 1-56.
• 3 Bank RA, Robins SP, Wijmenga C, Breslau-Siderius LJ, Bardoel AF, van der Sluijs HA, Pruijs HE, TeKoppele JM. Defective collagen crosslinking in bone, but not in ligament or cartilage, in Bruck syndrome: indications for a bone-specific telopeptide lysyl hydroxylase on chromosome 17. Proc Natl Acad Sci 1999; 96: 1054-8.
• 4 Brand-Saberi B, Christ B. Die extrazelluläre Matrix – ein multifunktionelles dynamisches System. Phlebologie 1995; 24: 66-73.
• 5 Brinckmann J, Acil Y, Tronnier M, Bätge B, Schmeller W, Müller PK, Wolff HH. Skeletttypische Quervernetzungen im kollagenen Bindegewebe bei Dermatoliposklerose. Phlebologie 1996; 25: 193-6.
• 6 Eyre DR, Paz MA, Gallop PM. Cross-linking in collagen und elastin. Annu Rev Biochem 1984; 537: 717-48.
• 7 Gaber Y, Gehl HB, Schmeller W. Magnetresonanz- und Computertomographie vor und nach Shave-Therapie venöser Ulzera. Phlebologie 1999; 28: 87-92.
• 8 Heroy Y, May AE, Heisterkamp T, Hartmann M, Schöpf E, Norgauer J, Vanscheidt W. Genexpression von Matrix-Metalloproteinasen und deren Inhibitoren bei Dermatoliposklerose. Phlebologie 1997; 26: 150-4.
• 9 Heroy Y, May AE, Pornschlegel G, Stetter C, Grenz H, Preissner KT, Schöpf E, Norgauer J, Vanscheidt W. Lipodermatosclerosis is characterized by elevated expression and activation of matrix metalloproteinases: implications for venous ulcer formation. J Invest Dermatol 1998; 111: 822-7.
• 10 Jünger M, Steins A, Hahn M, Häfner HM. Microcirculatory dysfunction in chronic venous insufficiency. Microcirculation 2000; 7: S3-S12.
• 11 Knott L, Bailey AJ. Collagen cross-links in mineralizing tissues: a review of their chemistry, function and clinical relevance. Bone 1998; 22: 181-7.
• 12 Moriguchi T, Fujimoto D. Crosslinks of collagen in hypertrophic scar. J Invest Dermatol 1979; 72: 143-5.
• 13 Nwomeh BC, Liang HX, Cohen IK, Yager DR. MMP-8 is the predominant collagenase in healing wounds and nonhealing ulcers. J Surg Res 1999; 81: 189-95.
• 14 Ricard-Blum S, Esterre P, Grimaud JA. Collagen cross-linking by pyridinoline occurs in nonreversible skin fibrosis. Cell Mol Biol 1993; 39: 723-7.
• 15 Schmeller W, Roszinski S, Tronnier M, Gmelin E. Combined morphological and physiological examinations in lipodermatosclerosis. In: Raymond-Martimbeau P, Prescott R, Zummo M. (eds). Phlebology 1992. Paris: Libbey; 1992: 172-4.
• 16 Schmeller W, Roszinski S, Huesmann M. Gewebeoxygenierung und Mikrozirkulation bei Dermatoliposklerose mit unterschiedlich stark ausgeprägtem Erythem im Randbereich venöser Ulzera. VASA 1997; 26: 18-24.
• 17 Tronnier M, Schmeller W, Wolff HH. Morphological changes in lipodermatosclerosis and venous ulcers: Light microscopy, immunohistochemistry and electron microscopy. Phlebology 1994; 9: 48-54.
• 18 Uzawa K, Marshall MK, Katz EP, Tanzawa H, Yeowell HN, Yamauchi M. Altered posttranslational modifications of collagen in keloid. Biochem Biophys Res Commun 1998; 249: 652-5.
• 19 Valencia IC, Falabella A, Kirsner RS, Eaglstein WH. Chronic venous insufficiency and venous leg ulceration. J Am Acad Dermatol 2001; 44: 401-21.
• 20 Van der Slot AJ, Zuurmond AM, Bardoel AF, Wijmenga C, Pruijs HE, Sillence DO, Brinckmann J, Abraham DJ, Black CM, Verzijl N, DeGroot J, Hanemaaijer R, TeKoppele JM, Huizinga TW, Bank RA. Identification of PLOD2 as telopeptide lysyl hydroxylase, an important enzyme in fibrosis. J Biol Chem. 2003 (in press).
• 21 Vater CA, Harris ED, Siegel RC. Native crosslinks in collagen fibrils induce resistance to human synovial collagenase. Biochem J 1979; 181: 639-45.
• 22 Weckroth M, Vaheri A, Lauharanta J, Sorsa T, Konttinen YT. Matrix metalloproteinases, gelatinase and collagenase, in chronic leg ulcers. J Invest Dermatol 1996; 106: 1119-24.
• 23 Yamauchi M, Woodley DT, Mechanic GL. Aging and cross-linking of skin collagen. Biochem Biophys Res Commun 1988; 152: 898-903.
• 24 Yamauchi M, Prisayanh P, Haque Z, Woodley DT. Collagen cross-linking in sun-exposed and unexposed sites of aged human skin. J Invest Dermatol 1991; 97: 938-41.