Иммунобиохимические маркеры поражения нервной системы

№ 2 - 2014 г.
14.00.00 медицинские науки
УДК 616.8-053.6-076:616.8-053.31
ИММУНОБИОХИМИЧЕСКИЕ
МАРКЕРЫ ПОРАЖЕНИЯ НЕРВНОЙ
СИСТЕМЫ У ПОДРОСТКОВ
С ОТДАЛЕННЫМИ ПОСЛЕДСТВИЯМИ
ПЕРИНАТАЛЬНОЙ ПАТОЛОГИИ ЦНС
И. Ю. Серикова1,2, Е. Н. Воробьева1, Г. И. Шумахер1
1
ГБОУ ВПО «Алтайский государственный медицинский университет» Минздрава
России (г. Барнаул)
2
КГБУЗ «Детская городская больница № 5» (г. Барнаул)
Целью работы являлось выявление иммунобиохимических маркеров поражения нервной
системы у подростков с отдаленными последствиями перинатального поражения ЦНС.
В работе представлены результаты обследования 120-ти подростков в возрасте 11–16 лет
с отдаленными последствиями перинатального поражения ЦНС. Изучены жалобы,
анамнез, неврологический статус пациентов, состояние оксидативного статуса,
содержание в сыворотке крови белка S100 и нейроспецифической енолазы — маркеров
повреждения мозговой ткани. Выявлено, что у подростков, перенесших перинатальное
поражение ЦНС в анамнезе, активируются процессы перекисного окисления липидов,
что вызывает повреждение астроглии с увеличением концентрации белка S100.
Ключевые слова: подростки, белок S100, нейронспецифическая енолаза, каталаза,
малоновый диальдегид, оксидативный стресс, перекисное окисление липидов,
перинатальное поражение.
Серикова Ирина Юрьевна — аспирант кафедры нервных болезней с курсом неврологии
и рефлексотерапии ФПК и ППС ГБОУ ВПО «Алтайский государственный медицинский
университет», заведующий дневным стационаром детского психоневрологического
отделения КГБУЗ «Детская городская больница № 5», г. Барнаул, e-mail:
[email protected]
Воробьёва Елена Николаевна — доктор медицинских наук, профессор кафедры
биохимии и клинической лабораторной диагностики ГБОУ ВПО «Алтайский
государственный медицинский университет», г. Барнаул, рабочий телефон: (3852)
35-39-42, e-mail: [email protected]
Шумахер Григорий Иосифович — доктор медицинских наук, профессор, заведующий
кафедрой нервных болезней с курсом неврологии и рефлексотерапии ФПК и ППС ГБОУ
ВПО «Алтайский государственный медицинский университет», г. Барнаул, e-mail:
[email protected]
В структуре заболеваний нервной системы у детей перинатальные поражения головного
мозга составляют 60–80 % [2, 6, 8, 10]. Ведущим фактором в патогенезе перинатальных
поражений является нарушение церебральной гемодинамики, приводящее к гипоксии,
вызывающей выраженное дестабилизирующее влияние на высшие вегетативные центры
[1, 7, 9, 5].
Все это приводит к формированию гипоксически-ишемической энцефалопатии различной
степени выраженности с нарушениями проницаемости гематоэнцефалического барьера
(ГЭБ) в направлении мозг-кровь, а также с изменениями перекисного окисления липидов
(ПОЛ).
Нарастание нейровегетативной дисфункции в пубертатном периоде сопровождается
развитием гипоксических состояний в тканях и, как следствие, усилением анаэробных
метаболических процессов. Одновременно с развитием анаэробных процессов в условиях
гипоксии тканей нарастают реакции ПОЛ, которые повреждают клеточные мембраны
и способствуют выходу метаболитов в кровь [4].
Процессы ПОЛ являются необходимыми для поддержания жизнедеятельности клеток.
При нарушении баланса между про- и антиоксидантной системами окислительные
процессы приводят к нарушению свойств мембран, в крайних случаях — к апоптозу
клетки.
Клиническая картина и данные традиционных методов исследования не всегда отражают
истинную тяжесть состояния, степень поражения центральной нервной системы (ЦНС)
и дальнейший прогноз развития заболевания. Это обосновывает потребность в поиске
лабораторных маркеров отдаленных последствий перинатального поражения ЦНС
у подростков с целью своевременного вмешательства в патологический процесс,
восстановления нормальной деятельности нервной системы и снижения
инвалидизирующих последствий.
В последнее время все больше внимания привлекает лабораторная диагностика,
включающая определение нейронспецифических белков (НСБ) — биологически активных
молекул, специфичных для нервных тканей и выполняющих функции, характерные для
нервной системы [3]. Результаты исследований свидетельствуют, что иммуноферментный
скрининг НСБ позволяет оценить степень повреждения ГЭБ и глубину патологических
изменений, происходящих в нервной системе.
В связи с этим целью исследования явилось изучение состояния ПОЛ и содержания
маркеров повреждения нервной ткани (белок S100 и NSE) у подростков с отягощенным
перинатальным анамнезом.
Материалы и методы. Исследование проводилось на базе неврологического отделения
КГБУЗ «Городская детская клиническая больница № 5» г. Барнаула. Обследованы 120
подростков (62 девочки и 58 мальчиков) в возрасте с 11 до 15 лет, которые были
госпитализированы в городское детское неврологическое отделение. Наблюдение
пациентов начиналось с подробного анализа перинатального анамнеза. Все
обследованные были рождены доношенными и имели легкую анте- и/или интранатальную
патологию, имели оценку по шкале Апгар в 6–9 баллов. Анамнестические данные
обследуемых подростков документально подтверждались выпиской из роддома. При
отборе пациентов для исследования критериями исключения являлись: возраст младше
11 и старше 16 лет; тяжелые черепно-мозговая травмы, нейроинфекции в анамнезе;
инвалидизирующие последствия перинатальных поражений головного мозга, грубая
соматическая патология.
Контрольную группу составили 30 подростков. Критериями отбора детей в контрольную
группу являлись отсутствие активных жалоб при целенаправленном опросе детей и (или)
их родителей; при клиническо-неврологическом исследовании у них не определялись
признаки органического поражения нервной системы, данные медицинской
документации не содержали информации о патологии перинатального периода,
воспалительных и травматических заболеваниях нервной системы. Антиоксидантный
статус оценивали путем исследования активности каталазы лабораторным набором
Catalase Assay Kit производства Cayman, в основе работы которого лежит пероксидазная
функция каталазы. Метод основан на реакции фермента с метанолом в присутствии
оптимальной концентрации перекиси водорода. Продукты формальдегида измеряли
колориметрически при длине волны 540 нм на иммуноферментном анализаторе
Униплан-Пикон.
Оксидантный статус оценивали путем определения активности вторичного продукта
ПОЛ — малонового диальдегида (МДА) фотометрическим методом реагентами
ZeptoMetrix (США), в основе которого лежит свойство МДА формировать окрашенный
комплекс с тиобарбитуровой кислотой в соотношении 1:2. Оптическую плотность
измеряли колориметрически на «Фотометре 5010 v5+» при длине волны 530 нм.
Для исследования отдаленных исходов церебрального повреждения при перинатальной
гипоксии-ишемии в виде нейродегенеративных процессов на молекулярном уровне
применялся иммуноферментный анализ НСБ.
Уровень NSE — высокоспецифичного маркера повреждения нейронов и нейроглиального
белка S-100 определяли методом иммуноферментного анализа (ИФА) при помощи
наборов соответственно: «Ником «CanAg NSE EIA» и «CanAg S-100 EIA» фирмы «CanAg
Diagnostics» (Швеция) согласно инструкции производителя. Данный метод является
твердофазным, неконкурентным, основанным на использовании двух видов мышиных
моноклональных антител, специфически распознающих два разных эпитопа молекулы
S100 без перекрестной реактивности с другими формами белка S100 и двух различных
антигенных детерминант в молекуле НСЕ. Результаты ИФА учитывали фотометрически
на фотометре «Stat Fax» 1904+ (США).
Результаты исследований. Для оценки состояния прооксидантной системы
использовали — уровень МДА по ТБК-активным продуктам и антиоксидантной —
активность каталазы крови. Показатели каталазы и МДА у подростков представлены
в табл. 1.
Таблица 1
Показатели каталазы и МДА у подростков (M ± m)
Контрольная группа
(n = 30)
Основная группа
(n = 120)
МДА, нмоль/мл
1,89 ± 0,11
2,25 ± 0,04*
Каталаза, нмоль/мл
13,8 ± 1,8
9,48 ± 0,85*
Показатели
Примечание: * — p < 0,05 — статистически значимые различия между показателями
основной и контрольной групп
Из табл. 1 видно, что уровень МДА достоверно повышен у подростков основной группы
по сравнению с контрольной, а уровень каталазы статистически значимо понижен
в основной группе по сравнению с контролeм (р < 0,05), что позволило сделать вывод
об усилении процессов перекисного окисления у подростков с отдаленными
последствиями перинатального поражения ЦНС. Можно полагать, что повышение
концентрации МДА в основной группе является общим неспецифическим показателем,
который отражает выраженность патологического процесса (ПОЛ).
Оксидативный стресс играет роль «пускового механизма», оказывая негативное влияние
на целостность и функционирование клеток. Гипоксия и ишемия тканей сопровождаются
активацией ПОЛ. В условиях неполной ишемии или при попытке неадекватной
реперфузии происходит дальнейшее снабжение мозга энергетическим субстратом
(глюкозой) для анаэробного гликолиза, а это ведет к усилению лактоцидоза и углублению
поражения нейронов. Поэтому перспективно исследование НСБ и антител к ним, как
к сывоторочным маркерам патологических процессов головного мозга, в патогенезе
которых определяется нарушение ГЭБ. Особый интерес представляет определение НСБ
на ранних стадиях заболевания, когда другие объективные методы исследованиями могут
быть нечувствительны к минимальным нарушениям.
Для определения выраженности нейроиммунных реакций в сыворотке крови
определялись концентрации нейрон специфической енолазы (NSE) —
высокоспецифичного маркера гибели нейронов, белка S100 — маркера астроглии.
В качестве нормальных величин использовали данные, указанные фирмой-разработчиком,
верхней границей нормальных величин считали концентрацию белка S100 — 90,0 нг/л,
NSE — 13,0 мкг/л. В табл. 2 представлен уровень НСБ у подростков основной
и контрольной групп.
Таблица 2
Уровень нейроспецифических белков у подростков с отдаленными
последствиями перинатального поражения (M ± m)
Контрольная группа
(n = 30)
Основная группа
(n = 120)
S100, нг/л
96,05 ± 8,3
144,9 ± 10,5*
NSE, мкг/л
9,1 ± 0,9
8,6 ± 0,8
Показатели
Примечание: * — p < 0,05 — статистически значимые различия между показателями
основной и контрольной групп
Из табл. 2 видно, что содержание белка S100 в основной группе было достоверно выше,
чем в контрольной. Уровень NSE достоверно не различался у пациентов основной
и контрольной групп и не выходил за границы референтных значений.
Таким образом, выявлена умеренная положительная корреляционная связь между
уровнем белка S100 и NSE (r = 0,48). Установлена отрицательная умеренная
корреляционная связь между уровнем каталазы и МДА (r = –0,40). Определена умеренная
отрицательная корреляционная связь между уровнем S100 и каталазой (r = –0,41),
положительная умеренная корреляционная связь между содержанием белка S100 и МДА
(r = 0,40). Полученные зависимости могут свидетельствовать о важной роли оксидантного
стресса в реакции повреждения ГЭБ и последующего нейроиммунного каскада.
Выводы. У подростков, перенесших перинатальное поражение ЦНС в анамнезе,
активируются процессы ПОЛ, что вызывает повреждение астроглии с увеличением
концентрации белка S100 (в 1,6 раз). Эти изменения также свидетельствуют
о повреждении микроглии, которая, имея трофическую и регуляторную функции,
способствует выживаемости нейронов, о чем свидетельствуют нормальные показатели
уровня NSE у подростков с отягощенным перинатальным анамнезом. Все это необходимо
учитывать при реабилитации подростков с отдаленными последствиями перинатальной
патологии ЦНС.
Список литературы
1. Барашнев Ю. И. Гипоксическая энцефалопатия : гипотезы патогенеза церебральных
расстройств и поиск методов лекарственной терапии /Ю.И. Барашнев // Рос. вестн.
перинатологии и педиатрии. — 2002. — № 1. — С. 6–13.
2. Барашнев Ю. И. Ключевые проблемы перинатальной неврологии / Ю. И. Барашнев //
Акушерство и гинекология. — 2007. — № 5. — С. 51–54.
3. Березин В. А. Специфические белки нервной ткани / В. А. Березин, Я. В. Белик.
— Киев : Наукова думка, 1990. — С. 264.
4. Джума С. Г. Клинико-лабораторная оценка биохимических показателей
и перекисного окисления липидов у больных с нейровегетативной дисфункцией :
автореф. дис. ... канд. мед. наук : 14.00.46 / С. Г. Джума. — Саратов, 2007. — 24 с.
5. Зубарева Е. А. Комплексная, ультразвуковая оценка перинатальных
цереброваскулярных нарушений у детей первого года жизни : автореф. дис. ... д-ра
мед. наук : 14.00.19, 14.00.09 / Е. А. Зубарева. — М., 2006. — 52 с.
6. Пальчик А. Б. Гипоксически-ишемическая энцефалопатия новорожденных / А. Б.
Пальчик, Н. П. Шабалов. — СПб. : Питер, 2001. — С. 224.
7. Яцык Г. В. Вегетативно-висцеральные нарушения у недоношенных детей
с перинатальными поражениями нервной системы / Г. В. Яцык, И. А. Беляева, Т. А.
Домарева // Актуальные проблемы педиатрии : материалы IX Конгресса педиатров
России. — М., 2004. — С. 486.
8. Berger R. Perinatal brain injury / R. Berger, Y. Gamier // J. Perinat. med. — 2000. — Vol. 28.
— P. 261–285.
9. Ojala T. Low cerebral blood flow resistance in nonventilated preterm infants predicts poor
neurologic outcome / T. Ojala, P. Kaapa, H. Helenius // Pediatr. Crit. Care Med. — 2004.
— Vol. 5, N 3. — P. 264–268.
10. Volpe J. J. Perinatal brain injury: from pathogenesis to neuroprotection / J. J. Volpe //
MRDD Research Reviews. — 2001. — Vol. 7. — P. 56–64.
IMMUNOBIOCHEMICAL MARKERS
OF NERVOUS SYSTEM DISTURBANCE
AT TEENAGERS WITH REMOTE
CONSEQUENCES OF CNS PERINATAL
PATHOLOGY
I. Y. Serikova1,2, E. N. Vorobyova1, G. I. Shumakher1
1
SBEI HPE «Altai State Medical University of Ministry of Health» (Barnaul c.)
2
RSBHE «Children municipal hospital № 5» (Barnaul c.)
The purpose of work was identification of immunobiochemical markers of nervous system
disturbance at teenagers with remote consequences of CNS perinatal defeat. The results
of inspection of 120 11–16 year-old teenagers with remote consequences of perinatal defeat
of CNS are presented. Complaints, anamnesis, neurologic status of patients, state of oxidative
status, content of blood serum of S100 protein and neuron specific enolase being markers
of damage of brain tissue are studied. It is revealed that at the teenagers who have transferred
CNS perinatal defeat in the anamnesis, processes of peroxidation of lipids that causes astroglia
damage with increase of S100 protein concentration are activated.
Keywords: teenagers, S100 protein, neuron specific enolase, catalase, malondialdehyde,
oxidative stress, peroxidation of lipids, perinatal defeat.
About authors:
Serikova Irina Yurevna — post-graduate student of nervous illnesses chair with course
of neurology and reflexotherapy of FAT & PDD at SBEI HPE «Altai State Medical University
of Ministry of Health», head of day hospital for children with diseases of nervous system
at RSBHE «Children municipal hospital № 5», e-mail: [email protected]
Vorobyova Elena Nikolaevna — doctor of medical sciences, professor of biochemistry and
CLD chair at SBEI HPE «Altai State Medical University of Ministry of Health», e-mail:
[email protected]
Schumacher Grigory Iosifovich — doctor of medical sciences, professor, head of of nervous
illnesses chair with course of neurology and reflexotherapy of FAT & PDD at SBEI HPE «Altai
State Medical University of Ministry of Health», e-mail: [email protected]
List of the Literature:
1. Barashnev Y. I. Anoxic encephalopathy: hypotheses of pathogenesis of cerebral frustration
and search of methods of medicinal therapy / Y. I. Barashnev // Russian bulletin
perinatology and pediatrics. — 2002. — № 1. — P. 6-13.
2. Barashnev Yu. I. Key problems of perinatal neurology / Y. I. Barashnev // Obstetrics and
gynecology. — 2007. — № 5. — P. 51-54.
3. Berezin V. A. Specific proteins nervous fabric / V. A. Berezin, Y. V. Byelik. — Kiev: Naukova
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
dumka, 1990. — P. 264.
Dzhuma S. G. Clinico- laboratorial assessment of biochemical indicators and peroxidation
of lipids at patients with neurovegetative dysfunction: theses. ... of cand. medical science:
14.00.46 / S. G. Dzhuma. — Saratov, 2007. — 24 P.
Zubareva E. A. Complex, ultrasonic assessment perinatal cerebrovascular violations
at children of the first year of life: theses. ... of Dr.s of medical science: 14.00.19,
14.00.09 / E. A. Zubareva. — M, 2006. — 52 P.
Finger A. B. Anoxic — ischemic encephalopathy of newborns / A. B. Palchik, N. P. Shabalov.
— SPb. : St. Petersburg, 2001. — P. 224.
Yatsyk G. V. Vegetative and visceral violations at prematurely born children with perinatal
defeats of nervous system / G. V. Yatsyk, I. A. Belyaeva, T. A. Domareva // Actual problems
of pediatrics: materials IX of the Congress of pediatricians of Russia. — M, 2004. — P. 486.
Berger R. Perinatal brain injury / R. Berger, Y. Gamier // J. Perinat. med. — 2000. — Vol. 28.
— P. 261–285.
Ojala T. Low cerebral blood flow resistance in nonventilated preterm infants predicts poor
neurologic outcome / T. Ojala, P. Kaapa, H. Helenius // Pediatr. Crit. Care Med. — 2004.
— Vol. 5, N 3. — P. 264–268.
Volpe J. J. Perinatal brain injury: from pathogenesis to neuroprotection / J. J. Volpe //
MRDD Research Reviews. — 2001. — Vol. 7. — P. 56–64.