CORRELATION BETWEEN SEROTONIN AND CYTOKINE CHANGES IN PATIENTS WITH TICK-BORNE ENCEPHALITIS

Full Text

Введение Механизмы поражения центральной нервной системы (ЦНС) при клещевом энцефалите (КЭ), в основе которых лежит нарушение целостности гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), обусловлены как свойствами возбудителя, так и ответными патофизиологическими процессами со стороны организма [5, 9]. Существенным звеном в развитии реакции головного мозга на повреждение является изменение метаболизма нейромедиаторов, в том числе серотонина [1]. Из данных литературы следует, что серотонинергическая нейромедиаторная система, являющаяся одной из активно функционирующих нейротрансмиттерных систем, обеспечивает множественные физиологические эффекты и принимает участие в патогенезе различных инфекционных заболеваний [4, 7, 11]. При ряде бактериальных и вирусных менингитов и менингоэнцефалитов, когда происходят глубокие функциональные и морфологические изменения в стволовых структурах мозга, обусловленные воздействием возбудителя и его токсинов, наблюдается активизация метаболизма серотонина и изменение функциональной активности серотонинергических нейронов [4]. По мнению некоторых исследователей, низкая концентрация серотонина и его метаболитов в крови и спинномозговой жидкости больных может быть следствием угнетения активности серотонинергической системы или отражать компенсаторное ингибирование синтеза серотонина в результате чрезмерного усиления серотонинергической передачи нервных импульсов в головном мозге [7, 11, 13]. Ряд авторов полагает, что содержание серотонина в крови может представлять достоверную информацию о величине нейротрансмиттера в синаптической щели центральных синапсов [15]. M. Sarrias et al. (1990) доказали наличие корреляций между уровнями серотонина в плазме крови и ликворе [14]. Серотонин - наиболее изученный нейромедиатор ЦНС, присутствующий во многих периферических органах, в том числе и в иммунной системе. Взаимоотношения между серотонинергической системой и иммунитетом начинают формироваться еще у рыб. Функции серотонина в иммунной системе начали изучаться еще в 60-х годах прошлого столетия представителями отечественной школы Л. В. Девойно [2]. Развитие воспаления способствует вовлечению серотонина в процессы активации Т-клеток и естественных киллеров, регуляции продукции хемотаксических факторов, цитокинов макрофагами и дендритными клетками. Также доказана его причастность к клеточной миграции, фагоцитозу, генерации супероксидных анионов, цитокинной продукции [6, 10]. Установлено, что серотонин является нейромедиатором, обладающим выраженным иммуномодулирующим действием. В ряде работ показано, что он снижает содержание в крови провоспалительных цитокинов интерлейкина-6 (ИЛ-6) и альфа-фактора некроза опухоли (альфа-ФНО) и повышает концентрацию противовоспалительного интерлейкина-10 (ИЛ-10) [3, 8]. Известно, что цитокины представляют собой гормоноподобные молекулы, продуцируемые различными тканями, в том числе клетками иммунной системы, которые осуществляют короткодистантную регуляцию межклеточных и межсистемных взаимодействий через высокоспецифичные и высокоаффинные мембранные рецепторы [5, 10, 12, 16]. Одной из основных их функций является обеспечение согласованной работы иммунной, эндокринной и нервной систем в ответ на действие стрессовых факторов. В этой связи определение концентрации цитокинов в биологических жидкостях организма позволяет оценить функциональную активность различных иммунокомпетентных клеток и их роль в развитии воспалительного процесса, его тяжести и прогнозе. Исследования взаимосвязи изменений серотонина и интерлейкинов в сыворотке крови у больных при КЭ не проводилось. Цель работы - изучить характер изменений концентрации сывороточного серотонина и цитокинов альфа-ФНО, ИЛ-6, ИЛ-10 у больных в остром периоде КЭ. Материалы и методы исследования На базе краевой клинической инфекционной больницы г. Перми обследовано 64 больных с КЭ: 34 мужчины и 30 женщин в возрасте от 18 до 71 года (44,7 ± 15,5 г.). Больные были разделены на две группы в зависимости от клинической формы инфекции. Первая группа включала 49 пациентов с непаралитической формой КЭ, из них у 25 человек наблюдалась лихорадочная форма, у 24 - менингеальная. Во вторую группу вошли 15 пациентов с паралитической (очаговой) формой КЭ. Контрольную группу составили 25 здоровых лиц, сопоставимых по полу и возрасту. Диагноз КЭ установлен на основании эпидемиологических (присасывание клеща или посещение леса в сроки, соответствующие инкубационному периоду), клинических (наличие интоксикационного, менингеального, очагового синдромов) и серологических данных (обнаружение в сыворотке крови специфических IgM к антигену вируса клещевого энцефалита). Концентрацию СС определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа с использованием набора Serotonin ELISA Fast Track (LDN, Германия). Содержание ИЛ-6, альфа-ФНО и ИЛ-10 в крови выявляли твердофазным методом иммуноанализа, основанным на принципе «сэндвича» с использованием наборов реагентов «ИНТЕРЛЕЙКИН-6-ИФА-БЕСТ», «Альфа-ФНО-ИФА-БЕСТ» и «ИНТЕРЛЕЙКИН-10-ИФА-БЕСТ». Исследование проводилось в динамике инфекционного процесса: в разгар заболевания (на 2-4-й дни болезни) и в период ранней реконвалесценции. Статистический анализ выполняли с применением программы Statistica 6.0 (StatSoft Inc, USA) непараметрическими методами. Результаты исследования, обработанные способами вариационной статистики, выражали в виде среднего значения и его стандартного отклонения (M ± σ). Выявление статистически значимых различий выборок по количественным показателям в независимых группах проводили с помощью U-критерия Манна-Уитни, в зависимых - по критерию Вилкоксона, различия считали значимыми при р < 0,05. Для исследования взаимосвязи признаков использовали корреляционный анализ Спирмена. Результаты и их обсуждение Исследование количественного содержания CC у больных в период разгара КЭ выявило достоверное снижение данного показателя относительно контрольных значений. Средний уровень СС у пациентов, независимо от клинической формы болезни, составил 97,2 ± 57,1 нг/мл, что значительно ниже, чем у здоровых лиц - 258,0 ± 136,5 нг/мл (р = 0,003). Детальный анализ концентрации СС в исследуемых группах позволил установить ее более значительное уменьшение в разгар болезни при паралитической (очаговой) форме - 45,7 ± 23,6 нг/мл (рисунок) в отличие от непаралитической - 115,6 ± 54,4 нг/мл (р = 0,015). Показатели СС при лихорадочной и менингеальной формах были схожими и составили соответственно 133,4 ± 44,1 и 102,2 ± 60,2 нг/мл (р = 0,196). Однако их уровень оказался в 2,0-2,5 раза ниже, чем у здоровых лиц. 5.tif Рис. Концентрация серотонина в сыворотке крови при различных формах КЭ в динамике В период ранней реконвалесценции уровень СС у всех больных КЭ повысился до 150,6 ± 89,2 нг/мл, но был более низким, чем в группе контроля (р = 0,006). При этом у пациентов с паралитической формой он не изменился, составляя 80,4 ± 52,2 нг/мл (р = 1,000), а при непаралитической форме его концентрация увеличилась до 181,8 ± ± 85,8 нг/мл (р = 0,047), оставаясь в 1,4 раза ниже контрольных значений. Исследование концентраций цитокинов при всех формах КЭ в разгар инфекции показало достоверное отличие от показателей группы контроля - повысились следующие показатели: ИЛ-6 - 4,4 ± 2,1 против 1,3 ± ± 0,2 пг/мл (р = 0,005), ИЛ-10 - 0,9 ± 0,6 против 0,06 ± 0,02 пг/мл (р = 0,0001) и альфа-ФНО - 0,5 ± 0,3 против 0,08 ± 0,03 пг/мл (р = 0,049). Уровни провоспалительных цитокинов ИЛ-6 и альфа-ФНО достоверно отличались у пациентов с паралитической и непаралитической формами в разгар заболевания (таблица): 8,6 ± 3,2 и 3,1 ± 1,9 (р = 0,012); 0,1 ± 0,01 и 0,8 ± 0,4 пг/мл (р = 0,0007) соответственно. Вместе с тем показатель противовоспалительного цитокина ИЛ-10 в этот же период был одинаковым при обеих формах КЭ: 1,1 ± 0,6 и 0,8 ± 0,5 г/мл (р = 0,967). Показатели цитокинов сыворотки крови при различных формах КЭ в динамике в сравнении с группой контроля Показатель Паралитическая форма Непаралитическая форма Контрольная группа период разгара период реконвалесценции период разгара период реконвалесценции Альфа-ФНО 0,1 ± 0,01* 0,1 ± 0,01* 0,8 ± 0,4* 0,4 ± 0,4* 0,08 ± 0,04 ИЛ-6 8,6 ± 3,2* 32,1 ± 10,9* 3,1 ± 1,9* 2,8 ± 2,8* 1,3 ± 0,2 ИЛ-10 1,1 ± 0,6* 0,4 ± 0,2* 0,8 ± 0,5* 0,6 ± 0,2* 0,06 ± 0,02 Примечание: *р < 0,05 в сравнении с группой контроля. Концентрации цитокинов у пациентов с КЭ в период ранней реконвалесценции имели лишь тенденцию к изменению и составили: ИЛ-6 - 8,1 ± 6,6 пг/мл (р = 0,345), ИЛ-10 - 0,6 ± 0,3 пг/мл (р = 0,224), альфа-ФНО - 0,3 ± 0,4 пг/мл (р = 0,059). При анализе показателей при различных формах болезни достоверное отличие установлено лишь у ИЛ-6: значительное увеличение при паралитических формах (32,1 ± 10,9 пг/мл) и меньшее при непаралитических (2,8 ± 1,8 пг/мл; р = 0,034). Уровни ИЛ-10 и альфа-ФНО у этих пациентов не восстановились до контрольных значений. Корреляционный анализ содержания серотонина и уровня цитокинов в сыворотке крови позволил установить в период разгара положительную связь между серотонином и альфа-ФНО (r = 0,502, р < 0,01), а в период реконвалесценции между серотонином и ИЛ-10 (r = 0,693, р < 0,01) и отрицательную связь с ИЛ-6 (r = -0,448, р < 0,01). Несмотря на то что для КЭ характерно развитие дефицитарности серотониновой системы в процессе инфекционного процесса [9], наши данные показывают более высокие уровни СС при благоприятной непаралитической форме в отличие от паралитической. Чем выше концентрация СС, тем больше показатель провоспалительного альфа-ФНО в разгар инфекции, способствующий активации защитного воспалительного процесса, и выше уровень противовоспалительного цитокина ИЛ-10 в период реконвалесценции, приводящий к более быстрому завершению инфекционного процесса. Напротив, чем ниже концентрация СС в период реконвалесценции при паралитических формах инфекции, тем выше уровень провоспалительного ИЛ-6, указывающий на сохранение активности процесса. Исследования, проведенные при ряде инфекций, показывают, что стимулированные вирусом астроциты активируют альфа-ФНО, обеспечивая тем самым высокую концентрацию противовоспалительных медиаторов и хемокинов [3]. Один из основных противовоспалительных цитокинов ИЛ-10, синтезируемый клетками нейроглии, в период реконвалесценции КЭ ограничивает поражение ЦНС и повышает выживаемость нейронов и клеток глии. Результаты проведенного нами исследования выявили выраженные разнонаправленные изменения содержания СС и цитокинов у больных КЭ. Анализ уровня серотонина показал достоверное снижение его относительно контрольных значений, причем при очаговой форме КЭ показатели СС были существенно ниже, чем при лихорадочной и менингеальной формах. Такое статистически значимое различие между тяжелой паралитической и менее тяжелой непаралитической формами КЭ позволило нам установить возможность использования данного показателя в качестве прогностического для ранней оценки течения инфекции и степени иммунной защиты, так как известно, что первые дни заболевания КЭ еще не определяют его клинической формы и тяжести [9]. Установленные положительные корреляционные связи между СС и провоспалительным цитокином альфа-ФНО в разгар инфекции и с противовоспалительным ИЛ-10 в период реконвалесценции позволяют рассматривать СС у больных в остром периоде КЭ и в качестве показателя противовоспалительного потенциала головного мозга. Высокий уровень ИЛ-6 в период ранней реконвалесценции при паралитической форме подтверждает наличие активного инфекционного процесса и, возможно, оказывает нейропротективную роль. Выводы Взаимосвязанные изменения цитокинов и нейротрансмиттера серотонина при КЭ свидетельствуют об активном участии центральных механизмов в регуляции иммунного ответа. Исследование нейротрансмиттера серотонина и цитокинов у больных КЭ позволяет оценить степень возможного повреждения нервной системы при патологическом процессе, прогнозировать развитие более тяжелых форм, а также рекомендовать назначение индивидуальной адекватной терапии для коррекции данных изменений.

About the authors

O N Sumlivaya

Email: son-2005@yandex.ru

References

Supplementary files