Role evaluation of autoimmune inflammatory reaction in cerebral ischemia pathogenesis

Full Text

Ишемический инсульт (ИИ) — это наиболее частая форма острых нарушений мозгового кровообращения (ОНМК), которая может привести к летальному исходу и тяжелой инвалидизации [1, 2, 7, 10, 11, 18, 20]. Несмотря на длительность изучения данной проблемы патогенез этого патологического состояния недостаточно разработан, что стимулирует поиск новых патофизиологических механизмов развития ишемического инсульта. В настоящее время показано, что в патогенезе формирования ИИ важную роль играют глутаматкальциевый каскад и феномен эксайтотоксичности [9, 17, 22]. В результате данных патобиохимических процессов происходит запуск механизмов вторичного повреждения, среди которых наиболее важное значение имеют аутоиммунная агрессия и вызываемая ее реакция локального воспаления [3, 4, 5, 6, 10, 16, 19]. Однако, несмотря на обширный экспериментальный материал, в литературе встречаются лишь единичные упоминания о клинических исследованиях, посвященных изучению феномена локального воспаления и его роли при острой церебральной ишемии [10, 21, 23, 24]. В связи с этим представляет интерес изучение роли аутоиммунного процесса и вызываемого им реакции локального воспаления в патогенезе церебральной ишемии.

Цель настоящего исследования — изучение роли аутоиммунной воспалительной реакции в патогенезе церебральной ишемии.

Нами были обследованы 150 пациентов, поступивших в отделение в первые сутки с момента развития инсульта, — 67 (44,6%) мужчин и 83 (55,3%) женщины. Больные были в возрасте от 30 до 80 лет. Средний возраст составлял 61,56±0,73 года. В работоспособном возрасте (до 65 лет) находились 43% человек. Было проведено общеклиническое, неврологическое, инструментальное, биохимическое и иммунологическое обследования.

Для объективизации тяжести состояния больных и выраженности неврологического дефицита были использованы две взаимодополняющие клинические балльные шкалы: Оргогозо (25) — с колебаниями от 0 до 100 баллов, а также оригинальная клиническая Е.И. Гусева и В.И. Скворцовой (8) — от 0 до 49 баллов. Инструментальные методы обследования включали эхоэнцефалоскопию, обзорную краниографию и КТ. Использование данных методов обследования позволяли исключить ЧМТ и объемные процессы в полости черепа. Клинико-лабораторное обследование предусматривало проведение клинических анализов цереброспинальной жидкости (ЦСЖ), крови, мочи, а также биохимических — определение основного маркера воспалительных реакций, а именно С-РБ унифицированным методом кольцепреципитации в капиллярах, показателей углеводного (глюкоза) и липидного (общий холестерин, β-липопротеиды) обмена.

Иммунологическое исследование для оценки уровня антител к ДНК в ЦСЖ и сыворотке крови (СК) проводили в первые часы с момента развития инсульта, на 10 и 21-е сутки, используя твердофазный иммуноферментный анализ (ИФА) с помощью тест-системы кардиоцентра (г. Москва). Сыворотки для ИФА использовались в разведении 1:100. Проведение ИФА заключалось в промывке планшета моющим раствором один раз по 150 мкл на лунку, внесении сыворотки в лунки А1 и А2 по 50 мкл раствора для разведения, в лунки В1 и В2 по 50 мкл положительной контрольной сыворотки, в лунки С1 и С2 по 50 мкл отрицательной контрольной сыворотки, в следующие пары лунок по 50 мкл исследуемых сывороток для определения в дублях. Планшеты подвергали инкубации сроком на один час при комнатной температуре, затем их повторно промывали моющим раствором 3 раза по 150 мкл на лунку. Вносили в каждую лунку по 50 мкл пероксидазного конъюгата и после повторной инкубации, в течение часа при комнатной температуре, вновь промывали моющим раствором и вносили в каждую лунку по 50 мкл субстрата для окрашивания (ОФД). Повторно инкубировали в течение 30 минут при комнатной температуре в защищенном от света месте до появления в лунках желтого окрашивания разной интенсивности. В лунках А1 и А2 окрашивание не развивалось. Реакцию останавливали путем добавления в каждую лунку по 50 мкл 50% серной кислоты. Результаты исследований определяли в условных единицах оптической плотности (ОП) на спектрофотометре “Multiskan” в планшетах при длине волны 492 нм. При правильно проведенном анализе среднее значение ОП в лунках с положительной контрольной сывороткой должно быть выше, чем в лунках с отрицательной контрольной сывороткой, не менее чем на 0,5 единиц ОП.

В исследование не включали лиц с острыми воспалительными, дегенеративными заболеваниями, черепно-мозговой травмой, коллагенозами.

Статистическую обработку осуществляли при помощи параметрических методов вариационной статистики с использованием критерия Стьюдента, проводили корреляционный анализ.

Диагноз ИИ устанавливали на основании субъективной и объективной неврологической симптоматики, а также дополнительных методов обследования. Нарушение мозгового кровообращения в системе внутренней сонной артерии отмечалось у 86% обследованных, в вертебробазилярной системе — у 14%. Основными этиологическими факторами ИИ являлись атеросклероз — у 25,92%, артериальная гипертония —у 34,25%, их сочетание — у 26,85%. У 9,33% больных имел место сахарный диабет, у 45,33% — ишемическая болезнь сердца с различными нарушениями ритма. У 2 больных инсульт развился на фоне острого инфаркта миокарда (кардиоцеребральный синдром). В 13% случаев причину установить не удалось. Во время сна ИИ произошел у 19% больных, в момент пробуждения и через некоторое время — у 48%, днем — у 33%.

В первые 3—6 часов с момента развития инсульта в отделение поступили 60,1% пациентов, в течение 7—12 часов — 30%. Остальные больные были доставлены позже. В зависимости от тяжести состояния были выделены 2 группы пациентов. В 1-ю группу вошли 72 (48,2%) человека с ИИ средней тяжести (суммарный клинический балл по шкале Оргогозо и оригинальной клинической — соответственно 38,2±2,6 и 29,6±0,6). В клинической картине преобладали очаговые неврологические симптомы, сопровождавшиеся нерезко выраженной общемозговой симптоматикой. 2-ю группу составили 78 (51,8%) больных с тяжелым ИИ (суммарный клинический балл по применявшимся шкалам составил соответственно 54,6±2,9 и 37,1±0,39). Состояние больных характеризовалось очаговыми и общемозговыми симптомами различной выраженности и угнетением сознания. В контрольной группе было 20 практически здоровых лиц аналогичного возраста и пола.

Уровень антител к ДНК в СК в контрольной группе составлял 0,196±0,01 ед. ОП и в ЦСЖ — 0,137±0,01 ед. ОП. Достоверных различий в значении этих показателей у мужчин и женщин в этой группе не выявлено (р>0,05).

У больных в 1 -е сутки с момента развития ИИ выявлялся сдвиг лейкоцитарной формулы влево с увеличением числа палочкоядерных нейтрофилов (10,5±1,25%) при нормальном содержании лейкоцитов (7,35±0,67∙10⁹/л). В ЦСЖ отклонений от нормы не обнаружено. Исследование белка в острой фазе у пациентов показало положительные результаты в СК на 1 и 10-е сутки и в ЦСЖ на 1-е сутки. Повышение уровня общего холестерина и β-липопротеидов выявлено в тех случаях, когда этиологическими факторами были атеросклероз (соответственно 7,62±0,15 мМ/л и 6,23±0,86 г/л) и его сочетание с артериальной гипертонией (7,17±0,41 мМ/л и 6,47±0,75 г/л). У пациентов с артериальной гипертонией показатели липидного обмена оставались в пределах нормы.

При иммунологическом исследовании в 1-е сутки с момента развития ИИ установлено достоверное (р<0,001) повышение уровня антител к ДНК как в СК, так и в ЦСЖ по сравнению с контролем (табл. 1). Полученные результаты свидетельствовали о более высоком уровне антител к ДНК в СК по сравнению с таковым в ЦСЖ в острейшем периоде ИИ. При этом уровень антител в СК оказался достоверно выше, чем в ЦСЖ (р<0,001) Значимых различий содержания антител к ДНК в зависимости от пола и возраста не выявлено (р>0,05).

Таблица 1. Содержание антител к ДНК (ед. ОП) в первые сутки острого периода ИИ (М±m)

Содержание антител к ДНК в СК достигало максимума к 10-м суткам заболевания инсульта — О,460±0,03 ед. ОП, что на 134% выше показателей в контрольной группе (р<0,001). К концу острого периода (21-е сутки) этот показатель значительно снижался — до 0,280±0,01 ед. ОП, однако достоверно на 46% превышал контроль (р<0,05).

Значительное повышение уровня антител к ДНК в ЦСЖ обнаружено на 10-е сутки — до 0,598±0,01 ед. ОП. На 10-е сутки титр антител к ДНК в ЦСЖ был выше, чем в СК. Клинические ограничения не позволили определить дальнейшую динамику титров антител в ЦСЖ, хотя теоретически можно было предположить их снижение (рис. 1).

Рис. 1. Динамика содержания антител к ДНК в остром периоде ИИ у обследованных пациентов.

Содержание антител к ДНК в 1-е сутки в СК и ЦСЖ у больных с тяжелым и крайне тяжелым ИИ было достоверно выше, чем при ИИ средней тяжести (табл. 2). Таким образом, установлена зависимость уровня антител к ДНК в крови и ЦСЖ от тяжести ИИ: чем выше концентрация антител к ДНК, тем тяжелее состояние больных (коэффициент корреляции + 0,7±0,01). Этот факт имеет прогностическую значимость.

Таблица 2. Уровень иммунологических показателей (ед. ОП) в СК и ЦСЖ в зависимости от степени тяжести ИИ (М±m)

К концу острого периода ИИ (21-е сутки) у 28% пациентов имело место хорошее восстановление нарушенных функций, у 23,3% — неполное, соответствовавшее умеренной инвалидности, у 33,7% — выраженная инвалидизация; легальность составляла 16%. При этом в 1-й группе (ИИ средней тяжести) к концу острого периода хорошее восстановление нарушенных функций было зафиксировано у 41,1% больных, частичный регресс неврологического дефицита (умеренная инвалидизация) — у 35%, тяжелая инвалидизация — у 24%. Во 2-й группе — при инсульте тяжелой степени у 23% больных отмечалась умеренная и у 47% резкая инвалидизация; летальность достигала 30%.

Сопоставление титра антител к ДНК в СК в 1-е сутки ИИ и результатов ретроспективного анализа его динамики к концу острого периода заболевания, с одной стороны, и исхода инсульта — с другой позволило определить наиболее значимые прогностические критерии (рис. 2). Установлена прогностическая значимость степени повышения титра антител к ДНК в 1-е сутки инсульта: более высокий титр ассоциировался с тяжелым течением инсульта и неблагоприятным исходом (р<0,001). У пациентов с хорошим восстановлением неврологических функций определялся более низкий уровень антител к ДНК в СК, тогда как у пациентов с умеренными и грубыми признаками инвалидизации он был на 45% выше. Это подчеркивает неблагоприятную прогностическую значимость высокого уровня антител к ДНК в первые сутки ИИ.

Рис. 2. Зависимость между титром антител к ДНК в СК в 1-е сутки ИИ и его исходом. 1 — минимальный дефект или выздоровление, 2 — тяжелый неврологический дефект, 3 — летальный исход.

Таким образом, клинико-иммунологическое исследование подтвердило роль аутоиммунных реакций, вызываемого ими локального воспаления в патогенезе ИИ и формировании инфарктных изменений в ткани мозга. Установлено достоверное повышение титра антител к ДНК в СК и ЦСЖ у больных с первых часов развития ИИ и прогностическое значение величины и длительности этого повышения для определения степени тяжести течения и исхода заболевания. Обнаружение в первый день ИИ высокого титра антител к ДНК свидетельствует о неблагоприятном прогнозе в отношении как выздоровления, так и жизни. Установленные достоверные иммунологические критерии объективизации тяжести течения и исхода инсульта могут быть использованы в клинической практике врача-невролога.

С первых минут острой фокальной ишемии вследствие деятельности сложного каскада микроциркуляторно-клеточных реакций происходят гибель нервной ткани и нарушение проницаемости ГЭБ. Деструкция клеток мозга и возникновение неадекватной проницаемости ГЭБ ведут к выходу органонеспецифических белков из пораженной ткани, проникновению их в кровь и накоплению в ЦСЖ [12]. Утрата иммунной толерантности к белковым компонентам мозга влечет за собой развитие аутоиммунной реакции [13].

Являясь единственным иммунокомпетентным компонентом в ЦНС, микроглия участвует во всех реакциях ткани мозга на ишемию [19, 22, 23]. Ишемический процесс активирует микро-глиальные клетки, приводя их в состояние готовности к иммунному ответу. Органо-неспецифические аутоантитела, воздействуя на микроглию, продуцируют и поддерживают воспалительную реакцию в очаге ишемии, окружающей зону первичного некроза. Образование комплексов антиген-антитело активизирует систему комплемента, что еще больше индуцирует иммунное воспаление и вызывает нарушение микроциркуляции и проницаемости ГЭБ.

Доформирование очага инфаркта в значительной мере связано с реакцией локального воспаления и агрессивным воздействием органонеспецифических аутоантител, участвующих в механизмах клеточного апоптоза ткани мозга в зоне ишемической пенумбры. Уровень аутоантител оставался достоверно повышенным в течение острого периода инсульта, что свидетельствовало об интенсивности воспалительных реакций.

Исследование показало, что традиционный маркер соматических воспалительных процессов С-РБ, как и аутоантитела, отражает активность ишемического процесса в мозге и подтверждает развитие воспалительной реакции [14, 15]. Локальное аутоиммунное воспаление, реакция окислительного стресса, глутамат-кальциевый каскад и феномен эксайтотоксичности замыкают порочный круг, что формирует мозговую недостаточность.

С учетом полученных результатов можно обоснованно рекомендовать в качестве патогенетической терапии применение препаратов нейропротекторов, направленных па уменьшение выраженности локальной воспалительной реакции и активацию защитных противовоспалительных систем. Это позволит ограничить область инфарктных изменений в мозге и значительно повысить эффективность лечения больных с острым ИИ и таким образом улучшить клинический исход заболевания.

About the authors

G. N. Zhdanov

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Tver

M. M. Gerasimova

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Tver

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Fig. 1

Download (54KB)

Indexing metadata

3. Fig. 2

Download (111KB)

Indexing metadata