Neurotrophic Factors as Markers of Stroke Recovery: a Review

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

INTRODUCTION. A review of studies on the role of neurotrophic factors: BDNF, NGF, BDNF, NGF, NT-3, NT-4/5, IGF-1 and other biomarkers, in predicting and enhancing ischemic stroke (IS) recovery is presented.

AIM. To analyze recent data on the role of neurotrophic factors in recovery processes post-stroke rehabilitation.

MAIN CONTENT OF THE REVIEW. High-level evidence-based works (randomized controlled trials, meta-analyses, systematic reviews) found in PubMed and Cochrane Library databases are included, ClinicalTrials.gov. for 2013–2025. The data on the importance of neurotrophic factors (NTF) in various periods of IS, as well as the effects of physical activity, genetic polymorphisms, and new therapeutic approaches aimed at increasing NTF levels are considered. NTFs have significant potential for predicting recovery outcomes and optimizing post-stroke rehabilitation.

CONCLUSION. Combining physical rehabilitation with pharmacological strategies targeting NTF mechanisms could lead to innovative therapies to improve stroke survivors’ quality of life.

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Ишемический инсульт (ИИ) остается одной из ведущих причин инвалидизации и смертности во всем мире, несмотря на достижения в лечении острого периода заболевания. Восстановление утраченных функций после ИИ — сложный многоэтапный процесс активации нейропластичности, включающий ремиелинизацию, ангиогенез, синаптогенез и нейрогенез, формирование компенсаторных механизмов в непораженных областях мозга [1].

Исследования последних десятилетий показали, что нейротрофические факторы (НТФ) — нейротрофический фактор мозга (BDNF), фактор роста нервов (NGF), глиальный нейротрофический фактор (GDNF), инсулиноподобный фактор роста-1 (IFG-1) и др. — способствуют выживанию нейронов, стимулируют их рост и дифференцировку, участвуют в формировании новых синаптических связей. НТФ являются ключевыми регуляторами нейропластичности, обеспечивая основу для функционального восстановления после повреждений головного мозга [2].

Несмотря на значительный прогресс в понимании роли НТФ в процессе восстановления после ИИ, многие вопросы остаются открытыми. Недостаточно изучены механизмы, посредством которых различные НТФ взаимодействуют друг с другом и сигнальными путями в мозге, неясны временные рамки и оптимальные воздействия для стимуляции НТФ у пациентов с ИИ. Остается дискуссионным вопрос оценки уровней экспрессии различных НТФ in vivo, что актуально для мониторинга эффективности реабилитационных мероприятий [3].

ЦЕЛЬ

Проанализировать данные последних лет о роли НТФ в восстановительных процессах после ИИ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ОБЗОРА

Методология поиска источников

Проведен комплексный поиск публикаций в базах данных PubMed, Google Shcolar, Cochrane Library, ClinicalTrials.gov. Для анализа были выбраны данные высокого уровня доказательности (рандомизированные контролируемые исследования [РКИ], метаанализы, систематические обзоры, крупные экспериментальные исследования) за 2016–2025 гг., один источник 2013 г.

Поиск проводился с использованием трех элементов, связанных оператором AND. Первый элемент включал устоявшиеся названия конкретных НТФ (например, brain derived neurotrophic factor [BDNF] как в полной, так и в сокращенной форме), обозначения понятия НТФ (например, neurotrophic factor, neurotrophins), связанных оператором OR. Второй элемент включал понятия, обозначающие ИИ (stroke, ischemia, infarction). Третий элемент включал понятия, отражающие процессы реабилитации (rehabilitation, rehab, recovery).

Согласно заданным параметрам поиска, найдено 246 источников. После исключения дубликатов, исследований без результатов и нерелевантных работ (рассматривались данные о роли BDNF, NGF, GDNF и других НТФ в восстановлении после ИИ в разные временные периоды) в анализ было включено 40 источников. Методика отбора исследований представлена на рисунке.

 

Рис. 1. Блок-схема исследования

Fig. 1. Block diagram of the study

 

Нейротрофические факторы

НТФ — это полипептидные соединения, обеспечивающие рост, дифференцировку, жизнеспособность нервной ткани и поддержание нейропластичности. Наиболее изученными являются следующие регуляторные белки: NGF, BDNF, НТФ 3 и 4/5 (NT-3, NT-4/5), IFG-1, (GDNF, CNTF) [2–5]. В таблице 1 представлены научные исследования по изучению НТФ при ИИ.

 

Таблица 1. Научные исследования по изучению нейротрофических факторов при ишемическом инсульте

Table 1. Scientific studies on neurotrophic factors in ischemic stroke

Характеристики включенных исследований

Analyzed studies characteristics

Исследование

Study

Тип исследования

Type of study

Участники исследования

Study participants

Биомаркеры

Biomarkers

Вмешательство

Intervention

Результат

Result

Xing Y., 2020 [1]

Обзор

Review

Биологические модели ИИ, Пациенты с ИИ

IS biological models, IS patients

BDNF/proBDNF

Аэробные упражнения

Aerobic exercise

Аэробные упражнения в течение 4 недель повышают соотношение mBDNF/proBDNF

Four-week aerobic exercise intervention increases the mBDNF/proBDNF ratio

VEGF

Упражнения на беговой дорожке

Treadmill exercise

Увеличение экспрессии VEGF непосредственно после инсульта при стимуляции бис(пропил)-когнитином, антагонистом NMDA-рецепторов

VEGF expression increases immediately after stroke under bis(propyl)-cognitin stimulation, an NMDA receptor antagonist

BDNF, GAP-43, IGF-1

Различные виды физической нагрузки

Various types of physical activity

Восстановление пареза при физической нагрузке вероятно связано с повышением уровня GAP-43, фосфорилированного по серину 41 (pSer41-GAP-43) и GAP-43

Motor recovery during physical exercise is likely associated with increased levels of GAP-43 and its serine 41-phosphorylated form (pSer41-GAP-43)

IGF-1

Аэробные упражнения с когнитивной тренировкой

Aerobic exercise with cognitive training

Повышение уровня IGF-1 в сыворотке крови, улучшение когнитивных способностей у пациентов через 6 месяцев после инсульта. Участие IGF-1 в поведенчески-индуцированной пластичности

Increased serum IGF-1 levels, improved cognitive performance in patients 6 months post-stroke. IGF-1 involvement in behaviorally induced neuroplasticity

Skaper S., 2020 [2]

Обзор

Review

Биологические модели ИИ, нейродегенерации

IS and neurodegeneration biological models

BDNF, NGF, NT-3

Нет

None

НТФ могут быть использованы для лечения нейродегенеративных заболеваний. Внутривенное введение BDNF, конъюгированного с антитрансферриновым антителом, преодолевает гематоэнцефалический барьер, обеспечивает нейропротекцию

Neurotrophic factors can be used to treat neurodegenerative diseases. Intravenous administration of BDNF conjugated with anti-transferrin antibody crosses the blood–brain barrier and provides neuroprotection

Brunelli S., 2023 [3]

Обзор

Review

Более 10 000 пациентов с инсультом, около 3000 пациентов группы контроля, модели ИИ на крысах

Over 10 000 stroke patients, about 3000 controls, IS rat models

BDNF, NF-L, легкие белки нейрофиламентов, NSE, S100b, S100, кальцийсвязывающий белок B, тау-белок

BDNF, NF-L, neurofilament light polypeptides, NSE, S100b, S100, calciumbinding protein B, tau protein

Оценка в разные периоды ИИ

Assessment at different stages of IS

Изменения биомаркеров в спинномозговой жидкости и крови отражают степень повреждения мозга и развитие патологических изменений, коррелируют с тяжестью повреждения и активацией репаративных механизмов

Changes in biomarkers in cerebrospinal fluid and blood reflect the degree of brain damage and pathological progression, correlate with the severity of damage and activation of reparative mechanisms

He J., 2023 [4]

РКИ

RCT

200 (100 пациентов основной группы, 100 пациентов — контрольной группы)

200 patients (100 intervention, 100 control)

NGF, BDNF, IGF-1 и др.

NGF, BDNF, IGF-1, etc.

Мультимодальная технология в основной группе — 4 недели

Multimodal technology in the intervention group — 4 weeks

NGF, BDNF, IGF-1, HGB, ALB и TRF в основной группе были выше (p < 0,05); Fugl — Meyer , показатели шкалы качества жизни (SS-QOL) в группе наблюдения были выше (p < 0,05); балл NIHSS в группе наблюдения был ниже (p < 0,05)

Levels of NGF, BDNF, IGF-1, hemoglobin (HGB), albumin (ALB), and transferrin (TRF) were significantly higher in the intervention group (p < 0.05); Fugl — Meyer and Stroke-Specific Quality of Life Scale (SS-QOL) scores were higher, and NIHSS score was lower in the observation group (p < 0.05)

Hernández-del Caño C., 2024 [5]

Обзор

Review

Биологическая модель ИИ

IS biological model

BDNF

Нет

None

Влияние BDNF на ГАМК-ергические нейроны коры и полосатого тела, нарушения их экспрессии или сигнализации — распространенный механизм в патофизиологии заболеваний мозга

BDNF affects GABAergic neurons in the cortex and striatum; impaired BDNF expression or signaling is a common mechanism in the pathophysiology of brain disorders

Liu W., 2020 [6]

Обзор

Review

Биологическая модель ИИ

IS biological model

BDNF

Терапевтические стратегии не указаны

Therapeutic strategies not specified

BDNF стимулирует нейропластичность при реабилитации после инсульта. Показаны возможности использования BDNF как терапевтического агента при лечении инсульта

BDNF stimulates neuroplasticity during post-stroke rehabilitation. Its potential use as a therapeutic agent for stroke treatment is being explored

Sims-Knight C., 2022 [7]

Обзор

Review

Более 1600 с ИИ и черепно-мозговой травмой в разные периоды восстановления

Over 1600 with IS and traumatic brain injury, various recovery stages

BDNF, NGF

Различные терапевтические стратегии, изучение генетики, данных нейровизуализации

Various therapeutic strategies, genetic and neuroimaging data analysis

BDNF и NGF играют роль в повышении нейрогенеза и функционального восстановления после инсульта и черепно-мозговой травмы. BDNF и NGF играют синергетическую роль в двигательном обучении и когнитивном восстановлении

BDNF and NGF contribute to enhanced neurogenesis and functional recovery following stroke and TBI. They act synergistically in motor learning and cognitive rehabilitation

Moghanlou A., 2023 [27]

Экспериментальное

Experimental

Биологическая модель ИИ

IS biological model

NT-3, NT-4, TrkB, TrkC

Тредмил-тест за 8 недель до ишемии

Treadmill-test exercise 8 weeks before ischemia

Экспрессия генов NT-3, NT-4, TrkB и TrkC и уровни их белков были выше в группе с физической активностью по сравнению с группой без физической активности (p < 0,05)

Gene expression and protein levels of NT-3, NT-4, TrkB, and TrkC were significantly higher in the group with physical activity compared with the group without physical activity (p < 0.05)

Hayes C., 2021 [37]

Обзор

Review

Пациенты с ИИ (3600) и контрольная группа без ИИ (3000), биологические модели ИИ

IS patients (3.600), control group without IS (3000), IS biological models

IGF-1

Различные виды физических упражнений

Various types of physical exercise

Получена корреляция IGF-1 до или во время ИИ с показателями смертности. Низкий уровень IGF-1 ассоциирован с высоким риском инсульта. Уровни IGF-1 обратно пропорциональны неврологическому дефициту, отрицательно коррелируют с постинсультной депрессией, хронической усталостью, нарушением сна, мышечной атрофией

Correlation of IGF-1 before or during IS with mortality rates was obtain. Low IGF-1 was associated with higher stroke risk. IGF-1 levels were inversely related to neurological deficit and negatively correlated with post-stroke depression, chronic fatigue, sleep disturbances, and muscle atrophy

Zhang Z., 2021 [31]

Обзор

Review

Биологическая модель ИИ

IS biological model

Нейротрофический фактор из глиальной линии клеток (GDNF)

Glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF)

Нет

None

После ИИ повышается уровень GDNF, что может ингибировать эксайтотоксичность, апоптоз, окислительный стресс и модулировать синаптическую потерю нейронов, способствуя выживанию нейронов и восстановлению мозга, улучшая исход инсульта

Post-stroke increase in GDNF levels can inhibit excitotoxicity, apoptosis, and oxidative stress, as well as modulate synaptic loss, thereby promoting neuronal survival, brain repair, and improved stroke outcomes

Shahnawaz A., 2024 [9]

Систематический обзор

Systematic review

28 исследований, пациенты с ИИ

28 studies, IS patients

BDNF, металлопротеиназы MMP-3, MMP-9, MMP-12, легкая цепь нейрофиламента (NFL), тиоредоксин, оментин-1, нетрин-1

BDNF, metalloproteinases MMP-3, MMP-9, MMP-12, neurofilament light chain (NFL), thioredoxin, omentin-1, netrin-1

Реабилитационные мероприятия не указаны

Rehabilitation activities not specified

BDNF через 72 часа после ИИ коррелирует с исходом через 2 и 7 лет. Высокий BDNF (> 20,7–21,8 нг/мл) — предиктор благоприятного исхода, низкий (< 9,96 нг/мл) — неблагоприятного. MMP-12 и MMP-9 связаны с плохим восстановлением, MMP-3 — с хорошим. Высокий уровень NFL через 3 и 6 месяцев после ИИ связан с худшим прогнозом по mRS и NIHSS. Высокий уровень нетрина-1 связан с хорошим прогнозом через 3 месяца после ИИ. Низкий уровень оментина-1 — ухудшение исходов, высокий уровень — благоприятный исход через 3 месяца после ИИ. Высокий уровень тиоредоксина связан с неблагоприятным исходом ИИ

BDNF levels at 72 hours post-stroke correlate with outcomes at 2 and 7 years. High BDNF (> 20.7–21.8 ng/mL) predicts favorable outcome, while low levels (< 9.96 ng/mL) predict poor outcome. MMP-12 and MMP-9 are associated with poor recovery; MMP-3 with favorable recovery. Elevated NFL levels at 3 and 6 months after stroke are linked to worse prognosis based on mRS and NIHSS. Higher netrin-1 levels are associated with favorable outcomes at 3 months. Low omentin-1 correlates with poor outcomes, while high levels indicate favorable prognosis. Elevated thioredoxin is associated with poor stroke outcomes

Ashcroft S., 2022 [10]

Систематический обзор и метаанализ

Systematic review and meta-analysis

687 пациентов (17 исследований)

687 patients (17 studies)

BDNF

Различные виды физической нагрузки

Various types of physical activity

Значимое повышение концентрации BDNF после одного сеанса реабилитации (2,49 нг/мл; 95% ДИ: 1,10–3,88) и интенсивных аэробных упражнений (3,42 нг/мл; 95% ДИ: 1,92–4,92)

Significant increase in BDNF concentration after a single rehabilitation session (2.49 ng/mL; 95% CI: 1.10–3.88) and after intensive aerobic exercise (3.42 ng/mL; 95% CI: 1.92–4.92)

Karantali E., 2021 [11]

Систематический обзор и метаанализ

Systematic review and meta-analysis

26 исследований, метаанализ 9 исследований

26 studies, meta-analysis of 9 studies

BDNF

Нет

None

Наблюдается отрицательная корреляция между уровнями NIHSS и BDNF в острой фазе инсульта (95% ДИ: −0,4725; −0,1082, z = −3,01, p = 0,0026). Уровень BDNF был значимо ниже у пациентов с острым ИИ по сравнению со здоровыми лицами

Negative correlation between NIHSS and BDNF levels in the acute phase of stroke (95 % CI: –0.4725; –0.1082), z = –3.01, p = 0.0026). The BDNF level was significantly lower in patients with acute IS compared with healthy controls

Mojtabavi H., 2022 [12]

Систематический обзор и метаанализ

Systematic review and meta-analysis

3047 пациентов (62 исследования), из них 1856 пациентов с ИИ

3047 patients (62 studies), including 1856 IS patients

BDNF

Различные виды физических упражнений

Various types of physical activity

Низкие уровни BDNF у пациентов с ИИ (SMD [95% ДИ] = –1,04 [от −1,49 до –0,58]). Нет корреляции уровня BDNF со временем после ИИ. Уровни BDNF ниже у пациентов с депрессией (SMD [95% ДИ] = −0,60 [от −1,10 до −0,10]). Физические тренировки повышают BDNF, но не оказывают долгосрочного эффекта; SMD [95% ДИ] = 0,49 [0, 09–0, 88]) и SMD [95% ДИ] = 0,02 [−0,43–0,47]). rTMS не влияет на уровень BDNF

Low BDNF levels were observed in IS patients (SMD [95% CI] = −1.04 [from −1.49 to −0.58]). No correlation are found between BDNF levels and time after stroke. BDNF levels are lower in patients with depression (SMD [95% CI] = −0.60 [from –1.10 to −0.10]). Physical training increases BDNF, but has no long-term effect. (SMD [95% CI] = 0.49 [0.09–0.88] and SMD [95% CI] = 0.02 [−0.43–0.47]). rTMS does not affect the BDNF level

Zhou B., 2024 [13]

Обсервационное

Observational

106 пациентов с ИИ и раком

106 IS patients with cancer

BDNF, NSE, CNTF

Нет

None

NSE, BDNF и CNTF — независимые факторы, влияющие на постинсультную депрессию у пациентов с ИИ, NSE — фактор риска (отношение шансов [OR] > 1, p < 0,05), BDNF и CNTF — защитные факторы (OR < 1, p < 0,05)

NSE, BDNF and CNTF are independent factors influencing post—stroke depression in patients with IS, NSE is a risk factor (odds ratio [OR] > 1, p < 0.05), BDNF and CNTF are protective factors (OR < 1, p < 0.05)

Santoro M., 2020 [15]

Обсервационное

Observational

49 пациентов, из них 36 с ИИ и 13 с геморрагическим инсультом

49 patients, 36 of them with IS and 13 with hemorrhagic stroke

Генотипирование BDNF rs6265

BDNF rs6265 genotyping

Физиотерапия, эрготерапия, роботизированная терапия верхней конечности

Physiotherapy, occupational therapy, robotic upper limb therapy

Аллель А связан с более благоприятными исходами

A-allele is associated with more favorable outcomes

Liu X., 2021 [14]

Систематический обзор

Systematic review

25 исследований

25 studies

Полиморфизм нуклеотидов в гене BDNF

BDNF gene nucleotide polymorphism

Не указано

Not specified

У пациентов с генотипом Val66Met AA исход может быть хуже, чем у носителей генотипов GA+GG (OR = 1,90; 95% ДИ: 1,17–3,10; р = 0,010; I2 = 69,2 %)

Patients with the Val66Met AA genotype may have worse outcomes compared to carriers of GA+GG genotypes (OR = 1.90; 95% CI: 1.17–3.10; р = 0.010; I2 = 69.2 %)

Widodo J., 2016 [22]

Кросс-секционное

Cross-sectional

46 пациентов с ИИ

46 IS patients

NGF, BDNF

Нет

None

В острый период уровень NGF увеличивается, постепенно снижаясь к 30-му дню. Уровень BDNF исходно низкий, повышался с 14-го дня, продолжал повышаться в течение 30 дней

NGF levels increase during the acute phase and gradually decrease by day 30. BDNF levels are initially low, rising from day 14 and continuing after 30 days

Li X., 2018 [23]

Экспериментальное

Experimental

Биологическая модель ИИ

IS biological model

NGF

Интраназальное введение NGF, 6 суток

Intranasal admission of NGF, 6 days

Интраназальное введение NGF улучшило неврологический функциональный исход и уменьшило объем инфаркта мозга

Intranasal administration of NGF improved neurological functional outcomes and reduced infarct volume

Luan X., 2019 [24]

Обсервационное

Observational

185 пациентов с острым ИИ, 100 здоровых испытуемых

185 acute IS patients, 100 healthy controls

NGF

Нет

None

Концентрация NGF в сыворотке выше в группе с хорошим функциональным результатом (mRS 0–2), чем в группе с плохим функциональным результатом (mRS 3–6) (9.51 ± 2.33 vs. 8.12 ± 1.61, p < 0,001). Концентрация NGF у здоровых ниже, чем у пациентов с острым ИИ (p < 0,001). Высокая концентрация NGF (> 9.21 ng/L) связана с лучшим прогнозом через 3 месяца (OR = 0.048; 95% ДИ: 0.012–0.185, p < 0,001)

Serum NGF concentration is higher in the group with favorable functional outcome (mRS 0–2) compared to the poor outcome group (mRS 3–6) (9.51 ± 2.33 vs. 8.12 ± 1.61, p < 0.001). NGF levels are lower in healthy controls than in patients with acute IS (p < 0.001). A high NGF concentration (> 9.21 ng/L) is associated with a better 3-month prognosis (OR = 0.048; 95% CI: 0.012–0.185, p < 0.001)

Colitti N., 2022 [26]

Экспериментальное

Experimental

Биологическая модель ИИ (24 крысы)

IS biological model (24 rats)

NGF

Интраназальное введение в течение 10 недель

Intranasal admission over 10 weeks

Наблюдается нейрогенез на 2-й и 3-й месяцы. Реконструкция ткани установлена на Т2-взвешенной МРТ на 8-й и 12-й неделе и подтверждена гистологией. NGF значимо увеличил процент зрелых нейронов (19 % против 7 %). Нет связи NGF с сенсомоторным восстановлением

Neurogenesis for 2 and 3 months. Tissue reconstruction was detected on T2-weighted MRI at weeks 8 and 12 and confirmed histologically. NGF significantly increased the proportion of mature neurons (19 % vs 7 %). No association was found between NGF and sensorimotor recovery

Chung J.-Y., 2017 [27]

Экспериментальное

Experimental

Биологическая модель ИИ (59 крыс)

IS biological model (59 rats)

NT-3, TrkC

Тредмил-тест 12 дней после ишемии

Treadmill test for 12 days post-ischemia

Экспрессия TrkC увеличивалась при упражнениях на беговой дорожке, но снижалась в ипсилатеральной области. Упражнения увеличивали экспрессию TrkC в контралатеральной области

TrkC expression increased during treadmill exercise, but decreased in the ipsilateral region. Exercise increased TrkC expression in the contralateral region

Chung J.-Y., 2013 [28]

Экспериментальное

Experimental

Биологическая модель ИИ (59 крыс)

IS biological model (59 rats)

NT-4

Тредмил-тест 12 дней после ишемии

Treadmill test for 12 days post-ischemia

Ишемия снизила экспрессию NT-4 и TrkB. Упражнения на беговой дорожке увеличили экспрессию NT-4 и TrkB

Expression of NT-4 and TrkB was reduced by ischemia and increased by treadmill exercise

Zhang Z., 2020 [31]

Экспериментальное

Experimental

Биологическая модель ИИ (12 мышей) / IS biological model (12 mice)

GDNF

Нет

None

Низкая концентрация GDNF увеличивает зону ишемии и ухудшает долгосрочные последствия инсульта

Low GDNF concentration is associated with enlargement of the ischemic area and worsening of long-term stroke outcomes

Куракина А.С., 2021 [33]

Обсервационное

Observational

50 пациентов с острым ИИ и 20 здоровых лиц

50 acute IS patients and 20 healthy controls

GDNF

Нет

None

У пациентов с ИИ уровень GDNF выше (3,4 [2, 8; 5, 0] пг/мл), чем у здоровых (2,8 [2, 6; 2, 9] пг/мл), p = 0,02. Риск неблагоприятного исхода на 14-е сутки в 2,8 раза выше при повышении GDNF более чем на 30 % за 7 дней (ОR = 2,8; 95% ДИ: 1,4–5,7). Летальный исход в первые 14 дней в 6,7 раза вероятнее при GDNF менее 2,9 пг/мл в первые 48 часов (ОR= 6,7; 95 % ДИ: 1,5–30,5)

In IS patients, GDNF levels were significantly higher (3.4 [2.8; 5.0] pg/mL) than in healthy controls (2.8 [2.6; 2.9] pg/mL), p = 0.02. A > 30 % increase in GDNF within 7 days was associated with a 2.8-fold higher risk of unfavorable outcome at day 14 (OR = 2.8; 95% CI: 1.4–5.7). GDNF < 2.9 pg/mL in the first 48 hours was associated with a 6.7-fold increased risk of death within 14 days (OR = 6.7; 95% CI: 1.5–30.5)

Mehrpour M., 2016 [38]

Обсервационное

Observational

60 пациентов с острым ИИ

60 acute IS patients

IGF-1

Нет

None

Наблюдается значительная корреляция между сывороточным уровнем IGF-1 и баллами MRS (p = 0,020; r = −0,32). Высокие уровни IGF-1 связаны с лучшим результатом в течение 12 месяцев

A significant correlation was found between serum IGF-1 levels and mRS scores (p = 0.020; r = −0.32). Higher IGF-1 levels were associated with better 12-month outcomes

Aberg N., 2018 [40]

Обсервационное

Observational

354 пациента с ИИ

354 IS patients

IGF-1

Не указано

Not specified

Изменения уровней s-IGF-I через 3 месяца, ассоциации с долгосрочными 2-летними результатами незначительные

Changes in s-IGF-I levels at 3 months showed no significant associations with long-term 2-year outcomes

Ploughman M., 2019 [18]

РКИ

RCT

52 пациента в поздний восстановительный период ИИ

52 chronic IS patients

IGF-1, BDNF

Аэробная физическая нагрузка с когнитивным тренингом

Aerobic physical exercise with cognitive training

Уровень BDNF не изменялся. Повышение IGF-1 ассоциировалось с улучшением когнитивной функции, в том числе при долгосрочном наблюдении

No change in BDNF levels was observed. An increase in IGF-1 was associated with improved cognitive function, including during long-term follow-up

Armbrust M., 2016 [39]

Обсервационное

Observational

404 пациента с ИИ

404 IS patients

IGF-1

Нет

None

Низкие уровни IGF-1 (день 8) связаны с уменьшением риска неблагоприятного исхода (OR = 0,61; 95% ДИ: 0,37–0,99; p = 0,044). Низкие уровни IGFBP-3 и высокие уровни IGF-1 в подострой фазе — предикторы неблагоприятного исхода через 3 месяца после инсульта

Low IGF-1 levels on day 8 were associated with reduced risk of unfavorable outcome (OR = 0.61; 95% CI: 0.37–0.99; p = 0.044). Low IGFBP-3 and high IGF-1 levels in the subacute phase were predictive of unfavorable 3-month outcomes after stroke

Neeraj S., 2021 [41]

Систематический обзор

Systematic review

215 пациентов (9 исследований)

215 patients (9 studies)

BDNF, IGF-1, VEGF, кортизол, интерлейкин 6, миелопероксидаза

BDNF, IGF-1, VEGF, cortisol, interleukin 6, myeloperoxidase

Различные виды аэробных тренировок

Various types of physical activity

Один сеанс высокоинтенсивной интервальной тренировки значимо увеличивает BDNF, IGF-1 и VEGF. Тренировки (40–45 минут, 24 сеанса, 8 недель) увеличивают уровень BDNF

A single session of high-intensity interval training significantly increased BDNF, IGF-1, and VEGF levels. Training sessions (40–45 minutes, 24 sessions over 8 weeks) increase BDNF levels

Guo D., 2019 [42]

Обсервационное

Observational

3346 пациентов с острым ИИ

3346 acute IS patients

Нетрин-1

Нет

None

Повышенные уровни нетрина-1 в сыворотке связаны с улучшением прогноза через 3 месяца после ИИ и снижением риска смертности

Elevated serum netrin-1 levels were associated with improved 3-month prognosis after IS and reduced mortality risk

Xu T., 2018 [43]

Обсервационное

Observational

266 пациентов с острым ИИ

266 acute IS patients

Оментин-1

Нет

None

Высокие исходные уровни оментина-1 отрицательно связаны с худшим функциональным исходом

Higher baseline omentin-1 levels were inversely associated with worse functional outcomes

Tiedt S., 2018 [44]

Обсервационное

Оbservational

291 пациент с ИИ (196 — в ранний восстановительный период, 95 — в поздний восстановительный период), 30 здоровых лиц

291 IS patients (196 — subacute, 95 — chronic), 30 healthy controls

NFL

Нет

None

У пациентов с ИИ сывороточный NFL был выше, чем у здоровых, до 6 месяцев после инсульта, достигая пика на 7-й день (211,2 пг/мл) и коррелируя с объемом инфаркта. Через 6 месяцев пациенты с рецидивирующим ИИ имели более высокий NFL. NFL через 6 месяцев коррелировал с нейродегенерацией по МРТ, получена прямая положительная связь между показателями NLF на 7 день и баллами шкалы Рэнкин через 3 месяца после инсульта

Serum NFL levels were higher in IS patients than in healthy individuals for up to 6 months post-stroke, peaking on day 7 (211.2 pg/mL) and correlating with infarct volume. At 6 months, patients with recurrent IS had higher NFL levels. NFL at 6 months correlated with MRI-based neurodegeneration and independently predicted 3-month mRS scores when measured on day 7

Gao L., 2018 [45]

Обсервационное

Оbservational

457 пациентов с ИИ

457 IS patients

NSE

Нет

None

Высокий исходный уровень NSE связан с неблагоприятными исходами ИИ в течение 1 года у пациентов с гипертонией

High baseline NSE levels were associated with unfavorable 1-year stroke outcomes in hypertensive patients

Чуканова А.С., 2022 [8]

Обсервационное

Оbservational

80 пациентов с острым ИИ, 20 пациентов с хронической ишемией головного мозга

80 acute IS patients, 20 patients with chronic brain ischemia

NSE, BDNF, белок р53 / NSE, BDNF, p53 protein

Не указано

Not specified

У пациентов с благоприятным течением ИИ — низкие NSE и рост BDNF к 10-м суткам. При неблагоприятном течении — высокие NSE и стабильный BDNF. Инвалидизация в ранний период коррелирует с уровнями NSE и BDNF. Тяжесть неврологического дефицита через 12 месяцев обратно коррелирует с уровнем BDNF в сыворотке крови

NSE levels were low and BDNF levels increased by day 10 in patients with favorable IS outcomes. NSE levels were high and BDNF remained stable in patients with unfavorable outcomes. Early disability correlated with NSE and BDNF levels. At 12 months, neurological deficit severity was inversely correlated with serum BDNF levels

Примечание: ИИишемический инсульт; ДИдоверительный интервал; OR — отношение шансов; SMD — стандартизированная средняя разница; BDNF — мозговой нейротрофический фактор роста; proBDNF — промозговой нейротрофический фактор роста; CNTF — цилиарный нейротрофический фактор; GDNF — глиальный нейротрофический фактор; IGF-1 — инсулиноподобный фактор роста-1; NFL — легкая цепь нейрофиламента; NGF — фактор роста нервов; NSE — нейронспецифическая энолаза; NT-3 — нейротрофин-3; NT-4 — нейротрофин-4; TrkA — тропомиозин-рецепторная киназа A; TrkB — тропомиозин-рецепторная киназа B; TrkC — тропомиозин-рецепторная киназа C; VEGF — фактор роста эндотелия сосудов; GAP-43 — белок, связанный с ростом-43; HGB — гемоглобин; ALB — альбумин; TRF — трансферрин; MMP — матриксная металлопротеиназа; rTMS — ритмическая транскраниальная магнитная стимуляция; МРТмагнитно-резонансная томография.

Note: IS — ischemic stroke; CI — confidence interval; OR — odds ratio; SMD — standardized mean difference; BDNF — cerebral neurotrophic growth factor; proBDNF — procerebral neurotrophic growth factor; CNTF — ciliary neurotrophic factor; GDNF — glial neurotrophic factor; IGF-1 — insulin-like growth factor-1; NFL — neurofilament light chain; NGF — nerve growth factor; NSE — neuron-specific enolase; NT-3 — neurotrophin-3; NT-4 — neurotrophin-4; TrkA — tropomyosin-receptor kinase A; TrkB — tropomyosin-receptor kinase B; TrkC — tropomyosin-receptor kinase C; VEGF — vascular endothelial growth factor; GAP-43 — growth–related protein-43; HGB — hemoglobin; ALB — albumin; TRF — transferrin; MMP — matrix metalloproteinase; rTMS — rhythmic transcranial magnetic stimulation; MRI — magnetic resonance imaging.

 

Нейротрофический фактор мозга (BDNF)

BDNF — наиболее распространенный и изученный НТФ в головном мозге взрослого человека, играющий ключевую регуляторную роль в процессах нейропластичности. Связываясь с двумя основными типами рецепторов (TrkB и p75NTR), он повышает экспрессию генов, отвечающих за выживание и дифференцировку нейронов [2]. Имеются данные о влиянии BDNF на модификацию функциональной и структурной пластичности нейронов ГАМК-эргической системы гиппокампа [5]. Молекула BDNF является объектом изучения как в рамках клинических, так и научных экспериментов, включая ее возможное применение в качестве терапевтического агента при лечении и восстановлении пациента с инсультом [6, 7].

Установлено, что в острый период ИИ концентрация BDNF снижается [8], однако мнение о предиктивной значимости BDNF в отношении функциональных исходов ИИ остается неоднозначным. Опубликовано большое число исследований, посвященных роли BDNF как потенциального маркера восстановления после инсульта, направленных на выявление связи между изменением уровня BDNF с реабилитационными вмешательствами и функциональным исходом.

Результаты систематического обзора (28 РКИ) демонстрируют взаимосвязь между уровнем BDNF в первые 3 суток после ИИ с клиническими исходами через 2 и 7 лет: пациенты с низкими уровнями BDNF имеют худшие прогнозы по шкалам mRS (Modified Rankin Scale) и NIHSS (National Institutes of Health Stroke Scale), тогда как более высокие уровни BDNF ассоциированы с благоприятным исходом [9]. Значения BDNF 20,7–21,8 нг/мл рассматриваются как оптимальные для восстановления, концентрация ниже 9,96 нг/мл взаимосвязана с неблагоприятными исходами и повышенной смертностью в течение 3 месяцев после ИИ [9]. Установлено, что увеличение уровня BDNF связано с физической активностью [9–10].

В метаанализе (9 РКИ) изучалась взаимосвязь уровня BDNF в сыворотке крови с тяжестью ИИ и его потенциальное влияние на прогноз функционального восстановления. Выявлена статистически значимая отрицательная корреляция между концентрацией BDNF в острый период и значениями NIHSS (p = 0,0026). Уровень BDNF у пациентов с ИИ оказался существенно ниже, чем у контрольной группы (здоровые лица). Полученные данные могут свидетельствовать о потенциальной значимости BDNF как маркера восстановления в острый период ИИ [11].

В систематическом обзоре 62 исследований сравнивались уровни BDNF у пациентов, перенесших инсульт, и у пациентов без ИИ на разных этапах восстановления. Также исследовалась связь между физической активностью, транскраниальной магнитной стимуляцией и наличием депрессии с уровнями BDNF. Результаты показали, что у пациентов с инсультом уровень BDNF был значимо ниже, чем у контрольной группы (SMD [95% ДИ]: –1,04 [от –1,49 до –0,58]). Различий в концентрации BDNF на ранних и поздних этапах восстановления не обнаружено. У пациентов с депрессией BDNF был ниже в сравнении с теми, кто не страдал депрессией (SMD [95% ДИ]: –0,60 [от –1,10 до –0,10]). Краткосрочное влияние физической активности на BDNF было положительным, долгосрочные эффекты оказались незначительными (SMD [95% ДИ]: 0,02 [от –0,43 до 0,47]). Транскраниальная магнитная стимуляция не оказала заметного влияния на BDNF (SMD = 0,00). Другими работами установлено, что уровни BDNF могут рассматриваться как прогностический фактор развития постинсультной депрессии (ПД), установлена обратная корреляционная связь с вероятностью ее развития через три месяца после ИИ (r = –0,661, p < 0,001) [12].

Учитывая роль BDNF в восстановлении нервной ткани, его низкие показатели могут ухудшать процессы регенерации в центральной нервной системе. Имеются сведения, что наличие депрессии угнетает синтез BDNF. Низкий уровень BDNF в острый период ИИ может указывать на риск возникновения ПД у пациентов, ранее не страдавших депрессией [12–13].

Изучению полиморфизма гена BDNF посвящен ряд исследований. Так, согласно метаанализу Liu X., генотип Val66Met AA гена BDNF связан с более медленным восстановлением после ИИ по сравнению с генотипами GA + GG (ОR = 1,90; 95% ДИ: 1,17–3,10; р = 0,010; I² = 69,2 %) [14]. Исследование Santoro M. (n = 49) выявило, что пациенты с аллелем A-полиморфизма SNP rs6265 гена BDNF демонстрируют более благоприятные результаты восстановления после ИИ (OR = 5,59) [15].

Поиск факторов, стимулирующих выработку BDNF после ИИ, показал, что одним из наиболее перспективных подходов является физическая реабилитация. Было установлено, что аэробные упражнения и тренировка двигательных навыков облегчают высвобождение BDNF в мозге, способствуя нейропластичности и улучшению двигательных функций. Механизмы, лежащие в основе этого эффекта, включают увеличение мозгового кровотока, активацию рецепторов BDNF и усиление синаптической передачи [1, 4, 10–12, 16].

Когнитивная тренировка также влияет на повышение уровня BDNF и улучшение когнитивных функций после ИИ. Упражнения, направленные на улучшение внимания, памяти и исполнительных функций, могут стимулировать нейропластичность и усилить синаптические связи в областях мозга, отвечающие за когнитивные процессы [17, 18].

Из фармакологических вмешательств, которые могут повышать уровень BDNF в мозге и улучшать настроение, когнитивные и двигательные функции после ИИ, рассматриваются антидепрессанты группы селективных ингибиторов обратного захвата серотонина [19, 20]. Агонисты рецепторов тропомиозин-родственной киназы B (TrkB), рецептора BDNF находятся в стадии разработки и тестирования в качестве потенциальных средств для восстановления после ИИ [21].

Необходимы дальнейшие исследования для определения оптимальных доз и режимов введения BDNF или его стимуляторов, а также разработки персонализированных подходов, учитывающих тяжесть и временной период восстановления после инсульта.

Фактор роста нервов (NGF)

NGF связывается с рецепторами TrkA и p75NTR, способствуя регенерации поврежденных аксонов и ангиогенезу, подавлению апоптоза нейронов, поддерживает жизнеспособность нейронов и синаптическую пластичность после ИИ [4].

В острой фазе его уровень в крови повышается, что может оказывать протективное действие в условиях повреждающего процесса. Исследования показывают, что NGF стимулирует реорганизацию нейронных сетей и снижает воспаление, подавляя провоспалительные молекулы IL-6 и TNF-α. Низкий уровень NGF в первые дни после инсульта связан с худшими исходами, замедлением восстановления движений и когнитивных функций [22]. На моделях животных показано, что введение NGF улучшает двигательные функции и уменьшает объем поражения мозга [23].

Luan X. et al. изучали влияние концентрации NGF в крови на функциональное состояние 185 пациентов с ИИ, которым оценивали тяжесть состояния по шкале NIHSS и измеряли уровень NGF. Через три месяца функциональное состояние оценивалось по шкале mRS. Контрольную группу составили 100 здоровых лиц. Результаты показали, что у пациентов с благоприятным исходом (mRS — 0–2 балла) наблюдался более высокий уровень NGF (9,51 ± 2,33 пг/мл) по сравнению с пациентами с менее благоприятными исходами (mRS — 3–6 баллов), у которых уровень NGF был 8,12 ± 1,61 пг/мл (р < 0,001). Сделан вывод о взаимосвязи концентрации NGF с функциональным восстановлением [24].

Результаты исследования Gu C.-L. et al. нейропротекторных и регенеративных свойств NGF при церебральной ишемии показали его роль в предотвращении гибели нейронов, стимуляции регенерации аксонов и образовании новых кровеносных сосудов при взаимодействии с рецептором TrkA. Эти функции зависят от активации сигнальных путей PI3K/AKT и MAPK. Авторы описали механизмы действия NGF в острый и восстановительный периоды ИИ и предложили способы улучшения его терапевтического эффекта с помощью различных систем доставки, таких как интраназальное введение, нановезикулы и генная терапия [25].

Исследование Colitti N. et al. на биологической модели крыс продемонстрировало улучшение функциональных исходов при интраназальном введении NGF в течение 10 недель, которое связывают с усилением нейрогенеза, нейронной дифференциации и сохранением нейронов субвентрикулярной зоны, а также с репрограммированием реактивных астроцитов в острый и подострый периоды ИИ. В исследовании впервые были использованы МРТ-биомаркеры (T2 и диффузионно-взвешенная визуализация) для оценки процессов нейрогенеза и восстановления тканей [26].

He J. et al. оценили изменение уровней NGF, BDNF и IFG-1 у пациентов с ИИ в острый период (n = 200). Через четыре недели уровни NGF, BDNF и IFG-1 у пациентов группы наблюдения (n = 100, не получали восстановительное лечение) оказались значительно выше (p < 0,05), чем в контрольной (n = 100, получали стандартное восстановительное лечение). Сделан вывод, что уровни NGF, BDNF и IFG-1 можно рассматривать как потенциальные индикаторы эффективности восстановительного лечения после ИИ [4].

Дальнейшие исследования могут быть направлены на уточнение динамики NGF в подострый и хронический периоды, его взаимодействие с другими маркерами (BDNF, цитокины) и изучение прогностической роли в отношении восстановления нарушенных функций.

Нейротрофические факторы 3 и 4/5 (NT-3, NT-4/5)

NT-3 и NT-4/5, действуя через TrkC и TrkB, поддерживают жизнеспособность, дифференциацию, миелинизацию и нейропластичность нейронов центральной и периферической нервной системы, улучшая двигательные и когнитивные функции. NT-3 способствует выживанию моторных нейронов и восстановлению двигательной активности после инсульта. NT-4/5, подобно BDNF, участвует в нейропластичности и нейрогенезе в гиппокампе, улучшая память [8, 9, 27]. Дефицит этих факторов может снизить реабилитационные эффекты, но их прогностическое значение при инсульте неясно.

В последнее время исследуется роль НТФ при инсульте и возможность повышения их концентрации in vivo. Установлено, что физическая активность усиливает экспрессию NT-3, NT-4/5 и их рецепторов, что коррелирует с функциональными исходами ИИ [8, 28, 29]. Эти исследования создают основу для дальнейшего изучения NT-3, NT-4/5 как потенциальных маркеров восстановления после инсульта.

Глиальный НТФ (GDNF)

GDNF является представителем семейства трансформирующих факторов роста β. Первоначально идентифицированный как фактор выживания дофаминергических нейронов, он играет ключевую роль в восстановлении мозга после ИИ. GDNF, связываясь с комплексом рецепторов RET/GFRα1, участвует в дифференцировке дофаминергических, моторных, энтеральных и адреналовых нейронов, а также стимулирует аксональный рост некоторых из этих типов нейронов. При ИИ его экспрессия увеличивается в реактивных астроцитах периинфарктной зоны, где он способствует снижению окислительного стресса, стимулирует нейрогенез и формирование глиального рубца, ограничивающего зону повреждения. В моторных нейронах (MNs) GDNF не только стимулирует их пролиферацию и созревание, но и участвует в регенерации поврежденных аксонов и модуляции активности нервно-мышечных синапсов [30], стимулирует нейрогенез [31]. Дефицит GDNF в астроцитах усугубляет повреждения: увеличивается объем инфаркта и гибель нейронов, нарушается нейрогенез, снижается пролиферация клеток в периинфарктной зоне [32].

Исследование Куракиной А.С. и соавт. показало, что уровень GDNF в плазме крови пациентов с ИИ в первые 48 часов и его динамика в течение первой недели коррелируют с тяжестью инсульта и его исходами. Высокий уровень GDNF в начале заболевания ассоциирован с риском неблагоприятного исхода в 2,8 раза, а показатели GDNF ниже 2,9 пг/мл — с риском летального исхода в 6,7 раза. Определение уровня GDNF предложено для прогнозирования исходов ИИ [33].

Цилиарный НТФ (CNTF)

CNTF относится к семейству цитокинов IL-6, действие которого осуществляется при связывании с рецептором CNTFRα. CNTF поддерживает клетки центральной и периферической нервной системы, включая гиппокампальные, моторные и сенсорные нейроны, предотвращает дегенерацию моторных аксонов после их повреждения, способствует дифференцировке астроцитов и созреванию олигодендроцитов [34, 35].

Существует предположение, что CNTF может влиять на эмоциональное поведение животных через регуляцию нейротрансмиссии [36]. Так, в исследовании Zhou B., включавшем 106 пациентов с ИИ, ассоциированном с онкологическими заболеваниями, оценивали значимость CNTF и других маркеров в прогнозировании постинсультной депрессии. Была выявлена обратная корреляция между уровнями CNTF в острый период ИИ и развитием ПД (r = –0,401, p = 0,007) [13].

Имеющиеся исследования демонстрируют роль CNTF в реабилитации после инсульта, предлагая использовать его как маркер для оценки регенеративных процессов.

Инсулиноподобный фактор роста-1 (IFG-1)

IFG-1 относится к полипептидам, главным образом производимым и секретируемым гепатоцитами в кровоток, где он оказывает системные эффекты, реализуя способность проникать через гематоэнцефалический барьер. Связывание IFG-1 с рецептором IGF-1R нейронов активирует сигнальные пути PI3K/Akt и MAPK/ERK, что повышает выживаемость нейронов и защищает их от апоптоза. IFG-1 стимулирует ангиогенез, увеличивая количество кровеносных сосудов и улучшая кровоснабжение поврежденных участков мозга [37], что позволяет рассматривать его как один из потенциальных маркеров восстановления пациентов после ИИ.

Исследования in vivo и клинические исследования показывают, что низкие уровни IGF-1 при инсульте коррелируют с более высокими баллами NIHSS. Пациенты с благоприятными исходами по mRS в ранний восстановительный период ИИ имеют более высокие уровни IGF-1 в сыворотке крови [38–40]. Однако восстановление возможно и при низких уровнях IFG-1, что требует дальнейших исследований для определения прогностической значимости IFG-1 при ИИ [18, 39].

Систематический обзор 9 исследований (215 пациентов с ИИ) показал, что высокоинтенсивные аэробные тренировки значительно повышают уровни IFG-1 и BDNF (p < 0,05), улучшая когнитивные и моторные функции (p < 0,05). Эти результаты подтверждают возможность использования этих факторов в качестве биомаркеров для оценки эффективности реабилитации после ИИ [41].

Прочие НТФ и маркеры ИИ

Исследования других биомаркеров восстановления, таких как нетрин-1, оментин-1 и легкая цепь нейрофиламента (NFL), каждый из которых потенциально обладает прогностической ценностью для оценки исходов инсульта [42–44], показали, что высокие концентрации NFL в сыворотке крови через 3 и 6 месяцев после инсульта ассоциировались с неблагоприятным прогнозом согласно mRS и NIHSS [9, 44].

У пациентов с ИИ уровень NSE прямо коррелирует с тяжестью состояния и вероятностью неблагоприятного исхода [45]. Чуканова А.С. и соавт. выявили положительную связь уровня NSE на 10-е сутки с тяжестью состояния пациентов с ИИ без гипертонии в ранний восстановительный период. Подтверждена прогностическая значимость NSE для развития ПД у пациентов с онкологическими заболеваниями (r = 0,564, p < 0,05) [8].

NSE может рассматриваться как перспективный маркер для прогнозирования восстановления пациентов после ИИ, включая оценку риска неблагоприятных исходов в группах, отличающихся по клинико-функциональным характеристикам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Нейротрофические факторы (BDNF, NGF, NT-3, NT-4/5, GDNF и IGF-1) могут рассматриваться в качестве прогностических предикторов восстановления после инсульта. Тем не менее их прогностическая значимость влияния на функциональное восстановление после инсульта пока изучена недостаточно. Основное внимание в большинстве исследований этих НТФ сейчас уделяется их функциям в процессе реабилитации. Имеющиеся данные указывают на наличие у них потенциала в прогнозировании исходов заболевания.

Анализ научных публикаций выявил неоднородность методологий изучения НТФ при инсульте, что затрудняет сопоставление данных. Необходима разработка стандартизированных подходов к оценке НТФ. Современные исследования направлены на поиск методов терапевтического использования НТФ (рекомбинантные белки, генная терапия, мультимодальные препараты, инновационные лекарственные средства, нанотехнологии), что может улучшить исходы инсульта. Комбинация физической реабилитации и фармакологических агентов, модулирующих нейротрофические пути, обещает стать основой персонализированной терапии, улучшая реабилитацию и качество жизни пациентов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. Все авторы подтверждают свое авторство в соответствии с международными критериями ICMJE (все авторы внесли значительный вклад в концепцию, дизайн исследования и подготовку статьи, прочитали и одобрили окончательный вариант до публикации). Наибольший вклад распределен следующим образом: Костенко Е.В. — руководство проектом, методология, анализ данных, проверка и редактирование рукописи; Егоров П.Д. — научное обоснование, верификация данных, анализ данных, проверка и редактирование рукописи; Погонченкова И.В. — руководство проектом, проверка и редактирование рукописи; Петрова Л.В. — написание черновика рукописи, проверка и редактирование рукописи; Филиппов М.С. — проверка и редактирование рукописи.

Источники финансирования. Данное исследование выполнено в соответствии с Государственным заданием Департамента здравоохранения города Москвы, регистрационный номер № 123041200084-9.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Этическое утверждение. Авторы заявляют, что все процедуры, использованные в данной статье, соответствуют этическим стандартам учреждений, проводивших исследование, и соответствуют Хельсинкской декларации в редакции 2013 г. Проведение исследования одобрено локальным этическим комитетом ГАУЗ «Московский научно-практический центр медицинской реабилитации, восстановительной и спортивной медицины им. С.И. Спасокукоцкого» Департамента здравоохранения города Москвы (протокол № 3 от 15.05.2023).

Информированное согласие. В исследовании не раскрывается сведений, позволяющих идентифицировать личность пациентов. От всех пациентов (законных представителей) было получено письменное согласие на публикацию всей соответствующей медицинской информации, включенной в рукопись.

Доступ к данным. Данные, подтверждающие выводы этого исследования, можно получить по обоснованному запросу у корреспондирующего автора.

ADDITIONAL INFORMATION

Author Contributions. All authors confirm their authorship according to the international ICMJE criteria (all authors contributed significantly to the conception, study design and preparation of the article, read and approved the final version before publication). Special Contributions: Kostenko E.V. — project administration; methodology; writing — review & editing; Egorov P.D. — conceptualization; formal analysis; validation; writing — review & editing; Petrova L.V. — writing — original draft; Pogonchenkova I.V. — project administration; writing — review & editing; Filippov M.S. — writing — original draft.

Funding. This study was performed in accordance with the State Assignment of the Moscow City Department of Health, registration number No. 123041200084-9.

Disclosure. The authors declare no apparent or potential conflicts of interest related to the publication of this article.

Ethics Approval. The authors declare that all procedures used in this article are in accordance with the ethical standards of the institutions that conducted the study and are consistent with the 2013 Declaration of Helsinki. The study was approved by the Local Ethics Committee of the S.I. Spasokukotsky Moscow Centre for Research and Practice in Medical Rehabilitation, Restorative and Sports Medicine of Moscow Healthcare Department (Protocol No. 3 dated 15.05.2023).

Informed Consent for Publication. The study does not disclose information to identify the patient(s). Written consent was obtained from all patients (legal representatives) for publication of all relevant medical information included in the manuscript.

Data Access Statement. The data that support the findings of this study are available on request from the corresponding author.

×

About the authors

Elena V. Kostenko

Spasokukotsky Moscow Centre for Research and Practice in Medical Rehabilitation, Restorative and Sports Medicine; Pirogov Russian National Research Medical University

Email: ludmila.v.petrova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0629-9659

D.Sc. (Med.), Deputy Director for Scientific Work; Neurologist, Professor at the Department of Neurology, Neurosurgery and Medical Genetics

Russian Federation, Moscow; Moscow

Lyudmila V. Petrova

Spasokukotsky Moscow Centre for Research and Practice in Medical Rehabilitation, Restorative and Sports Medicine

Author for correspondence.
Email: ludmila.v.petrova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0353-553X

Ph.D. (Med.), Senior Researcher, Neurologist, Head of the Department of Medical Rehabilitation

Russian Federation, Moscow

Pavel D. Egorov

Spasokukotsky Moscow Centre for Research and Practice in Medical Rehabilitation, Restorative and Sports Medicine

Email: ludmila.v.petrova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0238-1604

Junior Researcher

Russian Federation, Moscow

Irene V. Pogonchenkova

Spasokukotsky Moscow Centre for Research and Practice in Medical Rehabilitation, Restorative and Sports Medicine

Email: ludmila.v.petrova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5123-5991

D.Sc. (Med.), Associate Professor, Director

Russian Federation, Moscow

Maxim S. Filippov

Spasokukotsky Moscow Centre for Research and Practice in Medical Rehabilitation, Restorative and Sports Medicine

Email: ludmila.v.petrova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9522-5082

D.Sc. (Phys.), Head of Branch No. 3

Russian Federation, Moscow

References

  1. Xing Y., Bai Y. A Review of Exercise-Induced Neuroplasticity in Ischemic Stroke: Pathology and Mechanisms. Mol Neurobiol. 2020; 57(11): 4218–4231. https://doi.org/10.1007/s12035-020-02021-1
  2. Skaper S. Neurotrophic Factors: An Overview. In: Skaper S., editor. Neurotrophic Factors: Methods and Protocols. New York, NY: Springer. 2018. p. 1–17. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7571-6_1
  3. Brunelli S., Giannella E., Bizzaglia M., et al. Secondary neurodegeneration following Stroke: what can blood biomarkers tell us? Front Neurol. 2023; 14: 1038808. https://doi.org/10.3389/fneur.2023.1198216
  4. He J., Chen L., Tang F., et al. Multidisciplinary team collaboration impact on NGF, BDNF, serum IGF-1, and life quality in patients with hemiplegia after stroke. Cell Mol Biol (Noisy-le-grand). 2023; 69(12): 57–64. https://doi.org/10.14715/cmb/2023.69.12.10
  5. Hernández-del Caño C., Varela-Andrés N., Cebrián-León A., Deogracias R. Neurotrophins and Their Receptors: BDNF’s Role in GABAergic Neurodevelopment and Disease. Int J Mol Sci. 2024; 25(15): 8312. https://doi.org/10.3390/ijms25158312
  6. Liu W., Wang X., O’Connor M., et al. Brain-derived neurotrophic factor and its potential therapeutic role in Stroke comorbidities. Neural Plast. 2020; 2020: 8107274. https://doi.org/10.1155/2020/1969482
  7. Sims-Knight C., Wilken-Resman B., Smith C., et al. Brain-Derived Neurotrophic Factor and Nerve Growth Factor Therapeutics for Brain Injury: The Current Translational Challenges in Preclinical and Clinical Research. Neural Plast. 2022; 2022: 9830128. https://doi.org/10.1155/2022/3889300
  8. Чуканова А.С., Гулиева М.Ш., Чуканова Е.И., Багманян С.Д. Применение сывороточных биомаркеров повреждения, апоптоза и нейротрофичности в оценке прогноза ишемического инсульта. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2022; 122(8–2): 48–53. https://doi.org/10.17116/jnevro202212208248 [Chukanova A.S., Gulieva M.Sh., Chukanova E.I., Bagmanyan S.D. A panel of serum biomarkers, including damage, apoptosis and neurotrophic markers, for the assessment of prognosis of the course of ischemic stroke. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry. 2022; 122 (8–2): 48–53. https://doi.org/10.17116/jnevro202212208248 (In Russ.).]
  9. Shahnawaz A., Varun Kumar S., Varshaa Ch., Rameshwar Nath Ch. Neurorehabilitation and its relationship with biomarkers in motor recovery of acute ischemic stroke patients — A systematic review. J Clin Sci Res. 2024; 13(2):125. http://dx.doi.org/10.4103/jcsr.jcsr_16_23
  10. Ashcroft S., Ironside D., Johnson L., et al. Effect of Exercise on Brain-Derived Neurotrophic Factor in Stroke Survivors: A Systematic Review and Meta-Analysis. Stroke. 2022; 53(12): 3706–3716. https://doi.org/10.1161/strokeaha.122.039919
  11. Karantali E., Kazis D., Papavasileiou V., et al. Serum BDNF Levels in Acute Stroke: A Systematic Review and Meta-Analysis. Medicina (Kaunas). 2021; 57(3): 297. https://doi.org/10.3390/medicina57030297
  12. Mojtabavi H., Shaka Z., Momtazmanesh S., et al. Circulating brain-derived neurotrophic factor as a potential biomarker in stroke: a systematic review and meta-analysis. J Transl Med. 2022; 20(1): 233. https://doi.org/10.1186/s12967-022-03312-y
  13. Zhou B., Mu K., Yu X., Shi X. Serum Levels and Clinical Significance of NSE, BDNF and CNTF in Patients with Cancer-associated Ischemic Stroke Complicated with Post-stroke Depression. Actas Esp Psiquiatr. 2024; 52(4): 474–483. https://doi.org/10.62641/aep.v52i4.1667
  14. Liu X., Fang J.-C., Zhi X.-Y., et al. The Influence of Val66Met Polymorphism in Brain-Derived Neurotrophic Factor on Stroke Recovery Outcome: A Systematic Review and Meta-analysis. Neurorehabil Neural Repair. 2021; 35(6): 550–560. https://doi.org/10.1177/15459683211014119
  15. Santoro M., Siotto M., Germanotta M., et al. BDNF rs6265 Polymorphism and Its Methylation in Patients with Stroke Undergoing Rehabilitation. Int J Mol Sci. 2020; 21(22): 8438. https://doi.org/10.3390/ijms21228438
  16. Sukhan D., Liudkevych H., Olkhova I., et al. The role of neurotrophins in post-stroke rehabilitation. Rep Vinnytsia Nation Med Univ. 2021; 25(4): 651–656. https://doi.org/10.31393/reports-vnmedical-2021-25(4)-25
  17. Ledreux A., Håkansson K., Carlsson R., et al. Differential Effects of Physical Exercise, Cognitive Training, and Mindfulness Practice on Serum BDNF Levels in Healthy Older Adults: A Randomized Controlled Intervention Study. J Alzheimers Dis. 2019; 71(4): 1245–1261. https://doi.org/10.3233/JAD-190756
  18. Ploughman M., Eskes G., Kelly L., et al. Synergistic Benefits of Combined Aerobic and Cognitive Training on Fluid Intelligence and the Role of IGF-1 in Chronic Stroke. Neurorehabil Neural Repair. 2019; 33(3): 199–212. https://doi.org/10.1177/1545968319832605
  19. Björkholm C., Monteggia L. BDNF — a key transducer of antidepressant effects. Neuropharmacology. 2016; 102: 72–79. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2015.10.034
  20. Cubillos S., Engmann O., Brancato A. BDNF as a Mediator of Antidepressant Response: Recent Advances and Lifestyle Interactions. Int J Mol Sci. 2022; 23(22): 14445. https://doi.org/10.3390/ijms232214445
  21. Brunello C., Cannarozzo C., Castrén E. Rethinking the role of TRKB in the action of antidepressants and psychedelics. Trends Neurosci. 2024; 47(11): 865–874. https://doi.org/10.1016/j.tins.2024.08.011
  22. Widodo J., Asadul A., Wijaya A., Lawrence G. Correlation between Nerve Growth Factor (NGF) with Brain Derived Neurotropic Factor (BDNF) in Ischemic Stroke Patient. Bali Med J. 2016; 5(2): 10. https://doi.org/10.15562/bmj.v5i2.199
  23. Li X., Li F., Ling L., et al. Intranasal administration of nerve growth factor promotes angiogenesis via activation of PI3K/Akt signaling following cerebral infarction in rats. Am J Transl Res. 2018; 10(11):3481–3492.
  24. Luan X., Qiu H., Hong X., et al. High Serum Nerve Growth Factor Concentrations Are Associated with Good Functional Outcome at 3 Months Following Acute Ischemic Stroke. Clinica Chimica Acta. 2019; 488: 20–24. https://doi.org/10.1016/j.cca.2018.10.030
  25. Gu C.-L., Ma L., Hou Y., et al. Exploring the Cellular and Molecular Basis of Nerve Growth Factor in Cerebral Ischemia Recovery. Neuroscience. 2024; 566: 190–197. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2024.12.049
  26. Colitti N., Desmoulin F., Le Friec A., et al. Long-Term Intranasal Nerve Growth Factor Treatment Favors Neuron Formation in de Novo Brain Tissue. Front Cell Neurosci. 2022; 16: 871532. https://doi.org/10.3389/fncel.2022.871532
  27. Moghanlou A., Yazdanian M., Roshani S., et al. Neuroprotective effects of pre-ischemic exercise are linked to expression of NT-3/NT-4 and TrkB/TrkC in rats. Brain Res Bull. 2023; 194: 54–63. https://doi.org/10.1016/j.brainresbull.2023.01.004
  28. Chung J.-Y., Kim M.-W., Im W., et al. Expression of Neurotrophin-3 and TrkC Following Focal Cerebral Ischemia in Adult Rat Brain with Treadmill Exercise. J Korean Med Sci. 2017; 32(9): 1486–1492. https://doi.org/10.1155/2017/9248542
  29. Chung J.-Y., Kim M.-W., Bang M.-S., Kim M. Increased Expression of Neurotrophin 4 Following Focal Cerebral Ischemia in Adult Rat Brain with Treadmill Exercise. PLoS One. 2013; 8(3): e52461. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0052461
  30. Cortés D., Carballo-Molina O., Castellanos-Montiel M., Velasco I. The Non-Survival Effects of Glial Cell Line-Derived Neurotrophic Factor on Neural Cells. Front Mol Neurosci. 2017; 10: 287. https://doi.org/10.3389/fnmol.2017.00258
  31. Zhang Z., Sun G., Ding S. Glial Cell Line-Derived Neurotrophic Factor and Focal Ischemic Stroke. Neurochem Res. 2021; 46(10): 2638–2650. https://doi.org/10.1007/s11064-021-03266-5
  32. Zhang N., Zhang Z., He R., et al. GLAST-CREERT2 Mediated Deletion of GDNF Increases Brain Damage and Exacerbates Long-Term Stroke Outcomes After Focal Ischemic Stroke in Mouse Model. Glia. 2020; 68(11): 2395–2414. https://doi.org/10.1002/glia.23848
  33. Куракина А.С., Семенова Т.Н., Щелчкова Н.А. и др. Прогностическая значимость определения уровня глиального нейротрофического фактора в плазме крови у больных с ишемическим инсультом. Пермский медицинский журнал. 2021; 38(2):95–102. https://doi.org/10.17816/pmj38295-102 [Kurakina A.S., Semenova T.N., Shchelchkova N A. et al. The prognostic significance of determining the level of glial neurotrophic factor in blood plasma in patients with ischemic stroke. Perm Medical Journal. 2021; 38(2): 95–102. https://doi.org/10.17816/pmj38295-102 (In Russ.).]
  34. Pasquin S., Sharma M., Gauchat J.-F. Cytokines of the LIF/CNTF Family and Metabolism. Cytokine. 2016; 82: 122–124. https://doi.org/10.1016/j.cyto.2015.12.019
  35. Stansberry W., Pierchala B. Neurotrophic factors in the physiology of motor neurons and their role in the pathobiology and therapeutic approach to amyotrophic lateral sclerosis. Front Mol Neurosci. 2023; 16: 1238453. https://doi.org/10.3389/fnmol.2023.1238453
  36. Jia C., Brown R., Malone H., et al. Ciliary Neurotrophic Factor Is a Key Sex-Specific Regulator of Depressive-Like Behavior in Mice. Psychoneuroendocrinology. 2019; 100: 96–105. https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2018.09.038
  37. Hayes C., Valcarcel-Ares M., Ashpole N. Preclinical and clinical evidence of IGF-1 as a prognostic marker and acute intervention with ischemic stroke. J Cereb Blood Flow Metab. 2021; 41(10): 2475–2491. https://doi.org/10.1177/0271678x211000894
  38. Mehrpour M., Rahatlou H., Hamzehpur N., et al. Association of insulin-like growth factor-I with the severity and outcomes of acute ischemic stroke. Iran J Neurol. 2016; 15(4): 214–218.
  39. Armbrust M., Worthmann H., Dengler R., et al. Circulating Insulin-like Growth Factor-1 and Insulin-like Growth Factor Binding Protein-3 predict Three-months Outcome after Ischemic Stroke. Exp Clin Endocrinol Diabetes. 2017; 125(7): 485–491. https://doi.org/10.1055/s-0043-103965
  40. Aberg N., Aberg D., Jood K., et al. Altered Levels of Circulating Insulin-Like Growth Factor I (IGF-I) Following Ischemic Stroke Are Associated with Outcome — A Prospective Observational Study. BMC Neurol. 2018; 18: 106. https://doi.org/10.1186/s12883-018-1107-3
  41. Neeraj S., Limaye L., Braighi Carvalho L., Kramer S. Effects of Aerobic Exercise on Serum Biomarkers of Neuroplasticity and Brain Repair in Stroke: A Systematic Review. Arch Phys Med Rehabil. 2021; 102(8): 1633–1644. https://doi.org/10.1016/j.apmr.2021.04.010
  42. Guo D., Zhu Z., Zhong C., et al. Increased Serum Netrin-1 Is Associated with Improved Prognosis of Ischemic Stroke: An Observational Study from CATIS. Stroke. 2019; 50(4): 845–852. https://doi.org/10.1161/strokeaha.118.024631
  43. Xu T., Zuo P., Wang Y., et al. Serum Omentin-1 Is a Novel Biomarker for Predicting the Functional Outcome of Acute Ischemic Stroke Patients. Clin Biochem. 2018; 56:350–355. https://doi.org/10.1515/cclm-2017-0282
  44. Tiedt S., Duering M., Barro C., et al. Serum Neurofilament Light: A Biomarker of Neuroaxonal Injury After Ischemic Stroke. Neurology. 2018; 91(14): e1338–e1347. https://doi.org/10.1212/wnl.0000000000006282
  45. Gao L., Xie J., Zhang H., et al. Neuron-Specific Enolase in Hypertension Patients with Acute Ischemic Stroke and Its Value Forecasting Long-Term Functional Outcomes. BMC Geriatr. 2023; 23(1): 294. https://doi.org/10.1186/s12877-023-03986-z

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Block diagram of the study

Download (619KB)

Copyright (c) 2025 Kostenko E.V., Petrova L.V., Egorov P.D., Pogonchenkova I.V., Filippov M.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.