THE DETERMINATION OF BIOMARKERS OF CEREBROSPINAL FLUID OF IDIOPATHIC NORMAL PRESSURE HYDRO- CEPHALUS AND ITS COMBINATION WITH ALZHEIMER'S DISEASE



Cite item

Full Text

Abstract

The idiopathic normal pressure hydrocephalus (Hakim-Adams syndrome) is characterized by the expansion of liquor-containing cavities, which is clinically manifested by a triad of symptoms: impaired gait, cognitive impairment, and impaired urination. One of the most common diseases associated with iNPH is Alzheimer's disease. Both diseases are found in the same age group with similar complaints of memory impairment. In clinical practice, their differential diagnosis is based on the identification of the Hakim-Adams triad. However, the determination of the combination of these two states, which is observed with a frequency of up to 75%, is a difficult task. In the study, the concentrations of biomarker proteins of amyloidosis and neurodegeneration in cerebrospinal fluid were determined. A total of 47 patients were examined (14 with a diagnosis of idiopathic normotensive hydrocephalus, 25 with Alzheimer's disease, 8 with their combination). The level of proteins in the cerebrospinal fluid was assessed using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Tablets for 96 samples were used to determine each of the evaluated indicators: the content of beta-amyloid (Aβ-42), tau protein (tau) and 218-phosphorylated tau protein (ftau). The neurodegeneration coefficients were calculated (ftau/Aβ-42, tau/Aβ-42). Specific cerebrospinal fluid changes in patients with idiopathic normotensive hydrocephalus were found to have higher levels of amyloid beta, a decrease in the content of tau and phosphorylated tau protein compared with patients with Alzheimer's disease. In the case of a combination of diseases (“comorbidity”), the presence of “intermediate” results by liquorological indicators is characteristic. A higher level of amyloid beta compared with Hakim-Adams syndrome indicates amyloidogenesis. We also revealed patterns of transformation of moderate cognitive impairment into dementia (according to the ratio of tau / Aβ-42 and ftau / Aβ-42).

Full Text

К самым распространенным нейродегенеративным заболеваниям в пожилом и старческом возрасте, главным проявлением которых являются интеллектуально-мнестические расстройства, относят болезнь Альцгеймера (БА), смешанную и сосудистую деменции и идиопатическую нормотензивную гидроцефалию (иНТГ). иНТГ, или синдром Хакима-Адамса, была впервые описана шведским нейрохи- ругом С. Хакимом в 1957 году, а сам термин «нормотензивная гидроцефалия» ввел в англоязычную ли- тературу американский нейрохирург Р.Адамс в 1965 году [4]. По данным разных авторов, распростра- ненность иНТГ достаточно велика - она выявляется до 6% случаев у пациентов с деменцией [2]. Клиниче- ская картина заболевания проявляется триадой Хакима-Адамса: ухудшением походки, нарушением 2функции мочеиспускания и когнитивными расстройствами. В / 3случаев встречается сочетание двух компонентов триады. Основным признаком заболевания является изменение походки, которое может быть доминирующим или даже единственным симптомом иНТГ. Нарушение ходьбы, возможно, связано с тем, что кортико-спинальный тракт, проходящий от коры головного мозга к нижним конечностям, рас- полагается более медиально - паравентрикулярно, а пути, идущие к верхним конечностям, - более ла- терально. Изменения походки у пациентов с иНТГ также могут быть обусловлены разобщением связей базальных ядер с лобными отделами и вторичной дисфункцией лобной коры. Для пациентов характер- на шаркающая походка с широко расставленными ногами, уменьшение высоты и длины шага, сниже- ние ритма и скорости движения, уменьшение покачивания туловища, «заносы», инертность при поворо- тах. Такую походку можно охарактеризовать как «магнитную», с «приклеивающимися ногами». При идиопатической нормотензивной гидроцефалии не отмечается каких-либо изменений движений рука- ми при ходьбе. Мышечный тонус в ногах, как правило, повышен по пластическому типу [5], отмечаются признаки центрального пареза: спастичность, гиперрефлексия, патологические стопные рефлексы [2]. Нарушения в когнитивной сфере развиваются у больных с идиопатической нормотензивной гид- роцефалией в начале заболевания достаточно быстро (в течение 3-12 мес.) [2] и проявляются замедле- нием скорости психических процессов, апатией, снижением способности использовать приобретен- ные навыки и вторичными (дизрегуляторными) нарушениями памяти. В клинической картине доминиру- ют нарушения внимания, трудности обобщения, выявления сходств и различий и трудности при планиро- вании. Когнитивные расстройства при иНТГ не являются доминирующим симптомом, на ранних стадиях такие корковые функции как гнозис, праксис и другие, как правило, не нарушены [3]. В отличие от бо- лезни Альцгеймера, нарушения памяти при синдроме Хакима - Адамса не столь специфичны и обу- словлены, главным образом, снижением функциональной интеграции лобных долей. Если у пациента с предполагаемой иНТГ выявляется тяжелая деменция, то в большинстве случаев подразумевается нали- чие сопутствующей болезни Альцгеймера или других нейродегенеративных заболеваний, что встреча- ется в 75% случаев [8]. Еще одним немало важным компонентом триады Хакима-Адамса является нарушение функции тазовых органов. Уже в начале заболевания удается выявить учащенное мочеиспускание и никтурию при детальном сборе анамнеза. В дальнейшем присоединяются императивные позывы и недержание мо- чи. Больные перестают чувствовать позывы и индифферентно относятся к факту непроизвольного моче- испускания, что связано с подкорково-лобным разобщением [2]. Одним из самых распространенных заболеваний, сочетающихся с иНТГ, является болезнь Альц- геймера [7]. Как иНТГ, так и БА встречаются в одной и той же возрастной группе с похожими жалобами на ухудшение памяти и внимания. Сочетание данных процессов подтверждается результатами не- скольких исследований, где по результатам биопсии у пациентов с синдромом Хакима-Адамса выяв- лена патоморфологическая картина, характерная для БА, что позволяет говорить о наличии коморбид- ной патологии, а именно синдроме «БА-иНТГ» [1, 6]. Диагноз иНТГ ставится на основании клинической картины (полная или частичная триада Хакима- Адамса), данных нейровизуализации и положительных результатов tap-теста. Tap-тест представляет со- бой специфическую методику, сущность которой заключается в выполнении люмбальной пункции с последующим выведением 30-50 мл цереброспинальной жидкости (ЦСЖ) и оценкой когнитивных функ- ций и походки до и после (спустя 2, 8, 24 часа) вмешательства. Положительным считается при явном улучшении походки и когнитивных функций не менее чем на 10% от исходного уровня по краткой шкале оценки психического статуса (MMSE) и батареи лобной дисфункции (FAB). Определение синдрома «БА-иНТГ» является сложной задачей. При этом, ошибочно установленный диагноз иНТГ или БА, предопределяет неудовлетворительный исход лечения. Качественный анализ це- реброспианльной жидкости (ЦСЖ) с определением биомаркеров амилоидоза поможет облегчить данную задачу, так как уже давно известен ликворологический профиль у пациентов с болезнью Альц- геймера, а именно снижение бета-амилоида, повышение общего тау-протеина (тау) и фосфорили- рованного тау-протеина (фтау) [3]. Цель исследования. Выявить характерные изменения концентрации биомаркеров цереброспи- нальной жидкости у пациентов с изолированной иНТГ, синдромом «БА-иНТГ» и провести дифференци- альную диагностику с болезнью Альцгеймера. Материалы и методы. Всего обследовано 47 пациентов (14 пациентов в возрасте 67,0 ± 3,3 лет с диагнозом иНТГ, 25 пациентов в возрасте 67,0 ± 2,6 лет с БА и 8 больных, имеющих признаки сочетания иНТГ и БА в возрасте 82,0 ± 3,5). У всех пациентов оценивался уровень белков в ЦСЖ при помощи твердофазного иммунофер- ментного анализа (ELISA). Использовались планшеты на 96 проб для определения антител к β- амилоидному белку человека Аβ-42, общему тау-протеину и 218-фосфорилированному тау-протеину. Исследования белков проведено методом твердофазного иммуноферментного анализа с использо- ванием стандартизованных тест-систем согласно инструкциям фирмы-производителя. Расчет концен- трации белков в ликворе проводили с учетом его разведения. Также рассчитывались коэффициенты нейродегенерации фтау/Аβ-42 и тау/Аβ-42, которые отражают активность амилоидогенеза и являются факторами трансформации умеренно когнитивных нарушений (УКН) в деменцию. Результаты. У пациентов с болезнью Альцгеймера регистрировалось значимое снижение кон- центрации Аβ-42 - до 398,3 ± 110,4 пг/мл и повышение уровня тау-протеина до 475,6 ± 215,4 пг/мл. Уро- вень фосфорилированного тау-протеина составил 33,5 ± 29,1 пг/мл, коэффициент фтау/Аβ-42: 0,079 ± 0,02, а коэффициент тау/Аβ-42: 1,12 ± 0,30. Такие результаты свидетельствуют о длительно существую- щем нейродегенеративном процессе с образованием внеклеточных агрегаций β-амилоида в парен- химе мозга и деструктуризацией нейронов с образованием нейрофибриллярных клубков. В отличие от пациентов с БА, у больных с иНТГ значения Аβ-42 были достоверно выше: 628 ± 216 пг/мл, а уровень тау-протеина ниже и составил 239 ± 177 пг/мл; кроме того, установлены достоверные различия в значениях фосфорилированного тау-протеина: 9,5 ± 11,0 пг/мл. Коэффициент фтау/Аβ-42 составил: 0,015 ± 0,004, а тау/Аβ-42: 0,47 ± 0,07. У пациентов с иНТГ было выявлено повышение уровня Аβ- 42, более низкое содержание тау- и фосфорилированного тау-протеина в отличие от пациентов с бо- лезнью Альцгеймера (p<0,05 для всех значений). Особый интерес вызвало сравнение соотношений фтау/Аβ-42 и тау/Аβ-42 у пациентов с иНТГ и БА, по результатам которого установлено, что пациенты с БА имели более высокий показатель соотношений фтау/Аβ-42 и тау/Аβ-42 в отличие от пациентов с идиопатической нормотензивной гидроцефалией, что указывает наиболее высокую вероятность трансформации УКН в БА при амнестическом варианте когнитивных расстройств. При оценке белков-биомаркеров у пациентов с синдромом «БА-иНТГ» установлены следующие ликворологические особенности: средний уровень Аβ-42 составил - 502,50 ± 57,57 пг/мл, повышение тау-протеина до 418,0 ± 287,2 пг/мл и фосфорилированного тау-протеина до 15,75 ± 11,80 пг/мл. Ко- эффициенты фтау/Аβ-42: 0,03 ± 0,02, тау/Аβ-42: 0,85 ± 0,53. Таким образом, у коморбидных пациентов был выявлен более высокий уровень Аβ-42 по сравнению с группой с БА и более низкий по сравнению с иНТГ; а содержание тау- и фтау- было достоверное выше, чем у пациентов с иНТГ, но ниже чем с БА (p<0,05). Коэффициенты фтау/Аβ-42 и тау/Аβ-42у пациентов с синдромом «БА - иНТГ» имели промежу- точные значения. Отмечается характерная закономерность ликворологической картины у пациентов трех групп по следующим показателям: содержание Аβ-42, тау-протеина, фосфорилированного тау- протеина и значения коэффициентов тау/Аβ-42 и фтау/Аβ-42. Выводы. Люмбальная пункция является рутинной процедурой в деятельности врача-невролога. В то же время, качественный анализ цереброспинальной жидкости, а именно определение концентрации бета-амилоида, тау- и фосфорилированного тау-протеина, может дать ценную диагностическую ин- формацию. Для каждой группы заболеваний был составлен свой ликворологический профиль с целью облегчения проведения дифференциальной диагностики и постановки правильного диагноза. Характерными изменениями при болезни Альцгеймера в ЦСЖ являются снижение Аβ-42, повыше- ние содержания тау и фтау и высокие значения коэффициентов нейродегенерации по сравнению с иНТГ, что свидетельствует об активной гибели нейронов. При оценке биомаркеров ЦСЖ у пациентов с идиопатической нормотензивной гидроцефалией обращает на себя внимание повышение уровня Аβ-42, снижение содержания тау и фтау и более низ- кие значения коэффициентов нейродегенерации по сравнению с БА. Особую важность применение всех рассмотренных методик приобретает в случае коморбид- ности двух нозологий. Уровни биомаркеров ЦСЖ имеют «промежуточную» картину: умеренное сниже- ние Аβ-42и повышение тау ифтау. Особое внимание следует обращать на повышение коэффициен- тов ф-тау/Аβ и тау/Аβ, которые свидетельствуют о преобладании нейродегенеративного процесса. Оценка биомаркеров амилоидоза и расчет коэффициентов нейродегенерации, характерных для со- четания двух нозологий, является важным аспектом в определении эффективности планируемого хи- рургического вмешательства. Таким образом, нормотензивная гидроцефалия является заболеванием, которое значительно снижает качество жизни, но лечится путем вентрикулоперитонеального или люмбоперитонеального шунтирования. Коморбидность иНТГ и БА на данный момент является малоизученной проблемой и соз- дает трудности в дифференциальной диагностике. Люмбальная пункция является диагностической процедурой в рамках tap-теста. Но качественный анализ цереброспинальной жидкости с определени- ем концентрации биомаркеров амилоидоза помогут практикующему врачу своевременно и правиль- но поставить диагноз и определить тактику дальнейшего лечения.
×

About the authors

A. V Lapina

S.M. Kirov Military Medical Academy of the Ministry of Defense

St. Petersburg, Russia

References

  1. Гаврилов, Г.В. Патологические изменения в биоптатах головного мозга пациентов при идиопатической нормотензивной гидроцефа-лии / Г.В. Гаврилов, А.В. Станишевский, Б.В. Гайдар [и др.] // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. - 2019. - Т.119, №3. - С.50-54.
  2. Дамулин, И.В. Нормотензивная гидроцефалия: клиника, диагностика, лечение / И.В. Дамулин, Н.А. Орышич // Регулярные выпуски «РЖМ». - 2000. - №13. - C.589.
  3. Емелин, А.Ю. Болезнь Альцгеймера: Учебное пособие / А.Ю. Емелин, В.Ю. Лобзин, И.С. Железняк, И.В. Бойков. - СПб., 2016. - 76 с., ил.
  4. Иванова, М.Ф. Нормотензивная гидроцефалия Хакима-Адамса (научный обзор и личное наблюдение) / М.Ф. Иванова, С.К. Евту-шенко, А.В. Семенова, Е.А. Савченко // International neurological journal. - 2016. - Т.79, №1. - С.20-27.
  5. Chawla, J.C. Motor disorder in “normal pressure” hydrocephalus / J.C Chawla, J. Woodward // Brit. Med. J. - 1972. - Vol.1. - P.485-486.
  6. Halperin, J.J. Practice guideline: Idiopathic normal pressure hydrocephalus: Response to shunting and predictors of response. Report of the Guideline Development, Dissemination, and Implementation Subcommittee of the American Academy of Neurology / J.J. Halperin, R. Kurlan, J.M. Schwalb [et al.] // Neurology. - 2015. - Vol.85, №23. - P.2063-2071.
  7. Masao, M. Impact of Cerebrospinal Fluid Shunting for Idiopathic Normal Pressure Hydrocephalus on the Amyloid Cascade / M. Masao, M. Masakazu, N. Madoka // PLoSOne. - 2015. - Vol.10, №3. - P.25-30.
  8. Zohn, R.C. Normal Pressure Hydrocephalus: How Can It Be Told Apart From Neurodegenerative Diseases of the Elderly? / R.С. Zohn // The Science Journal of the Lander College of Arts and Sciences. - 2012. - Vol.6, №1. - P.76-87.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2020 Lapina A.V.

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

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 77760 от 10.02.2020.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies