Оценка структурных изменений гипофиза, особенностей гормонального статуса и лабораторных маркеров функционального состояния центральной нервной системы у пациенток с хроническим нарушением сознания

Полный текст

ОБОСНОВАНИЕ

Сознание — это состояние бодрствования и осознания себя и окружающей среды [1]. Расстройства сознания возникают в результате патологий, нарушающих осознание. Разработка эффективных комплексных персонифицированных мероприятий, способствующих восстановлению сознания у пациентов с хроническим нарушением сознания (ХНС) после острых черепно-мозговых травм (ЧМТ), гипоксии — одна из самых актуальных и сложных задач в современной реабилитации. ХНС — состояния, развивающиеся после комы и сопровождающиеся восстановлением бодрствования без полного восстановления осознанной деятельности в сроки, как правило, более 28 дней после повреждения головного мозга [1]. Распространенность ХНС достаточно сложно определить в связи с тем, что такие пациенты широко распределены по разным типам учреждений и по медицинским специальностям, а некоторые также проживают в домашних условиях. Согласно статистическим данным число пациентов с ХНС в США составляет в среднем 46 пациентов на 1 млн населения, в Великобритании — 14 человек на 1 млн населения [2]. В Российской Федерации статистические данные о количестве пациентов с ХНС в настоящее время не представлены [3].

Цель исследования — изучить структурные изменения гипофиза, уровень гонадотропинов и мелатонина в крови, а также маркеров повреждения головного мозга в крови и спинномозговой жидкости у пациентов с ХНС. Проанализировать содержание вышеуказанных маркеров среди разных групп пациентов в зависимости от уровня нарушения сознания: в состоянии минимального сознания (СМС) «плюс», СМС «минус» и в вегетативном состоянии/с синдромом ареактивного бодрствования (ВС/САБ).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследование проведено на базе РНХИ им. проф. А.Л. Поленова — филиал «НМИЦ им. В.А. Алмазова». В исследование включена 61 пациентка с ХНС. Пациентки были разделены на три группы в зависимости от уровня сознания: ВС/САБ — 24 пациентки, СМС «минус» — 24 пациентки, СМС «плюс» — 13 пациенток.

Проанализированы данные клинических, лабораторных и функциональных методов исследования. Нарушение сознания диагностировали после пятикратной оценки каждой пациентки по шкале восстановления после комы [4, 5].

Магнитно-резонансную томографию хиазмально-селлярной области выполняли на магнитно-резонансном томографе Signa Exite 1,5T (GE) с индукцией магнитного поля 1,5 Тесла. Использованы режимы Т1 и Т2 в сагиттальной и коронарной плоскостях. При интерпретации результатов исследований оценивали размеры и объем гипофиза, особое внимание уделяли виду и степени структурных изменений.

Гормональное исследование проводили на фоне олигоменореи или аменореи, определяли уровни гормонов в крови: лютеинизирующего гормона (ЛГ), фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) на иммунохемилюминесцентном анализаторе Immulite 1000 (DPC, Германия), производитель реагентов Siemens. Внутренний контроль качества осуществляли с помощью Lyphochek Immunoassay Plus Control, уровни 1, 2, 3, производитель Bio-Rad.

Для определения концентрации 6-сульфатоксимелатонина собирали суточную мочу с разделением порций на дневную (с 08:00 до 12:00) и ночную (с 12:00 до 08:00). Концентрацию 6-сульфатоксимелатонина в моче оценивали методом твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием набора реагентов 6-Sulfatoxymelatonin ELISA (Buhlmann Laboratories AG, Швейцария). Взятие крови для определения уровня мелатонина выполняли 6 раз в сутки: в 08:00, 15:00, 18:00, 21:00, 24:00 и 3:00 в пробирки с активатором свертывания. Концентрацию мелатонина в сыворотке крови оценивали методом твердофазного ИФА с помощью набора реагентов Melatonin ELISA (IBL INTERNATIONAL GMBH, Германия). Для экстракции использовали хроматографические колонки, поставляемые в составе набора (С18 RP 1 см³/100 мг). ИФА проводили в микропланшетах согласно инструкции. Референсные значения для мелатонина в сыворотке: в 03:00 — 18,5–180 пг/мл, в 08:00 — 3,8–80,4 пг/мл. Референсные значения для 6-сульфатоксимелатонина в моче: ночь >8 мкг, день >3 мкг, сутки >20 мкг. 6-Сульфатоксимелатонин в ночной порции мочи должен быть в 2–3 раза выше, чем в дневной порции.

Исследовали уровень нейротрофического фактора мозга (BDNF), антигена апоптоза (APO-1), лиганда рецептора апоптоза (Fas-L), глутамата, S100 в сыворотке и спинномозговой жидкости методом ИФА на автоматическом иммуноферментном анализаторе Personal Lab (Adalt, Италия). Концентрацию белка S100 определяли методом ИФА с помощью набора реагентов CanAg S100 (S100 общий — изоформы áâ + ââ) (Fujirebio Diagnostics AB, Швеция). Концентрацию глутамата оценивали с применением набора реагентов Glutamate ELISA (IBL America, США). Концентрацию BDNF исследовали с использованием набора реагентов Human Free BDNF (R&D Systems, США). Концентрацию рецептора апоптоза sAPO-1/Fas определяли с помощью набора реагентов Human sAPO-1/Fas ELISA (Invitrogen, Австрия). Концентрацию Fas-L оценивали с применением набора реагентов Human sFas Ligand ELISA (Invitrogen, Австрия).

Статистические методы. Статистическую обработку данных проводили в программе Statistica 10. Параметры распределения выборки оценивали при помощи критерия Колмогорова – Смирнова. Для расчета статистической значимости различий между количественными параметрами при непараметрическом распределении данных использовали критерий Краскела – Уоллиса. Гипотезу о равенстве средних значений в исследуемых группах отвергали при уровне значимости p < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Обследованы пациентки в возрастном диапазоне от 15 до 61 года, средний возраст составил 28,8 ± 9,5 года. Группы пациенток по уровню сознания были однородны по возрасту [средний возраст в первой группе составил 29 ± 10,8 года, во второй — 29,9 ± 8,8 года, в третьей — 26,3 ± 7,9 года (статистическая обработка — тест Краскела – Уоллиса, р = 0,43)] и по продолжительности хронического нарушения сознания к моменту обследования [в первой группе продолжительность составила 5,2 ± 4,6 мес., во второй — 4,5 ± 4,5 мес., в третьей — 3,5 ± 3,4 мес. (тест Краскела – Уоллиса, р = 0,42)].

На основании данных магнитно-резонансной томографии определены размеры гипофиза по формуле V = 1/2 abc, где а — вертикальный размер гипофиза, b — горизонтальный размер гипофиза, c — сагиттальный размер гипофиза. По результатам расчетов у пациенток всех групп вне зависимости от уровня сознания объем гипофиза не различался: в первой группе — 0,36 ± 0,12 см³, во второй — 0,39 ± 0,16 см³, в третьей — 0,37 ± 0,1 см³ (статистическая обработка — тест Краскела – Уоллиса, р = 0,85).

В группе пациенток из 11 человек определен уровень мелатонина в сыворотке крови и метаболита мелатонина в дневной и ночной моче. Обследованы пациентки в возрасте от 17 до 43 лет, средний возраст — 26,5 ± 9 года, продолжительность нарушения сознания — от 1 до 15 мес., в среднем — 3 мес., 7 пациенток были на момент обследования в ВС/САБ, 4 пациентки — в СМС. Пациентки были поделены на две подгруппы по уровню сознания: первая подгруппа — пациентки в СМС, средний возраст — 28,3 ± 9,1 года (от 24 до 41 года), продолжительность нарушения сознания — 5,8 ± 5,4 мес. (от 1 до 15 мес.), уровень ФСГ — 3,9 ± 0,9 МЕ/л (минимальное значение — 3,1 МЕ/л, максимальное — 4,8 МЕ/л), уровень ЛГ — 2,2 ± 1,8 МЕ/л (минимальное значение — 0,26 МЕ/л, максимальное — 5 МЕ/л); во второй подгруппе — пациентки в ВС/САБ, средний возраст — 25,4 ± 9,5 года (от 17 до 43 лет), продолжительность нарушения сознания — 1,6 ± 1,5 мес. (от 1 до 2 мес.), уровень ФСГ — 3,6 ± 3 МЕ/л (минимальное значение — 0,33 МЕ/л, максимальное — 8,46 МЕ/л); уровень ЛГ — 2,8 ± 2,2 МЕ/л (минимальное значение — 0,2 МЕ/л, максимальное — 7,3 МЕ/л).

Исследован уровень мелатонина в сыворотке крови (табл. 1), проведен сравнительный анализ среди пациенток в ВС/САБ и пациенток в СМС.

 

Таблица 1. Уровень мелатонина в сыворотке крови пациенток с хроническим нарушением сознания

Время измерения	Уровень мелатонина у пациенток в ВС/САБ, пг/мл	Уровень мелатонина у пациенток в СМС, пг/мл	p (разница между группами)
15:00	8,3	4,2	0,38
18:00	8,4	2,1	0,7
21:00	7,4	1,6	0,37
24:00	35,6	1,1	0,36
03:00	71,6	1,5	0,9
06:00	17,4	21,2	0,2

Примечание. СМС — состояние минимального сознания; ВС/САБ — вегетативное состояние/синдром ареактивного бодрствования.

 

Уровень метаболита мелатонина в дневной моче составил в первой группе — 3,8 ± 1,2 нг/мл, во второй — 13,1 ± 12,8 нг/мл (p = 0,8); в ночной моче в первой группе — 5,1 ± 0,1 нг/мл, во второй — 16,7 ± 9,2 нг/мл (p = 0,49). Значимых различий между группами с разным уровнем сознания при исследовании уровня мелатонина в сыворотке крови и моче не обнаружено (при статистической обработке использовали критерий Манна – Уитни). Обнаружен пик секреции мелатонина в 03:00 у шести пациентов, трое из них были в ВС/САБ, трое — в СМС (табл. 2).

 

Таблица 2. Уровень мелатонина в сыворотке крови у пациенток с хроническим нарушением сознания, нг/мл

Номер пациентки	Время измерения
	15:00	18:00	21:00	24:00	03:00	06:00
1	5,23	7,67	7,19	4,97	19,1	1,5
2	9,22	3,86	9,17	6,03	56,3	254
3	0,5	0,74	1,88	9,72	148	3,64
4	67,7	69	11,1	7,32	36,4	88,7
5	19,2	16,7	13,3	92,1	47,8	47,1
6	21,5	29,4	22,5	58,4	803	403
7	–	4,04	12	15	10,1	22,5
8	4,17	2,1	1,6	1,08	1,52	21,2
9	–	2,03	–	102	120	27,1
10	6,64	11,1	5,63	112	67,6	124
11	13,7	36,1	25,5	29,7	14,2	4,47

 

Из 26 обследованных пациенток в возрасте от 17 до 43 лет (средний возраст — 26,5 ± 9 года) 11 женщин находились в СМС, 15 — в ВС/САБ. Выявлена гипогонадотропная недостаточность яичников у девяти пациенток (34,6 %): уровень ФСГ составил 1,3 ± 0,4 МЕ/л (0,3–1,7 МЕ/л), уровень ЛГ — 0,5 ± 0,4 МЕ/л (0,1–2,0 МЕ/л), у остальных пациенток установлена нормогонадотропная недостаточность яичников: уровень ФСГ составил 5,1 ± 2 МЕ/л (2,7–9,7 МЕ/л), уровень ЛГ — 2,3 ± 2,2 МЕ/л (0,26–7,3 МЕ/л). Гипергонадотропная недостаточность яичников среди данной группы пациенток не выявлена. Не обнаружено различий между группами по уровню сознания на основании сравнения содержания ФСГ и ЛГ: у пациенток в ВС/САБ уровень ФСГ составил 4,6 ± 3 МЕ/л (0,33–9,67), уровень — ЛГ 2,5 ± 2,5 МЕ/л (0,16–7,3); у женщин в СМС уровень ФСГ составил 3,1 ± 1,7 МЕ/л (1,18–7,06), уровень — ЛГ 1,05 ± 1,2 МЕ/л (0,1–5) (критерий Манна – Уитни, p = 0,2; p = 0,14).

Уровень APO-1 (известен также как рецептор апоптоза CD95) в сыворотке крови был определен у 9 пациенток в возрасте от 17 до 41 года (средний возраст — 26 ± 8 лет), 4 женщины были в ВС/САБ, 5 пациенток — в СМС. Уровень APO-1 был ниже референсных значений, указанных производителем тест-систем (1334–2411 пг/мл): у 55,6 % пациенток — от 363,6 до 887 пг/мл (среднее значение — 689,5 ± 199,6 пг/мл), у 33,3 % женщин уровень APO-1 был в рамках референсных значений, в среднем — 1776,7 ± 346,3 пг/мл, у одной пациентки данный маркер был выше нормы в 80 раз — 194755 пг/мл. Выявлены значимые различия между группами с разным уровнем сознания (ВС/САБ и СМС) — уровень APO-1 составил 640 ± 191,9 и 40194,5 ± 86403,2 пг/мл соответственно (p = 0,037).

Уровень BDNF в сыворотке крови был исследован у 10 пациенток в возрасте от 17 до 41 года (средний возраст — 26 ± 8 лет), 5 женщин были в ВС/САБ и столько же в СМС. Уровень BDNF составил от 8540 до 49820 пг/мл (среднее значение — 22742 ± 12423,1 пг/мл). У всех пациенток уровень BDNF был выше референсных значений, указанных производителем тест-систем (42,58–6186 пг/мл). Выявлены значимые различия между группами с различным уровнем сознания (ВС/САБ и СМС) — уровень BDNF составил 15832 ± 6443,5 и 29652 ± 13651,4 пг/мл соответственно (p = 0,025).

Таким образом, уровни APO-1 и BDNF в крови были значительно выше у пациенток в СМС, чем в ВС/САБ.

В спинномозговой жидкости всех обследованных пациенток уровни APO-1 и BDNF находились ниже определяемого предела.

Уровень Fas-L в сыворотке крови был определен у 9 пациенток в возрасте от 17 до 41 года (средний возраст — 26 ± 8 лет), 4 пациентки были в ВС/САБ, 5 женщин — в СМС. По данным референсных значений, указанных производителем тест-систем, Fas-L не определяется в периферической крови. Уровень Fas-L составил от 0,02 до 0,36 нг/мл (среднее значение — 0,21 ± 0,1 нг/мл). Не было выявлено достоверных различий в уровне Fas-L между группами с различным уровнем сознания (ВС/САБ и СМС): 0,2 ± 0,1 и 0,236 ± 0,1 нг/мл соответственно (p = 0,39).

Уровень Fas-L в спинномозговой жидкости был оценен у 8 пациенток в возрасте от 17 до 43 лет (средний возраст — 26 ± 10 лет), 4 пациентки были в ВС/САБ и столько же в СМС. Уровень Fas-L составил от 0,032 до 0,176 нг/мл (среднее значение — 0,08 ± 0,06 нг/мл). Не было установлено достоверных различий в уровне Fas-L между группами с разным уровнем сознания (ВС/САБ и СМС): 0,07 ± 0,06 и 0,09 ± 0,06 нг/мл соответственно (p = 0,56).

Уровень глутамата в сыворотке крови был определен у 10 женщин в возрасте от 17 до 41 года (средний возраст — 26 ± 8 лет), 5 пациенток были в ВС/САБ и столько же в СМС. Уровень глутамата был выше референсных значений у 50 % пациенток и составил от 30,2 до 44,3 мкг/мл (среднее значение — 36,7 ± 6,4 мкг/мл). Не было выявлено достоверных различий в уровне глутамата между группами с разным уровнем сознания (ВС/САБ и СМС): 25 ± 10,8 и 31,7 ± 9,6 мкг/мл соответственно (p = 0,59).

Уровень глутамата в спинномозговой жидкости был исследован у 9 пациенток в возрасте от 17 до 43 лет (средний возраст — 28 ± 10 лет), 5 пациенток были в ВС/САБ, 4 женщины — в СМС. Уровень глутамата составил от 1,6 до 17,2 мкг/мл (среднее значение — 3,8 ± 5 мкг/мл). Выявлены значимые различия между группами с разным уровнем сознания: уровень глутамата в спинномозговой жидкости у пациенток в ВС/САБ составил 1,9 ± 0,2 мкг/мл и был достоверно ниже по сравнению с пациентками в СМС — 6,2 ± 7,3 мкг/мл (p = 0,019).

Уровень белка S100 в сыворотке крови определен у одной пациентки в возрасте 31 года в ВС/САБ, также у 3 пациенток в спинномозговой жидкости (две из них были в ВС/САБ, одна находилась в СМС, в возрасте 28, 31 и 45 лет соответственно). Уровень белка S100 в сыворотке крови составил 22,7 нг/л, в спинномозговой жидкости — в среднем 434,3 нг/л.

ОБСУЖДЕНИЕ

Гормональное обследование пациентов с хроническим нарушением сознания

В научной литературе представлено небольшое количество работ, посвященных изучению гормонального статуса пациентов с ХНС. В работе исследователей из Японии 1989 г. приведены данные гормонального обследования (ЛГ, ФСГ, тиреотропный гормон, кортизол и пролактин) после стимуляции рилизинг-факторами 33 пациенток в ВС/САБ. Обнаружены значимые отклонения от нормы: уровень ЛГ был изменен у 67 % пациенток, ФСГ — у 45 %, кортизола — у 39 %, тиреотропного гормона — у 36 %, пролактина — у 15 %. Секреция гормонов передней доли гипофиза была нарушена у всех пациенток, наиболее выраженные изменения наблюдались у 52 % больных. Установлена прямая зависимость между частотой встречаемости нарушений и длительностью нахождения в ВС/САБ. Авторы исследования предположили, что функция передней доли гипофиза нарушается у пациентов в ВС/САБ и прогрессивно ухудшается в дальнейшем [6].

Большое количество публикаций посвящено гормональному обследованию пациентов в остром периоде после получения ЧМТ. M. Klose и соавт. получили значения гонадотропинов, четко коррелирующие с возрастом женщин, то есть отсутствовала гипогонадотропная недостаточность яичников [7]. Z. Olivecrona и соавт. определяли уровень гонадотропинов на 1–4-е сутки после травмы. Однако не представили данные о менструальном цикле, приеме гормональных препаратов обследуемыми женщинами. Уровни ЛГ, ФСГ и эстрадиола у женщин в целом были низкими [8]. Несколько похожих исследований подтвердили эти данные [9–11].

Отечественными исследователями впервые показано, что у пациенток репродуктивного возраста с ХНС наблюдается нормо- или гипогонадотропная недостаточность [12]. Опубликованы два клинических случая пациенток с хроническим нарушением сознания после трубной беременности. По результатам гормонального и инструментального исследований у одной пациентки диагностирована гипогонадотропная нормопролактинемическая недостаточность яичников, у второй — нормогонадотропная нормопролактинемическая недостаточность яичников [13].

Мелатонин

В связи с сохранением ритмичности циклов сна и бодрствования у пациентов с ХНС множество исследований посвящено изучению сна у данной группы больных. Известно, что мелатонин — гормон, отвечающий за выработку циркадных ритмов в организме.

Циркадные ритмы генерируются эндогенно супрахиазмальным ядром гипоталамуса. Мелатонин действует как эндогенный синхронизатор, способный стабилизировать и усиливать циркадные ритмы. Кроме того, мелатонин оказывает антиоксидантное, противовоспалительное, онкостатическое и антиконвульсантное действие, а также участвует в блокировании процессов апоптоза [14].

Известно, что существует эндогенный суточный ритм продукции мелатонина, пик выработки приходится на время около 02:00–04:00 [15].

Исследования указывают на широкую вариабельность пациентов с ХНС в их способности демонстрировать физиологический сон и реагировать на внешние временны΄е изменения. Предполагают, что сохранение циркадных ритмов может быть положительным прогностическим маркером и показателем компенсированного физиологического состояния пациента в ВС/САБ [16]. В 2014 г. впервые изучали сравнительную секрецию мелатонина у шести пациентов (четыре мужчины в возрасте 33,3 ± 9,3 года, две женщины 38 и 47 лет) в ВС/САБ и здоровых добровольцев. Исследование проводили две ночи подряд: в первую ночь все испытуемые лежали в постели с завязанными глазами в комнате с тусклым освещением (55 люкс) с 22:00 до 08:00; во вторую ночь пациенты лежали под воздействием монохроматического (470 нм) синего света, который эффективен в подавлении секреции мелатонина. У пациентов в ВС/САБ не было обнаружено значительных изменений уровня мелатонина в плазме крови во время ночного теста на подавление мелатонина [17].

А.А. Белкин и соавт. изучали уровни мелатонина у 10 пациентов с ХНС в динамике [18]. Была установлена некоторая положительная корреляция между уровнем мелатонина в крови и улучшением неврологического состояния.

M. Kanarskii и соавт. опубликовали результаты исследования, в котором проанализировали уровень мелатонина у 22 пациентов с ХНС и 11 здоровых добровольцев. Они обнаружили корреляционную прямую связь между количеством мелатонина и уровнем сознания (rs = 0,86 при p < 0,05). В данном исследовании выявлена также корреляция между низким уровнем мелатонина и тяжестью травмы головного мозга с возможным повреждением сетчатки по трансдегенеративному механизму [19].

В исследовании F. Gobert и соавт. у двух пациентов с ХНС каждые 2 ч в течение 24 ч проводили забор мочи на сульфатоксимелатонин. Ученые обнаружили дерегуляцию циркадных ритмов. Через 7–8 мес. выполнена повторная неврологическая оценка — данные пациенты перешли в СМС. Авторы прогнозируют возможный выход из ХНС после регуляции циркадных ритмов [20].

Нейротрофический фактора мозга (BDNF)

Нейротрофины — белки, играющие важную роль в функционировании нервной системы, регулирующие клеточную пролиферацию, дифференцировку, процессы выживания и гибели нейронов, участвующие в механизмах нейрональной пластичности.

BDNF — нейротрофин, участвующий в регуляции роста, развития, дифференцировки и выживания клеточных популяций, процессах их адаптации к внешним воздействиям [21].

Нейротрофины, такие как BDNF, могут способствовать как выживанию, так и гибели нейронов в зависимости от различных физиологических факторов и патологических состояний. BDNF у взрослых способствует нейрогенезу и активирует передачу сигналов о выживании через киназы рецептора тропомиозина (Trks) [22, 23], его предшественник proBDNF связывается с рецептором нейротрофина p75 (p75NTR) — молекулой, подобной рецептору фактора некроза опухоли. Активация рецептора нейротрофина p75 с помощью proBDNF может вызывать апоптоз нейронов в различных условиях [24, 25]. Отмечено, что p75NTR широко экспрессируется во время синаптогенеза — при развитии мозга и в посттравматическом периоде. Он активируется после повреждения головного мозга, включая ЧМТ и церебральную гипоксию, и связанная с этим избыточная экспрессия может приводить к гибели нейронов.

Экспрессия BDNF чувствительна к таким воздействиям, как стресс, травма, гипогликемия, ишемия и повреждения мозга и модулируется большим числом фармакологических агентов, мишенями которых являются самые разные нейротрансмиттерные системы [26]. Полагают, что нарушения в генетическом и эпигенетическом контроле метаболизма, транспорта или передачи сигнала BDNF способствуют развитию ряда неврологических и психических расстройств, включая болезнь Альцгеймера [27, 28], Хантингтона [29], Паркинсона [30], невропатическую боль [31], шизофрению [32], тяжелые депрессивные расстройства [33], аддикцию [34].

BDNF участвует в нейрональной и синаптической реорганизации головного мозга. На животных моделях ЧМТ экспрессия BDNF активируется в гиппокампе и коре головного мозга [35, 36]. Некоторые исследования показывают, что секреция BDNF в головном мозге уменьшается сразу после ЧМТ, также уровень BDNF снижается больше у пациентов с худшим исходом ЧМТ [36–38].

S. Bagnato и соавт. [39] сравнивали уровни BDNF в сыворотке крови у 18 пациентов в ВС/САБ и СМС. Группу сравнения составили 16 здоровых людей того же пола и возраста. У 12 пациентов в ВС/САБ и СМС (7 мужчин, 5 женщин, средний возраст — 38,9 года) и у здоровых добровольцев (9 мужчин, 7 женщин, средний возраст — 38,6 года) сопоставляли уровни BDNF в сыворотке крови до и после вертикализации с роботизированной тренировкой нижних конечностей ErigoPro. Уровни BDNF в сыворотке были значительно ниже у пациентов в ВС/САБ и СМС (медиана — 1141 пг/мл; 25-й и 75-й процентили — 1016 и 1704 пг/мл), чем в контрольной группе (медиана — 2450 пг/мл; 25-й и 75-й процентили — 2100 и 2875 пг/мл; р < 0,001). Уровни BDNF, измеренные до и после вертикализации, в группе пациентов с ХНС и у здоровых пациентов не изменились (p = 0,5). Более того, уровни BDNF не различались между пациентами в ВС/САБ и СМС (p = 0,2), а также между пациентами с травматическими и нетравматическими повреждениями головного мозга (p = 0,6). Уровень BDNF положительно коррелировал со временем от момента травмы головного мозга (p = 0,025).

Е.Г. Язева и соавт. определяли уровень BDNF у пациентов с ХНС. В основную группу были включены 26 пациентов (16 мужчин, 10 женщин, средний возраст — 27 лет, от 23 до 41 года; 14 пациентов в ВС/САБ, 12 — в СМС). Группу сравнения составил 21 здоровый доброволец. Группы были сопоставимы по возрасту и полу. Уровень BDNF в сыворотке крови у здоровых добровольцев составил в среднем 54 пг/мл (от 40 до 62 пг/мл), у пациентов с ХНС был достоверно (p < 0,01) выше — 770 пг/мл (от 640 до 950 пг/мл). Достоверной разницы в уровне BDNF в сыворотке крови среди пациентов в ВС/САБ и СМС выявлено не было [40].

На основании результатов нашего исследования уровень BDNF в крови были значительно выше у пациенток в СМС, чем в ВС/САБ.

Антиген апоптоза 1 (APO-1 Fas-рецептор)

Apo-1 является кластером дифференцировки 95 (CD95), членом суперсемейства рецепторов фактора некроза опухолей. Рецептор Fas расположен на поверхности клеток, его активация приводит к апоптозу. Механизмы, лежащие в основе гибели клеток после ЧМТ, до конца не изучены. Апоптоз считают одним из механизмов, способствующих значительной и длительной потере нейрональных клеток после ЧМТ. В исследовании измеряли уровень APO-1 в спинномозговой жидкости и сыворотке крови у 10 пациентов (4 женщины, 6 мужчин, возраст — от 18 до 65 лет) с тяжелой ЧМТ ежедневно в течение 15 дней после травмы. Группа сравнения — 5 здоровых добровольцев. В спинномозговой жидкости APO-1 обнаружен не был, в сыворотке крови у пациентов после ЧМТ выявлен повышенный уровень APO-1 в концентрации от 56 до 4327 мЕд/мл. Активация Fas-опосредованного пути апоптоза может быть частично прямым результатом начальной травмы. Однако длительное повышение уровня sFas в спинномозговой жидкости может быть вызвано продолжающейся воспалительной реакцией на травму и замедленной апоптотической гибелью клеток [41].

Согласно полученным нами данным уровень APO-1 в крови был выше у пациенток в ВС/САБ, чем в СМС. В спинномозговой жидкости APO-1 не был обнаружен.

Fas-L

Fas-L является молекулой, которая, связываясь с рецептором апоптоза APO-1 (он же Fas, он же CD95), запускает процесс запрограммированной клеточной гибели, то есть Fas-L является индуктором апоптоза. В результате своего действия белок повреждает ткани, вовлечен в патогенез некоторых заболеваний, и его повышенный уровень обнаружен при неопластических процессах, ЧМТ и других заболеваниях. Недавно стало очевидно, что Fas-L может передавать также неапоптотические сигналы. Мезенхимные стволовые клетки — это мультипотентные клетки, происходящие из различных тканей взрослого человека. Хотя мезенхимные стволовые клетки из разных тканей обладают общими свойствами, им также присущи тканеспецифические характеристики. В предыдущих работах продемонстрирован массивный апоптоз после обработки Fas-L мезенхимными стволовыми клетками костного мозга как in vitro, так и in vivo. Были изучены Fas-L-индуцированные ответы в стволовых клетках, полученных из жировой ткани человека [42]. Данные клетки отвечали на введение Fas-L одновременным апоптозом и пролиферацией, что приводило к удвоению количества клеток и фенотипическому сдвигу, включая снижение экспрессии CD105 и повышение экспрессии CD73, в сочетании с повышенным потенциалом дифференцировки костной ткани. При обработке свежеизолированными стволовыми клетками увеличивалось количество фибробластов, образующих большие колонии, вероятно продуцируемых клетками-предшественниками ранних стволовых клеток. Было обнаружено, что Fas-L-индуцированный апоптоз и передача сигналов пролиферации не зависят друг от друга. Таким образом, передача сигналов Fas-L в стволовых клетках ведет к их экспансии и фенотипическому сдвигу в сторону более сильного состояния стволовых клеток. Предполагают, что эти реакции обеспечивают выживание клеток-предшественниц стволовых клеток, полученных из жировой ткани, в среде, обогащенной Fas-L, во время повреждения тканей и воспаления, а также могут увеличивать выживаемость данных клеток после их введения in vivo.

В другом исследовании изучали экспрессию Fas-L методом ИГА в коре головного мозга, таламусе и гиппокампе мышей после нанесения им ЧМТ, а результаты оценивали при помощи системы анализа изображений. Мыши были ранены перкуссией жидкости и умерщвлены через 15, 30 мин, 1, 3, 6, 12 ч, 1, 4, 7, 14 дней после травмы. Экспрессия Fas-L была обнаружена через час после травмы, значительно увеличилась через 3 ч, достигла максимума через 12 ч после травмы, затем постепенно снижалась через 4 дня и вернулась к норме через 14 дней после травмы [42]. Апоптоз, опосредованный Fas-L, возникает не только вокруг травмы головного мозга, но и в тканях мозга вдали от травматической области. Регулярность экспрессии Fas-L может быть использована в качестве одного из маркеров травмы головного мозга.

В нашем исследовании не было выявлено достоверных различий в уровне Fas-L в крови и спинномозговой жидкости среди пациенток в СМС и ВС/САБ.

Глутамат

Глутаминовая кислота (глутамат) — известный нейромедиатор, увеличенное содержание которого в синапсах приводит к заболеванию, клинически сходному с боковым амиотрофическим склерозом. После тяжелой ЧМТ немедленно повышается уровень глутамата в синапсах [43]. Избыток глутамата в синапсах, в свою очередь, активирует соответствующие N-метил-D-аспартатные рецепторы (NMDA) и рецептор á-амино-3-гидрокси-5-метил-4-изоксазолпропионовой кислоты (AMPA), которые способствуют избыточному притоку кальция в нейрональные клетки. Возникает окислительный стресс, приводящий к дисфункции митохондрий, перекисному окислению липидов и окислению белков и ДНК. Как следствие, происходит гибель нервных клеток [44]. С нарушениями модулирующей роли глутамата также связывают возникновение большого депрессивного расстройства после ЧМТ [45].

A.L. Yasen и соавт. определяли концентрацию глутамата в головном мозге с помощью протонной магнитно-резонансной спектроскопии у 9 человек (среди которых было 5 женщин в возрасте 20,7 ± 2,3 года) сразу после ЧМТ и в течение 2 мес. восстановления [46]. В контрольную группу вошли 9 здоровых добровольцев, сопоставимых по полу, возрасту, весу и росту. Значения глутамата были одинаковыми между группами (p = 0,57), но значительно различались во времени (p = 0,01). Концентрация глутамата была ниже в группе ЧМТ по сравнению с контрольной через 72 ч после травмы (p = 1,02). Авторы предположили, что изменения концентраций глутамата в головном мозге могут быть локальными и зависеть от времени, прошедшего после ЧМТ.

В нашем исследовании выявлено значимое различие уровня глутамата в спинномозговой жидкости — у пациенток в ВС/САБ значения были ниже, чем у пациенток в СМС. Вероятно, это связано с длительностью ХНС. Пациенты в ВС/САБ находились в состоянии ХНС от 1 до 12 мес. (в среднем — 4 ± 3 мес.), в то время как пациентки в СМС — от 1 до 6 мес. (в среднем — 3 ± 2 мес.).

Группа белков S100

Белки S100 — группа кальцийсвязывающих белков с низким молекулярным весом. Содержание белков S100 увеличивается на начальных стадиях развития хронической ишемии мозга и отражает хронические нейродегенеративные процессы в тканях мозга [47]. Данная группа белков необходима для роста и дифференцировки клеток, транскрипции, фосфорилирования белков, секреции, сокращения мышечного волокна и других процессов. Они регулируют клеточный цикл и апоптоз, участвуют в процессе онкогенеза. В головном мозге белки группы S100 преимущественно продуцируются астроцитами. При наномолярных концентрациях S100 in vitro стимулирует рост нейритов в нейронах коры головного мозга и ганглий задних корешков эмбрионального цыпленка [48, 49]. Эти данные предполагают, что S100 может быть нейротрофическим фактором во время развития и регенерации нервов.

Повышение уровня белка S100 в крови и спинномозговой жидкости наблюдается при травматическом повреждении головного мозга [49, 50]. Определение концентрации S100 в крови позволяет диагностировать у пациентов с ЧМТ тяжелую степень поражения, также пациентам с низким уровнем данного маркера и легкой степенью тяжести выраженности ЧМТ можно не выполнять компьютерную томографию головного мозга и тем самым избежать до 30 % ненужных исследований. Ученые обнаружили, что повышение уровня белка S100 более 0,1 мкг/л является чувствительным маркером патологических изменений на компьютерной томограмме головного мозга [51].

К сожалению, отсутствие специфичности и наличие экстрацеребральных источников белка S100 в периферической крови ограничивают его диагностическую ценность. Более того, повышенный уровень S100 в сыворотке также выявлен у пациентов с экстракраниальной патологией, такой как травмы и ожоги [52]. Проведено исследование среди 94 пациентов, в котором не обнаружено взаимосвязи между концентрацией S100 в сыворотке крови и тяжестью ЧМТ [53]. Ранее данный маркер не был изучен у пациентов с ХНС, что обусловливает необходимость дальнейших исследований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании результатов обследования пациенток с различным уровнем нарушения сознания при проведении магнитно-резонансной томографии гипофиза нами не было выявлено достоверных различий между группами в объеме гипофиза. Не было также обнаружено объемных образований гипофиза и других возможных причин формирования овариальной недостаточности. По данным гормонального исследования существовала гипо- и нормогонадотропная недостаточность функции яичников, но при анализе содержания гонадотропинов достоверные отличия в различных группах в зависимости от уровня сознания отсутствовали. Не было выявлено и значимых отличий между группами с различным уровнем сознания при исследовании уровня мелатонина в сыворотке крови и моче. Тем не менее у нескольких из обследованных пациенток сохранялся ночной пик секреции мелатонина, что, согласно данным литературы, может свидетельствовать о высоком потенциале для дальнейшего восстановления сознания. Уровень APO-1 был ниже нормы у 50 % пациенток, у одной больной данный маркер был повышен в 80 раз. Уровни APO-1 и BDNF в сыворотке крови были значительно выше у пациенток в СМС, чем в ВС/САБ. У всех пациенток определялся Fas-L в сыворотке крови, повышение уровня которого может быть вызвано продолжающейся воспалительной реакцией на травму и замедленным апоптозом. Уровень глутамата был выше референсных значений у 50 % пациенток, но только у одной женщины была ЧМТ, также у двух пациенток после ЧМТ уровень глутамата находился в пределах нормальных значений. Не было отмечено достоверных изменений в уровне глутамата в сыворотке крови между группами с различным уровнем сознания (ВС/САБ и СМС). Уровень глутамата в спинномозговой жидкости у пациенток в ВС/САБ был достоверно ниже по сравнению с пациентками в СМС. Вероятно, можно судить о повышении активности нейронов и астроцитов, большей нейропластичности пациенток в СМС, чем в ВС/САБ. Уровень белка S100 был определен лишь в небольшой группе, в связи с этим необходимо углубленное изучение данного маркера.

Дальнейшее исследование и накопление данных о пациентах с ХНС и высокоинформативных маркерах позволит прогнозировать исходы, а также разработать новые эффективные подходы к реабилитации сознания у данной категории больных.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО

Источник финансирования. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-29-01066.

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

Об авторах

Екатерина Анатольевна Кондратьева

Российский научно-исследовательский нейрохирургический институт им. проф. А.Л. Поленова, филиал Национального медицинского исследовательского центра им. В.А. Алмазова

Email: eak2003@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6362-6543
SPIN-код: 6966-3270
Scopus Author ID: 57191545581

д-р мед. наук

Россия, Санкт-Петербург

Алина Олеговна Иванова

Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта

Автор, ответственный за переписку.
Email: ivanova_ao93@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0792-3337
SPIN-код: 5573-6990
Scopus Author ID: 1045544
ResearcherId: AAL-4500-2020

MD

Россия, Санкт-Петербург

Мария Игоревна Ярмолинская

Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта; Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова

Email: m.yarmolinskaya@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6551-4147
SPIN-код: 3686-3605
Scopus Author ID: 7801562649
ResearcherId: P-2183-2014

д-р мед. наук, профессор, профессор РАН

Россия, Санкт-Петербург

Елена Геннадьевна Потемкина

Российский научно-исследовательский нейрохирургический институт им. проф. А.Л. Поленова, филиал Национального медицинского исследовательского центра им. В.А. Алмазова

Email: potemkina25@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-0449-9163
SPIN-код: 1422-2553
Scopus Author ID: 703392

д-р мед. наук

Россия, Санкт-Петербург

Наталья Владимировна Дрягина

Российский научно-исследовательский нейрохирургический институт им. проф. А.Л. Поленова, филиал Национального медицинского исследовательского центра им. В.А. Алмазова

Email: nvdryagina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8595-6666
SPIN-код: 1916-2139
Scopus Author ID: 35773283500

канд. мед. наук

Россия, Санкт-Петербург

Наталья Николаевна Зыбина

Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины им. А.М. Никифорова

Email: zybinan@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-5422-2878
SPIN-код: 5164-2969
Scopus Author ID: 97381

д-р мед. наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург

Нелли Юрьевна Андреева

Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта

Email: nelly8352@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0002-1928-1266
SPIN-код: 3355-2646
Scopus Author ID: 1053801

MD

Россия, Санкт-Петербург

Анатолий Николаевич Кондратьев

Российский научно-исследовательский нейрохирургический институт им. проф. А.Л. Поленова, филиал Национального медицинского исследовательского центра им. В.А. Алмазова

Email: eak2003@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7648-2208

д-р мед. наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

Дополнительные файлы