Русский
EnglishЗначение гуморального серотонина в патогенезе травматического повреждения головного мозга
ID: 2012-09-23-A-1646
Оригинальная статья
ГБОУ ВПО «Пермская государственная медицинская академия имени академика Е.А.Вагнера» Минздравсоцразвития России, кафедра неврологии лечебного факультета имени профессора В.П.Первушина
Резюме
Цель: определение содержания серотонина сыворотки крови и сопоставление полученных результатов с воспалительными маркерами у больных в остром периоде черепно-мозговой травмы.
Материал. Проведено обследование 45 пациентов с ушибами головного мозга (УГМ) легкой и средней степени тяжести в остром периоде черепно-мозговой травмы (ЧМТ). У всех больных изучены показатели неврологического, психовегетативного статусов, количественное содержание цитокинов и серотонина в крови.
Результаты. У больных УГМ определяются неврологические, эмоциональные нарушения, повышенный уровень сывороточного серотонина и противовоспалительных цитокинов. Корреляционный анализ выявил прямую зависимость уровня серотонина в крови от степени тяжести ЧМТ и количества противоспалительных цитокинов.
Заключение. Серотонин можно рассматривать как медиатор, участвующий в противовоспалительных механизмах защиты головного мозга. Количественное содержание серотонина сыворотки крови может применяться для дифференциальной диагностики сотрясения и ушиба головного мозга.
Ключевые слова
черепно-мозговая травма, цитокины, серотонин
Введение
Травматическое повреждение головного мозга включает первичное и вторичное повреждение, в том числе процессы воспаления, гипоксии, некроза и апоптоза, нарушение синаптической пластичности и функциональной активности нейронов [1, 2]. Воспалительный ответ, возникающий на первичное структурное изменение мозга, сопровождается высвобождением большого числа цитокинов провоспалительного и противовоспалительного характера. Цитокины синтезируются активированной макро- и микроглией, поврежденным эндотелием сосудов, а также клетками иммунной системы, мобилизованными из общей циркуляции к очагу повреждения и в соседние с ним области вследствие изменения проницаемости гематоэнцефалического барьера [3, 4, 5, 6]. Существенным звеном в каскаде вторичных реакций на повреждение является изменение метаболизма нейромедиаторов, в том числе серотонина. Серотонин является одним из основных медиаторов стресс-лимитирующей системы, и оценка изменений его содержания может иметь важное значение в клинической практике [7]. Ряд авторов рассматривают содержание серотонина в плазме периферической крови в качестве показателя, отражающего концентрацию серотонина во внеклеточном пространстве головного мозга [8, 9]. Однако патогенетическая роль серотонина при травматическом повреждении мозга остается до конца не выясненной.
Цель
Целью исследования явилось изучение количественного содержания серотонина сыворотки крови и сопоставление полученных результатов с воспалительными маркерами у пациентов в остром периоде черепно-мозговой травмы (ЧМТ) легкой и средней степени тяжести.
Материал и методы
Обследовано 45 больных (32 мужчины и 13 женщин) в остром периоде ЗЧМТ в возрасте от 18 до 62 лет (средний возраст составил 31,5 ± 13,3 лет). Все больные были разделены на 2 группы в зависимости от степени тяжести полученной ЗЧМТ. В первую группу вошли 17 человек с ушибом головного мозга (УГМ) легкой степени тяжести, во вторую — 28 пациентов с УГМ средней степени тяжести. Группу контроля, сопоставимую по полу и возрасту с больными, составили 15 здоровых лиц, не имевших ЧМТ в анамнезе.
В первые сутки от момента ЧМТ всем больным проводилось общеклиническое, неврологическое, инструментальное исследование: рентгенография черепа, ЭХО-ЭС, офтальмоскопия, компьютерная томография (КТ) головного мозга. Для оценки неврологического дефицита были использованы шкала комы Глазго (ШКГ), NIHSS, где каждый неврологический синдром соответствует определенному количеству баллов. Для оценки способности к самообслуживанию больных использовался индекс независимостей в сфере повседневной жизни Barthell. Всем обследуемым применялось психометрическое тестирование с использованием шкалы депрессии Монтгомери-Айсберг, госпитальной шкалы тревоги и депрессии, теста Спилбергера‑Ханина для определения уровня реактивной и личностной тревожности. Для объективизации выраженности патологических воспалительных процессов применялось иммунологическое исследование количественного содержания фактора некроза опухоли (ФНО) — одного из основных провоспалительных цитокинов и интерлейкина‑10 — противовоспалительного цитокина в сыворотке крови и ликворе. Для определения цитокинов использовали твердофазный иммуноферментный метод с помощью тест‑систем (ООО "Цитокин", Санкт-Петербург) в соответствии с рекомендациями производителя. Концентрацию цитокинов выражали числом пикограммов на 1 мл (пг/мл). Исследование гуморального серотонина в сыворотке периферической крови проводилось методом иммуноферментного твердофазного анализа с использованием набора «IBL Serotonin ELISA». Количественное содержание серотонина выражалось в нг/мл. Забор крови и ликвора проводили на 1–2 сутки с момента травмы.
Результаты
При клинико-неврологическом обследовании в большинстве случаев УГМ выявлялись очаговые неврологические и менингеальные синдромы. При исследовании степени сознания по ШКГ выявлено, что уровень сознания у пациентов с УГМ составил 14,3 ± 1,8 баллов, средний балл по шкале NIHSS – 2,55 ± 1,88. Уровень статистической значимости различий при оценке неврологического статуса между УГМ легкой и средней степени тяжести составил р=0,009. Степень инвалидизации по шкале Barthell оказалась достоверно (р=0,04) выше у пациентов с УГМ средней степени (88,46 ± 15,02 баллов), чем у больных с легкой ЧМТ (97,5 ± 6,2 балла). Выраженность неврологических расстройств в нашем исследовании закономерно оказала влияние на показатели шкалы Barthell (r=-0,51, р=0,0002).
Исследование эмоционально-личностной сферы у больных в остром периоде ЗЧМТ выявило статистически значимый уровень депрессии по объективной шкале Монтгомери-Асберг в группах больных УГМ легкой и средней степени тяжести (10,75 ± 9,72 и 11,95 ± 8,96 баллов соответственно) по отношению к группе контроля (3,1 ± 1,9, р<0,05). Средние значения тревоги и депрессии по госпитальной шкале не выявили статистической значимости различий в группах и по отношению к контролю. По опроснику Спилбергера‑Ханина в большинстве случаев регистрировалась умеренная реактивная и легкая личностная тревожность больных. Среднее значение реактивной тревожности составило в группе легкого УГМ 45,18 ± 14,12 баллов, при УГМ средней степени тяжести - 47,95+9,64 баллов, что значимо (p<0,05) больше, чем в группе контроля (32,5 ± 3,2 баллов). Показатели личностной тревожности статистически не отличались (p>0,05) от контрольных (32,7 ± 3,8 баллов), а также между группами ЧМТ и составили в группе УГМ легкой и средней степени тяжести 40,09 ± 9,17 и 40,95 ± 10,41 баллов соответственно.
Определение цитокинов сыворотки крови обнаружило уровень значимости различий содержания интерлейкина 10 (0,4 ± 1,7 пг/мл, р=0,03) и ФНО сыворотки крови (34,14 ± 24,5 пг/мл, р=0,039) у больных с УГМС. Среднее количество ФНО ликвора составило 50,8 ± 17,4 пг/мл. Статистически значимых различий цитокинового профиля ликвора в зависимости от степени тяжести УГМ не обнаружено. Выявлена линейная корреляционная зависимость балльной оценки неврологического статуса и количественного содержания интерлейкина 10 (r=-0,36, p=0,04) и ФНО (r=-0,41, p=0,02) в сыворотке крови. Указанные данные объективизируют выраженность клинических проявлений в зависимости от степени тяжести ЗЧМТ.
Количественное содержание сывороточного серотонина в группе больных УГМ легкой степени тяжести составило 288,63 ± 57,88 нг/мл, что достоверно (р=0,049) превышает показатель здоровых лиц (187,2 ± 28,9 нг/мл). В группе больных с ушибом мозга средней степени тяжести показатель исследуемого нейромедиатора увеличился до 331,81 ± 77,14 нг/мл, что достоверно (р=0,029) выше, чем в группе сравнения. Среднее значение количественно содержания серотонина ликвора оказалось равным 21,4 ± 10,7 нг/мл без значимого уровня различий между группами.
При проведении корреляционного анализа выявилась зависимость количественного содержания серотонина сыворотки крови от вида ЗЧМТ (r=0,35, р=0,02). При усилении степени тяжести ЧМТ количественное содержание серотонина сыворотки крови увеличивается. Уровень гуморального серотонина у больных в остром периоде ЧМТ, несмотря на стресс, не зависел от степени психоэмоциональных нарушений. Количественное содержание серотонина имело обратную корреляционную зависимость (r=-0,66, р=0,05) с уровнем ФНО ликвора, а концентрация серотонина сыворотки крови прямопропорционально (r=0,76, р=0,05) зависела от содержания интерлейкина 10 в цереброспинальной жидкости.
Обсуждение
Количественное содержание цитокинов сыворотки крови и ликвора отражает неспецифические (универсальные, реактивные) воспалительные процессы, характерные для острого периода ЧМТ, которые зависят от степени тяжести повреждения головного мозга. Про- и противовоспалительные цитокины сбалансировано взаимодействуют между собой и закономерно коррелируют с выраженностью неврологических проявлений, объективизируя степень тяжести ЧМТ. Серотонин сыворотки крови является молекулярно-биохимическим маркером степени повреждения головного мозга в остром периоде ЧМТ (патент РФ № 2440581 «Способ дифференциальной диагностики сотрясения и ушиба головного мозга»). Количественное содержание серотонина находится в прямой зависимости от уровня противовоспалительного интерлейкина-10 и в отрицательной корреляционной зависимости от уровня ФНО спинномозговой жидкости.
Заключение
Подводя итог, можно сказать, что серотонин в остром периоде ЗЧМТ можно рассматривать как медиатор, участвующий в противовоспалительных механизмах защиты головного мозга. Кроме того, полученные в нашей работе данные свидетельствует, что показатели количественного содержания серотонина сыворотки крови могут служить диагностическим маркером степени тяжести и применяться в первые сутки ЧМТ для дифференциальной диагностики.
Литература
1. Коновалов, А.Н. Клиническое руководство по черепно-мозговой травме / А.Н. Коновалов, Л.Б. Лихтерман, А.А. Потапов.- М: Антидор, 2002. – с.631.
2. Лихтерман Л.Б. Неврология черепно-мозговой травмы / Л.Б. Лихтерман.- М., 2009. - 385 с.
3. Маслова Н.Н., Семакова Е.В., Мешкова Р.Я. Состояние цитокинового статуса больных в разные периоды травматической болезни головного мозга. Иммунопатология, аллергология, инфектология 2001; 3:26-30.
4. Байдина, Т.В. Цитокиновый профиль больных с атеросклеротическим поражением сонных артерий / Т.В.Байдина, В.Ю.Мишланов, М.А.Данилова // Медицинский альманах, 2011. - № 1. - с. 56-58.
5. Goss, JR. The antioxidant enzymes glutathione peroxidase and catalase increase following traumatic brain injury in the rat/ Goss JR., Taffe KM., Kochanek PM., DeKosky ST.// Exp Neurol., 1997.- 146(1).- р. 291-4.
6. Shohami, E. Inhibition of tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha) activity in rat brain is associated with cerebroprotection after closed head injury /Shohami E., Bass R., Wallach D., Yamin A., Gallily R.// J Cereb Blood Metab., 1996. - 16(3). – р.378-84.
7. Каракулова Ю.В. Количественное определение серотонина сыворотки крови в диагностике головных болей напряжения/ Ю.В. Каракулова, А.А. Шутов // Клиническая лабораторная диагностика, 2006. - № 1. - С. 9-10.
8. Artigas, F. Increased plasma free serotonin but unchanged platelet serotonin in bipolar patients treated chronically with lithium/F.Artigas, M.J. Sarrias, E.Martinez et al.// Psychopharmacology (Berl). – 1989. - 99(3). – P.328-332.
9. Каракулова Ю.В. Изучение гуморального звена серотонинергической системы при хронических болевых синдромах/ Ю.В.Каракулова// Российский журнал боли, 2011. - №2. – с.10-11
