Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

СОПОСТАВИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МАРКЕРОВ РЕМОДЕЛИРОВАНИЯ НЕРВНОЙ ТКАНИ И ПЕРЕКИСНО-АНТИОКСИДАНТНОГО БАЛАНСА В ОСТРОМ И РАННЕМ ПЕРИОДАХ ТРАВМАТИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ СПИННОГО МОЗГА

Конюченко Е.А. 1 Ульянов В.Ю. 1 Норкин И.А. 1 Карякина Е.В. 1 Щуковский В.В. 1 Дроздова Г.А. 2
1 ФГБУ «СарНИИТО» Минздрава России
2 ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»
Методом иммуноферментного анализа в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга изучено содержание в сыворотке крови нейроспецифических белков (фосфорилированногонейрофиламента-H, антител к миелинассоциированному гликопротеину, нейротрофина-3), а также малоновогодиальдегида (МДА) как показателя процессов липопероксидации, супероксиддисмутазы (СОД) – одного из важнейших клеточных антиоксидантных ферментов и церулоплазмина (ЦП) – основного неклеточного антиоксидантного фермента у 40 пациентов с осложненными травматическими повреждениями шейного отдела позвоночника. Установлены значимые корреляционные взаимосвязи разного характера и силы, а именно отрицательные между маркерами клеточной альтерации и перекисного окисления липидов и положительные - между маркером внутриклеточной регенерации и показателями ферментного звена антиоксидантной защиты.
спинной мозг
травматическая болезнь
патогенез
саногенез
цитоплазматические нейроспецифические белки
перекисно-антиоксидантный баланс
иммуноферментный анализ
1.Агаджанян В.В. Септические осложнения при политравме // Политравма. – 2006. - №1. – С. 9-17.
2. Белашкин И.И., Кочетков А.В. Клинико-патоморфологические особенности современного течения позвоночно-спинальной травмы // Вестник восстановительной медицины. - 2011. - №4. - С. 27-30.
3. Белоцкий С.М. Воспаление. Мобилизация клеток и клинические эффекты./ С.М. Белоцкий, Р.Р. Авталион.- М.: БИНОМ, 2008. - 240 с.
4. Бублик Л.А., Бублик Н.Л. Современные представления о травматической болезни спинного мозга и нейропротекция вторичного повреждения спинного мозга // Международный неврологический журнал. - 2007. - №6. - С. 19-22.
5.Бэр М. Нейропротекция: модели, механизмы. Пер. с англ. Под ред. М. Бэра- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. – 420 с.
6. Карякина Е.В.Состояние процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты в остром и раннем периоде осложненной травмы шейного отдела позвоночника // Материалы научно-практической конференции с международным участием. Министерство здравоохранения и социального развития РФ: тезисы докл. Научно-практич. конф. (Курган, 11-12 сент. 2014 г.). – Курган, 2014. - С. 126.
7.КонюченкоЕ.А., УльяновВ.Ю., БажановС.П., КарякинаЕ.В., ТеплыйД.Л. Особенности перекисно-антиоксидантного баланса в условиях физиологической нормы и его изменения при развитии травматической болезни спинного мозга // Фундаментальные исследования. - 2012. - № 4-2. - С. 291-294.
8. Крюк Ю.А., Махнева А.В., Золотухин С.Е., Баешко А.А.Изменение показателей перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы крови и мозга при тяжелой механической травме и сопутствующем гипотиреозе // Экспериментальная и клиническая медицина. - 2010. - Т. 49, № 4. - С. 14-20.
9. Ульянов В.Ю., Бажанов С.П., Конюченко Е.А., Щуковский В.В. Динамика показателей процессов свободно-радикального перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты при развитии инфекционно-воспалительных осложнений в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга // Саратовский научно-медицинский журнал. - 2012.- Т. 8, № 3. - С. 734-737.
10. Kumamaru H., Saiwai H., Ohkawa Y. Age related difference sincellular аnd molecular profiles of inflammatory responses after spinal cord injury// J. Cell. Physiol. - 2012. -№ 227 (4). -P. 1335-1346.
Первичнoе повреждение вещества спинного мозга инициирует долгoсрочные втoричные патoфизиологические изменения на клетoчном и молекулярнoм уровнях, характеризующихся активацией патогенетических - (аксональный и нейрональный некрoз, метаболические расстройства, oксидативный стресс, эксайтoтоксичность, нейрoвоспаление) и саногенетических (внутриклеточная регенерация, активация антиоксидантной системы, ремиелинизация, нейропластичность) механизмов травматической болезни [2, 4, 5, 10]. Совокупность этих патофизиологических механизмов в остром и раннем периодах травматической болезни определяет развитие синдрома смешанного антагонистического ответа[3].

Патогенетические механизмы синдрома смешанного антагонистического ответапри травматической болезни характеризуются массивным повреждением клеточных мембран нейронов и глиальных клеток спинного мозга, что сопровождается активацией процессов липопероксидации и относительной функциональной недостаточностью антиоксидантных ферментных систем, ведущих к повреждению внутриклеточных структур.  Это, в свою очередь, приводит к массивному высвобождению цитоплазматических нейроспецифических белков в системный кровоток и является одним из инициирующих  факторов вторичного иммуно-воспалительного повреждения вещества спинного мозга [1, 8].

Наряду с патогенетическими, синдром смешанного антагонистического ответа сопровождается активацией саногенетических механизмов, характеризующихся активацией клеточных и неклеточных антиоксидантных ферментных систем (СОД и ЦП), лимитирующих процессы перекисного окисления липидов, а также усилением экспрессии генов, ответственных за синтез факторов роста нервной ткани. Последние определяют выживаемость нейронов в зоне вторичного повреждения («пенумбры») и неонейрогенез[6, 7, 9].

Взаимодействие патогенетических и саногенетических механизмов синдрома смешанного антагонистического ответа определяет конечный объем повреждения спинного мозга в посттравматическом периоде и совокупный функциональный результат, определяющий исход травматической болезни спинного мозга. В этой связи, определение корреляционных взаимосвязей содержания нейроспецифических белков в сыворотке крови и маркеров перекисно-антиоксидантного баланса у больных с осложненными повреждениями позвоночника позволяет выявить новые значимые механизмы патогенеза и саногенеза травматической болезни спинного мозга.

Цель исследования: выявить новые корреляционные взаимосвязи, характеризующие патогенетические и саногенетические механизмы травматической болезни спинного мозгана основании сопоставительного анализа содержания в сыворотке крови маркеров ремоделирования нервной ткани и состояния перекисно-антиоксидантного баланса.

Материал и методы исследования

Основную группу составили 40 пациентов обоего пола (средний возраст 29±7,5 лет) с осложненными травматическими повреждениями шейного отдела позвоночника, которые находились на лечении в клинике нейрохирургии ФГБУ «СарНИИТО» Минздрава России в период с 2011 по 2013 гг. В контрольную группу вошли 40 условно здоровых лиц, сопоставимых по полу и возрасту с основной группой.

Критериями включения в исследование больных основной группы были: степень повреждения спинного мозга, соответствующая классам А, В, С (по шкале Frankel, 1970); сроки наблюдения, соответствующие oстрому (1-4-е сутки) и раннему (до 30-х суток) посттравматическим периодам (по классификации А.В. Лившица, 1990).

Материалом исследования явилась периферическая кровь, полученная натощак в утренние часы при пункции локтевой вены в объеме 5 мл. Образцы крови экспонировали при комнатной температуре, центрифугировали при 2000 оборотах/мин в течение 10 минут для получения сыворотки. Анализ вышеперечисленных показателей проводили в день забора крови не позже, чем через 2 часа после ее взятия.

Количественное содержание нейроспецифических белков в сыворотке крови изучали методом иммуноферментного анализа с помощью наборов для определения маркеров альтерации нервной ткани - pNF-H, anti-MAG (Buhlmann, Switzerland), а также маркеров регенерации нервной ткани - NT-3 (RayBioHuman).Состояние процессов липопероксидации в сыворотке крови оценивали по содержанию промежуточного продукта оксидативного стресса МДА (Стальная И.Д., Гаришвили Т.Т., 1977). Концентрацию внутриклеточной СОД в сыворотке крови определяли иммуноферментным методом(BenderMedSystems, Austria), ЦП - методом турбодиметрической специфической реакции (Sentineldiagnostics, Italy).

Исследования нейроспецифических белков и маркеров перекисно-антиоксидантного баланса в сыворотке крови в основной группе осуществляли на 1-4-е, 7-е, 14-е, 21-е и 30-е сутки с момента получения травмы, в контрольной группе - однократно.

Статистическую обработку полученных данных осуществляли с помощью пакета программ IBMSPSS 20 Statistics. Проверяли гипотезы о виде распределений (критерий Шапиро-Уилкса). Большинство наших данных не соответствовало закону нормального распределения, поэтому для сравнения значений использовали непараметрические критерии (U-критерий Манна-Уитни). Сопоставительный анализ статистически значимых показателей проводили с помощью определения коэффициента корреляции рангов Спирмена (R), причем значения R<0,3 свидетельствовало о слабой связи изученных признаков, значения R>0,3<0,7 - о средней связи и > 0,7 - о высокой связи.Рассчитывали показатель достоверности (р), который считали статистически значимым при р<0,05.

Результаты исследования и обсуждение

Cопоставительный анализ содержания pNF-H на 1-4-е сутки с момента травмы свидетельствовал о наличии положительной высокой корреляционной взаимосвязи cконцентрацией МДА (p<0,05), слабой отрицательной - с ЦП и СОД (р<0,05). На 7-е сутки уровень  pNF-H слабо положительно коррелировал с МДА (р<0,05) и слабо отрицательно - с ЦП (р<0,05), статистически значимой достоверной корреляции с СОД обнаружено не было (p>0,05). На 14-е сутки исследования положительная связь с МДА усиливалась до средней (р<0,05), а уровень ЦП и СОД характеризовался средней отрицательной связью с pNF-H (р<0,05). На 21-е сутки зафиксирована отрицательная слабая связь с СОД (p<0,05), при этом корреляционных связей с МДА и ЦП не обнаружено. На 30-е сутки исследования уровень pNF-Hсо средней силой отрицательно коррелировал с уровнем ЦП и СОД (p<0,05), статистически достоверной корреляции  с МДА выявлено не было.

Изучение взаимосвязи между титром анти-MAG и содержанием маркеров перекисно-антиоксидантного баланса (МДА, СОД и ЦП) в сыворотке крови не выявило статистически достоверных корреляций на 1-4-е и 7-е сутки исследования. На 14-е сутки исследования корреляционный анализ показал положительную взаимосвязь слабой силы  с МДА и ЦП  (р<0,05) и средней - с  СОД (p<0,05). На 21-е сутки обнаруживали положительную корреляцию слабой силы с МДА (p<0,05) и ЦП  (p<0,05) и средней силы - с СОД (p<0,05). На 30-е сутки статистически значимых корреляций с уровнем МДА зафиксировано не было, но обнаружена положительная слабой силы корреляция с ЦП  и СОД (p<0,05).

Анализ корреляций содержания NT-3 показал наличие на 1-4-е сутки положительных связей: сильной - с СОД (р<0,05), средней с МДА (p<0,05), слабой с ЦП (p<0,05).На 7-е сутки исследования была обнаружена средняя положительная взаимосвязь с уровнем МДА, которая несколько ослабевала, но оставалась при этом статистически значимой (p<0,05), слабая положительная - с уровнем ЦП (р<0,05) и средняя положительная - с уровнем СОД (р<0,05). На 14-е сутки были зафиксированы положительные: средней силы с МДА (р<0,05)  и с СОД (р<0,05)  и слабая  с ЦП (р<0,05). На 21-е сутки исследования фиксировали сохранение положительных: слабой связи с МДА (p<0,05) и средней с ЦП (р<0,05) и СОД (р<0,05). На 30-е сутки с момента травмы зафиксирована слабая положительная связь с ЦП (р<0,05), достоверных корреляций с МДА и СОД не зафиксировано.

В условиях альтерации нервной ткани в 1-4-е сутки с момента получения травмы нами была обнаружена сильная связь pNF-Hc МДА и слабые отрицательные связи с СОД и ЦП, что по данным литературы свидетельствует об активации процессов оксидативного стресса на фоне относительной недостаточности ферментного звена антиоксидантной системы, а также о массовой гибели нейронов и их аксонов, возникающей непосредственно в момент первичного повреждения вещества спинного мозга [1,6, 8]. На 14-е сутки с момента получения травмы обнаружена положительная корреляционная связь средней силы pNF-H с  МДА, отрицательные средней силы - с ЦП и СОД, что соответствует данным [9,10] и свидетельствует о снижении интенсивности  процессов перекисного окисления липидов, несмотря на продолжающееся поступление свободных радикалов  в кровоток в период манифестации инфекционно-воспалительных осложнений, а сохранение высоких концентраций pNF-H, достоверно превышающих контрольное значение на 14-е сутки исследования, по нашему мнению, было обусловлено активацией в посттравматическом периоде механизмов клеточного и гуморального иммунного ответа организма пострадавшего на циркулирующие в кровотоке антигены поврежденного спинного мозга.

Обнаруженное нами появление положительной связи слабой силы анти-MAG с МДА и ЦП и средней силы с СОД на 14-е и 21-е  сутки исследования свидетельствует об аутоиммунном воспалительном процессе, реализующемся в проводящих путях (аксонах) [2, 3].

Выявленные на 1-4-е положительные корреляции средней силы NT-3 с МДА, высокой силы с СОД и слабой с -  ЦП свидетельствуют об активации трофических влияний факторов роста нервной ткани, происходящей на фоне интенсификации процессов перекисного окисления липидов и направленной на повышение выживаемости нейронов в зоне, окружающей первичный травматический очаг [5,7]. Однотипные корреляции, выявленные на 14-е сутки посттравматического периода отражаютдиффузное распространение фактора роста нервной ткани в сохранившихся нейронах и усиленную его экспрессию, что дает возможность реализовывать саногенетические механизмы  внутриклеточной регенерации вещества спинного мозга и антиоксидантной защиты (нейроцитопротекторный эффект) [4].

Выводы:

1. Функциональное состояние клеточных мембран поврежденных нейронов вещества спинного мозга при его травматической болезни зависит от соотношения как механизмов ремоделирования нервной ткани, реализующихся на локальном уровне, так и системного перекисно-антиоксидантного баланса.

2. Процессы ремоделирования нервной ткани и перекисно-антиоксидантного баланса характеризуются разнонаправленными корреляциями, а именно отрицательными между маркерами альтерации и состояния перекисного окисления липидов, положительными - между маркером регенерации и показателями ферментного антиоксидантной защиты.

Корреляции маркеров ремоделирования нервной ткани и перекисно-антиоксидантного баланса при травматической болезни спинного мозга (n=40)

 

1-4-е сутки

7-е сутки

14-е сутки

21-е сутки

30-е сутки

pNF-H, пг/мл

МДА,

мкмоль/л

R=0,748

p=0,008

МДА

R=0,255

р=0,035

МДА

R=0,343

p=0,028

МДА

R=0,041

p>0,05

МДА

R=0,015

p>0,05

ЦП,

мг/дл

R= - 0,120

p=0,031

ЦП

R=-0,211

p=0,035

ЦП

R=-0,321

p=0,033

ЦП

R=-0,006

p>0,05

ЦП

R=-0,432

р=0,038

СОД,

нг/мл

R=-0,179

p=0,043

СОД

R=-0,131

p>0,05

СОД

R=-0,573

p=0,011

СОД

R=-0,275

p=0,049

СОД

R=-0,458

р=0,029

анти-MAG,

титр антител

МДА

R=-0,071

р>0,05

МДА

R=-0,021

р>0,05

МДА

R=0,243

p=0,015

МДА

R=0,275

p=0,019

МДА

R=0,015

p>0,05

ЦП

R=-0,035

р>0,05

ЦП

R=-0,055

р>0,05

ЦП

R=0,257

p=0,044

ЦП

R=0,214

р=0,008

ЦП

R=0,213

p=0,049

СОД

R=-0,021

р>0,05

СОД

R=-0,041

р>0,05

СОД

R=0,432

p=0,035

СОД

R=0,326

p=0,040

СОД

R=0,217

p=0,045

NT-3,

пг/мл

МДА

R=0,575

р=0,003

МДА

R=0,355

p<0,05

МДА

R=0,423

p<0,05

МДА

R=0,288

p<0,05

МДА

R=0,211

p>0,05

ЦП

R=0,127

р=0,318

ЦП

R=0,132

p=0,027

ЦП

R=0,221

p=0,015

ЦП

R=0,511

p=0,009

ЦП

R=0,387

p=0,015

СОД

R=0,731

р=0,045

СОД

R=0,611

p=0,065

СОД

R=0,455

p=0,005

СОД

R=0,375

p=0,025

СОД

R=0,233

p>0,05

Примечание:

   - R - коэффициент корреляции рангов Спирмена,

   - р - показатель достоверности

Рецензенты:

Тахтамыш М.А., д.м.н., заведующий 5 хирургическим отделением МУЗ «Городская клиническая больница №2 им. В.И. Разумовского», г. Саратов.

Слободской А.Б., д.м.н., заведующий отделением ортопедии ГУЗ «ОКБ», г. Саратов.


Библиографическая ссылка

Конюченко Е.А., Ульянов В.Ю., Норкин И.А., Карякина Е.В., Щуковский В.В., Дроздова Г.А. СОПОСТАВИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МАРКЕРОВ РЕМОДЕЛИРОВАНИЯ НЕРВНОЙ ТКАНИ И ПЕРЕКИСНО-АНТИОКСИДАНТНОГО БАЛАНСА В ОСТРОМ И РАННЕМ ПЕРИОДАХ ТРАВМАТИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ СПИННОГО МОЗГА // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 6.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=16203 (дата обращения: 08.12.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074