Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

IMMUNOCYTOCHEMICAL DIAGNOSIS OF THE CONDITION OF THE NERVOUS TISSUE IN PATIENTS WITH TRAUMATIC FOCAL BRAIN INJURY

Vygodchikova G.Yu. 1 Chekhonatskiy A.A. 1 Ulyanov V.Yu. 2 Schukovskiy V.V. 2 Chekhonatskiy I.A. 1
1 PBE IHE «The Saratov GMU of V.I. Razumovsky» Ministry of Health of Russia
2 FGBU "SarNIITO" Ministry of Health of Russia
The quantity of neurospecific proteins: total protein S-100 (αβ+ββ), glial acidic fibrillary protein (GFAP), myelin basic protein (MBP) and ciliary neurotrophic factor (CNTF) was determined in blood serum of 45 patients with contusional focuses and intracranial small-size hematomas on 1st, 3rd, 7th, 14th and 21st days post-injury by ELISA. It was found that remodeling process of nerve tissue in patients with focal traumatic injuries of cerebrum in post-traumatic period was characterized by alba and glia cytolisis and also by regeneration induction and the grade of the foregoing correlated with dynamic changes in the number of neurospecific proteins in blood serum. Alba cytolisis was accompanied by the rise in MBP concentration at any period, astroglial reaction – by the rise in total protein S-100 (αβ+ββ) level on 1st and GFAP rise from 1st to 3rd days post-injury. Nerve tissue regeneration came along with CNTF rise at any period.
brain
focal damage
nerve tissue
neurospecific proteins
immunocytochemical diagnosis
Одной из актуальных проблем неврологии и нейрохирургии являются травматические очаговые повреждения головного мозга, которые обычно своевременно не диагностируются и проявляются в отдаленном посттравматическом периоде в виде осложнений или так называемых «последствий сотрясения головного мозга» [1, 3]. Широкое внедрение в клиническую практику компьютерной и магнитно-резонансной томографии позволило определять количественные характеристики травматических очаговых повреждений головного мозга, их локализацию, вид (контузионный очаг, внутричерепная гематома малого объема), сроки образования и рассасывания. Однако эти клинико-интраскопические методики не являются чувствительными и специфичными для оценки тяжести травматического воздействия на другие, визуально интактные отделы головного мозга. В этой связи для оценки тяжести повреждения вещества головного мозга в зоне «пенумбры» в посттравматическом периоде могут быть использованы иммуноцитохимические методы определения содержания нейроспецифических белков в спинно-мозговой жидкости, сыворотке крови [4, 8].

В литературе приводятся сведения об изменениях содержания отдельных нейроспецифических белков при тяжелой черепно-мозговой травме, возможных иммуноцитохимических критериях прогноза тяжести полученной травмы [2, 6], однако отсутствует информация о роли определения содержания этих маркеров при очаговых травматических повреждениях головного мозга. Поэтому определение в динамике изменений содержания нейроспецифических белков в сыворотке крови является малоинвазивным и перспективным методом, позволяющим в комплексе с клинико-интраскопическими методами, достоверно оценивать состояние нервной ткани в процессе ее ремоделирования.

Цель: на основании количественной оценки содержания иммуноцитохимических маркеров в сыворотке крови определить состояние нервной ткани в процессе ее ремоделирования у пациентов с травматическими очаговыми повреждениями головного мозга.

Материал и методы исследования

Объектом исследования явились 45 пациентов (основная группа) обоего пола в возрасте 43±7,5 лет с травматическими очаговыми повреждениями головного мозга (основная группа), находившихся в клинике нейрохирургии ГУЗ «Саратовская городская клиническая больница №1 им. Ю.Я. Гордеева» и ГАУЗ «Энгельсская городская больница №1» в период с 2011 по 2013 гг. и 45 условно здоровых лиц, не имеющих в анамнезе указаний на повреждения и заболевания головного мозга, сопоставимых по полу и возрасту (контрольная группа). Критериями включения пациентов в основную группу были максимальный диаметр очаговых повреждений головного мозга, не превышающий 4 см, объем оболочечной гематомы менее 30 мл при височной локализации и не более 50 мл - при лобной или иной супратенториальной локализации.

В обеих группах обследуемых осуществляли взятие образцов периферической крови из кубитальных вен в объеме 5 мл, которые экспонировали при температуре 23°С и после образования сгустка центрифугировали при 200 об\мин в течение 10 мин для получения сыворотки.

Характер ответной реакции нервной ткани в посттравматическом периоде изучали на 1-е, 3-и, 7-е, 14-е и 21-е сутки путем оценки концентрации нейроспецифических белков в сыворотке крови методом иммуноферментного анализа с помощью наборов для определения общего белка S-100 (αβ+ββ), глиального кислого фибриллярного белка (GFAP), основного белка миелина (MBP) и цилиарного нейротрофического фактора (CNTF) в соответствии с инструкциями к их применению.

Статистическую обработку полученных данных осуществляли при помощи пакета программ Statistical Package for the Social Science (IBM SPSS 20 Statistics). Проверяли гипотезы о виде распределений (критерий Шапиро-Уилкса). Большинство полученных нами данных не соответствовало закону нормального распределения, поэтому для сравнения значений использовали непараметрический U-критерий Манна-Уитни и показатель достоверности (р). Результаты считали статистически достоверными при р<0,05, что соответствует требованиям, предъявляемым к медико-биологическим исследованиям.

Результаты исследования

Уровень общего белка S-100 (αβ+ββ) на 1-е сутки с момента получения травмы увеличился в 27,05 раз по сравнению с контролем (р<0,001). В остальные периоды наблюдения концентрация изучаемого показателя постепенно снижалась (р1-4<0,001), оставаясь, однако достоверно выше контрольного значения (р<0,001).

Содержание GFAP на 1-е сутки посттравматического периода увеличилось в 25,11 раз по сравнению со значением, полученным в группе контроля (р<0,001) и на 3-и сутки еще в 1,16 раз по сравнению с предыдущим периодом наблюдения (р1<0,001). Затем происходило последовательное снижение концентрации исследуемого белка в 1,86 (р2<0,001), 1,06 (р3<0,001) и 1,61 (р4<0,001) раз по сравнению с каждыми предыдущими сутками. Следует отметить, что уровень GFAP во все сроки исследования находился выше контрольного значения (р<0,001).

Концентрация МВР на 1-е сутки с момента травмы увеличивалась в 2,56 раза по сравнению с контролем (р<0,001) с последующим ростом значений на 3-и - 14-е сутки       (р1-3<0,001). На 21-е сутки после травмы достоверных изменений уровня исследуемого белка обнаружено не было. При этом, также во все сроки наблюдения значения показателя превышали контрольное (р<0,001).

Уровень CNTF на 1-е сутки с момента получения травмы увеличился в 64,67 раза по сравнению с контрольным (р<0,001). На 3-и сутки фиксировали снижение количества изучаемого фактора в 1,11 раз (р1<0,001), на 7-е сутки статистически значимых изменений выявлено не было (р=0,096), на 14-е сутки отмечали увеличение концентрации в 1,07 раз (р3<0,001), на 21-е сутки статистически значимых изменений также не было (р4=0,809). Во все сроки наблюдения значения CNTF превышали контрольное (р<0,001).

Таблица 1

Динамика содержания нейроспецифических белков в сыворотке крови пациентов с травматическими очаговыми повреждениями головного мозга

Показатель, n=45

Контроль, n=45

Периоды наблюдения, сут.

1-е

3-и

7-е

14-е

21-е

1

2

3

4

5

6

7

Общий белок

S-100 (αβ+ββ), нг/мл

16,54

(13,35; 20,26)

447,54

(388,40; 533,44)

р<0,001

377,65

(349,95; 398,94) р<0,001 р1<0,001

346,78

(305,94; 376,56) р<0,001 р2<0,001

284,16

(244,58; 316,56) р<0,001 р3<0,001

245,32

(225,02; 278,05) р<0,001 р4=0,002

GFAP, нг/мл

0,27

(0,21; 0,43)

6,78

(6,43; 8,24) р<0,001

7,89

(7,25; 8,87) р<0,001 р1<0,001

4,22

(3,56; 4,67) р<0,001 р2<0,001

3,98

(3,67; 4,60) р<0,001 р3=0,831

2.46

(1.91; 2,82) р<0,001 р4<0,001

МВР, нг/мл

0,23

(0,17; 0,27)

0,59

(0,47; 0,67) р<0,001

0,92

(0,78; 1,16) р<0,001 р1<0,001

1,12

(0,92; 1,23) р<0,001 р2<0,001

1,23

(1,03; 1,38) р<0,001 р3=0,026

1,25

(1.06; 1,43) р<0,001 р4=0,564

CNTF, пг/мл

13,21

(11,11; 15,67)

854,31

(768,54; 926,18) р<0,001

765,45

(731,88; 844,50) р<0,001 р1<0,001

742,28

(681.36; 782,73) р<0,001 р2=0,096

798,67

(735,11; 894,11) р<0,001 р3=0,002

835,66

(762,11; 886,06) р<0,001 р4=0,809

Примечание

1 Ме - медиана;

2 Нижний (25%) квартиль;

3 Верхний (75%) квартиль;

4 р - достоверность по сравнению с контролем;

5 р1 - достоверность по сравнению с 1-ми сутками;

6 р2 - достоверность по сравнению с 3-ми сутками;

7 р3 - достоверность по сравнению с 7-ми сутками;

8 р4 - достоверность по сравнению с 14-ми сутками.

Обсуждение полученных результатов

Прогрессирующее увеличение концентрации МВР, обнаруженное нами во все сроки наблюдения, вероятно, было обусловлено массивной деструкцией (цитолизом) белого вещества головного мозга, которая сопровождалась повреждением мембран аксонов, выходом МВР из поврежденной нервной ткани и накоплением его в цереброспинальной жидкости и сыворотке крови. Это соответствует данным [5, 10] о том, что миелин является изолирующим покрытием, окружающим нейроны, повреждаемым в момент травмы белого вещества головного мозга.

Увеличение концентрации общего белка S-100 (αβ+ββ) на 1-е сутки и GFAP на 1-3-и сутки, по нашему мнению, свидетельствовало о развитии цитолиза нервной ткани и астроглиальной реакции (глиоза и/или глиоцитопении), что соответствовало сведениям [7] о возрастании концентраций данных маркеров в первые часы - сутки после получения травмы головного мозга.

Возрастание содержания CNTF, фиксируемое нами во все сроки наблюдения, свидетельствовало о развитии регенерации нервной ткани и соответствовало данным [9] о роли факторов роста нервной ткани в механизмах долговременной адаптации центральной нервной системы после ее повреждения через структурные изменения синапсов и сохранение нейронов.

Заключение:

Комплексное исследование уровней содержания нейроспецифических белков в сыворотке крови у больных с очаговыми травматическими повреждениями головного мозга позволяет селективно оценивать на биохимическом уровне отдельные механизмы процесса ремоделирования нервной ткани, повышая в совокупности чувствительность и специфичность используемых клинико-интраскопических методов диагностики данной патологии.

Рецензенты:

Чехонацкая М.Л., д.м.н., профессор, заведующая кафедрой лучевой диагностики и лучевой терапии ГБОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского» Минздрава России, г. Саратов;

Тахтамыш М.А., д.м.н., заведующий хирургическим отделением ГУЗ «Саратовская городская клиническая больница №2 им. В.И. Разумовского», г. Саратов.