Патогенез ушиба головного мозга и роль гуморального серотонина

Вестник терапевта № 10 (34), 2018. Неврология: связь науки и практики

Селянина Наталия Васильевна — д. м. н., профессор кафедры неврологии имени В.П. Первушина ФГБОУ ВО ПГМУ имени академика Е.А. Вагнера Минздрава России. 614000, г. Пермь, ул. Петропавловская, 26. E-mail: nselyanina@mail.ru

Каракулова Юлия Владимировна — д. м. н., профессор, заведующая кафедрой неврологии имени В.П. Первушина ФГБОУ ВО ПГМУ имени академика Е.А. Вагнера Минздрава России. 614000, г. Пермь, ул. Петропавловская, 26. E-mail: julia.karakulova@mail.ru

Цель исследования: определение содержания серотонина сыворотки крови и сопоставление полученных результатов с воспалительными маркерами у больных в остром периоде черепно-мозговой травмы.

Дизайн: рандомизированное исследование.

Материалы и методы. Проведено обследование 65 пациентов с ушибами головного мозга легкой и средней степени тяжести в остром периоде черепно-мозговой травмы. У всех больных изучены показатели неврологического, психовегетативного статусов, количественное содержание цитокинов и серотонина в крови.

Результаты. У больных с ушибом головного мозга определены неврологические, эмоциональные нарушения, повышенный уровень сывороточного серотонина, про- и противовоспалительных цитокинов. Корреляционный анализ выявил прямую зависимость уровня серотонина в крови от степени тяжести травмы и количества противовоспалительных цитокинов.

Заключение. Серотонин можно рассматривать как медиатор, участвующий в противовоспалительных механизмах защиты головного мозга. Показатель уровня серотонина сыворотки крови может применяться для дифференциальной диагностики сотрясения и ушиба головного мозга.

Среди травм головного мозга различают 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 повреждение мозга, сопровождается высвобождением большого числа цитокинов провоспалительного и противовоспалительного характера. Этот процесс обусловлен повышенным синтезом цитокинов  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 [3–6]. В каскаде вторичных реакций на повреждение существенным звеном является изменение метаболизма нейромедиаторов, в том числе серотонина. Серотонин — один из основных медиаторов стресс-лимитирующей системы, и оценка динамики его содержания может иметь большое значение в клинической практике [7]. Ряд авторов рассматривают уровень серотонина в плазме периферической крови в качестве показателя, отражающего концентрацию серотонина во внеклеточном пространстве головного мозга [8, 9].

Цели исследования — изучение количественного содержания серотонина сыворотки крови и сопоставление полученных результатов с уровнями воспалительных маркеров у пациентов в остром периоде черепно-мозговой травмы (ЧМТ) легкой и средней степени тяжести. Обследовано 65 больных (40 мужчин и 25 женщин) в остром периоде закрытой черепно-мозговой травмы (ЗЧМТ) в возрасте от 18 до 62 лет (средний возраст составил 34,5 ± 11,3 лет). Все больные были разделены на 2 группы в зависимости от степени тяжести полученной ЗЧМТ. В первую группу были включены 27 человек с ушибом головного мозга (УГМ) легкой степени тяжести, во вторую — 38 пациентов с УГМ средней степени тяжести. Группу контроля, сопоставимую по полу и возрасту с больными обеих групп, составили 15 здоровых лиц, не имевших ЧМТ в анамнезе.

В первые сутки от момента ЧМТ всем больным проводилось общеклиническое, неврологическое, инструментальное исследование: рентгенография черепа, эхоэнцефалоскопия (ЭХО-ЭС) головного мозга, офтальмоскопия, 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. Все обследуемые протестированы с использованием шкалы депрессии Монтгомери — Асберга, 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 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», г. Санкт-Петербург) в соответствии с рекомендациями производителя. Концентрацию цитокинов выражали в пикограммах на 1 мл (пг/мл). Оценка уровня гуморального серотонина в сыворотке периферической крови (нг/мл) проводилась методом иммуноферментного твердофазного анализа с использованием набора IBL Serotonin ELISA. Забор крови и ликвора проводили на 1–2-е сутки с момента травмы

При клинико-неврологическом обследовании в большинстве случаев УГМ отмечены очаговые неврологические и менингеальные синдромы. Уровень сознания по ШКГ у пациентов с УГМ составил 14,3 ± 1,8 балла, 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 (87,16 ± 14,02 балла), чем у больных с легкой ЧМТ (96,3 ± 6,8 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 продемонстрировало статистически значимый уровень депрессии по объективной шкале Монтгомери — Асберга в группах больных с УГМ легкой и средней степени тяжести (10,75 ± 8,07 и 11,95 ± 8,32 баллов соответственно) по отношению к группе контроля (3,1 ± 1,9, р = 0,001). 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 46,11 ± 13,12 балла, при УГМ средней степени тяжести — 48,95 ± 9,11 балла, что значимо (p = 0,001) больше, чем в группе контроля (32,5 ± 3,2 балла). Показатели личностной тревожности в группах больных с УГМ статистически не отличались (p = 0,06) от контрольных (32,7 ± 3,8 балла), а также между группами пациентов с ЧМТ и составили в группах УГМ легкой и средней степени тяжести 40,09 ± 9,17 и 40,95 ± 10,41 баллов соответственно.

Оценка уровня цитокинов сыворотки крови показала значимость 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 УГМ. Среднее количество ФНО ликвора составило 50,8 ± 17,4 пг/мл. Статистически значимых различий в цитокиновом профиле 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 подтверждают 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 таковое у здоровых лиц (187,2 ± 28,9 нг/мл). В группе больных с УГМ средней степени тяжести показатель исследуемого нейромедиатора увеличился до 331,81 ± 77,14 нг/мл, что достоверно (р = 0,029) выше, чем в группе контроля. Среднее значение количественного содержания серотонина ликвора оказалось равным 21,4 ± 10,7 нг/мл, различия между группами незначимы. При проведении корреляционного анализа выявилась зависимость количественного содержания серотонина сыворотки крови от вида ЗЧМТ (r = 0,35, р = 0,02) в сторону увеличения при повышении степени тяжести. В то же время уровень серотонина имел обратную корреляционную зависимость (r = -0,66, р=0,05) с уровнем ФНО ликвора, а концентрация серотонина сыворотки крови прямо пропорционально (r = 0,76, р = 0,05) зависела от содержания интерлейкина-10 в цереброспинальной жидкости. Таким образом, количественное содержание цитокинов сыворотки крови и ликвора отражает неспецифические (универсальные, реактивные) воспалительные процессы, характерные для острого периода ЧМТ, зависящие от степени тяжести повреждения головного мозга. Про- и противовоспалительные цитокины сбалансированно 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

Серотонин в остром периоде закрытой черепно-мозговой травмы можно рассматривать как медиатор, участвующий в противовоспалительных механизмах защиты головного мозга. Кроме того, полученные данные свидетельствует, что показатели количественного содержания серотонина сыворотки крови могут служить диагностическим маркером степени тяжести и применяться в первые сутки ЧМТ для дифференциальной диагностики.

1. Коновалов А.Н. Клиническое руководство по черепно-мозговой травме. М.: Антидор; 2002. 631 с. [Konovalov A.N. Klinicheskoe rukovodstvo po cherepno-mozgovoj travme. M.: Antidor; 2002. 631 s. (in Russian)]
2. Лихтерман Л.Б. Неврология черепно-мозговой травмы. М.; 2009. 385 с. [Lihterman L.B. Nevrologiya cherepno-mozgovoj travmy. M.; 2009. 385 s. (in Russian)]
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. [Maslova N.N., Semakova E.V., Meshkova R.Yа. Sostoyanie citokinovogo statusa bol’nyh v raznye periody travmaticheskoj bolezni golovnogo mozga. Immunopatologiya, allergologiya, infektologiya. 2001; 3: 26–30. (in Russian)]
4. Байдина Т.В., Мишланов В.Ю., Данилова М.А. Цитокиновый профиль больных с атеросклеротическим поражением сонных артерий. Медицинский альманах. 2011; 1: 56–8. [Bajdina T.V., Mishlanov V.Yu., Danilova M.A. Citokinovyj profil’ bol’nyh s ateroskleroticheskim porazheniem sonnyh arterij. Medicinskij al’manah. 2011; 1: 56–8. (in Russian)]
5. Goss J.R., Taffe K.M., Kochanek P.M., DeKosky S.T. The antioxidant enzymes glutathione peroxidase and catalase increase following traumatic brain injury in the rat. Exp Neurol. 1997; 146 (1): 291–4.
6. Shohami E., Bass R., Wallach D., Yamin A., Gallily R. Inhibition of tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha) activity in rat brain is associated with cerebroprotection after closed head injury. . J Cereb Blood Metab. 1996; 16 (3): 378–84. 
7. Селянина Н.В., Сумливая О.Н., Воробьева Н.Н., Каракулова Ю.В., Окишев М.А. Серотонин периферической крови как маркер церебральных повреждений. Пермский медицинский журнал. 2014; 1: 38–41. [Selyanina N.V., Sumlivaya O.N., Vorob’eva N.N., Karakulova Yu.V., Okishev M.A. Serotonin perifericheskoj krovi kak marker cerebral’nyh povrezhdenij. Permskij medicinskij zhurnal. 2014; 1: 38–41. (in Russian)]
8. Artigas F., Sarrias M.J., Martinez E., Gelpi E., Alvarez E., Udina C. Increased plasma free serotonin but unchanged platelet serotonin in bipolar patients treated chronically with lithium, . Psychopharmacology (Berl). 1989; 99 (3): 328–32.
9. Каракулова Ю.В. Изучение гуморального звена серотонинергической системы при хронических болевых синдромах. Российский журнал боли. 2011; 2: 10–1. [Karakulova Yu.V. Izuchenie gumoral’nogo zvena serotoninergicheskoj sistemy pri hronicheskih bolevyh sindromah. Rossijskij zhurnal boli. 2011; 2: 10–1. (in Russian)]

Селянина Н.В., Каракулова Ю.В. Патогенез ушиба головного мозга и роль гуморального серотонина // Вестник терапевта: сетевое издание. 2018. № 10 (34). URL: https://journal.therapy.school/statyi/patogenez-ushiba-golovnogo-mozga-i-rol-gumoralnogo-serotonina/ (дата обращения: дд.мм.гггг).

Предыдущая статья


Хроническая головная боль напряжения и депрессия серотонинергической системы

Цель исследования: изучение показателей болевого статуса и уровня серотонина сыворотки и тромбоцитов периферической крови у б...

Читать

Следующая статья


Влияние трофических факторов на здоровье пациентов с сахарным диабетом

Поздняя стадия диабетической полинейропатии (ДПН) в ассоциации с микро- и макроангиопатическими нару...

Читать

Наверх
Translate »