Patterns of changes in certain neurospecific proteins in patients with post-contact period chronic mercury intoxication

Texto integral

ВВЕДЕНИЕ

До настоящего времени сохраняет свою актуальность проблема токсических поражений нервной системы парами металлической ртути, несмотря на значительное сокращение использования ее в технологических процессах. Особенно значимым аспектом проблемы является длительное течение нейроинтоксикации в постконтактном периоде, не приводящее к полному восстановлению здоровья, а в ряде случаев наблюдается ухудшение клинических проявлений в отдаленном периоде, затем прекращается взаимодействия с токсикантом [1]. При многих заболеваниях нервной системы, сопровождающихся деструктивными, демиелинизирующими процессами, отмечается выход нейронспецифических белков из поврежденных клеток нервной системы в интерстициальное пространство и далее в биологические среды [2]. Одним из современных направлений нейрофизиологии является использование сывороточных концентраций нейроспецифических белков, в частности мозгового нейротрофического фактора (BDNF), белка S100β, общего белка миелина (ОБМ), в качестве маркеров нейрохимических изменений. В настоящее время установлено, что нарушение синтеза нейробелков наблюдается при развитии и течении многих патологических процессов (депрессивных расстройствах, шизофрении, инсульте, алкоголизме, болезней Альцгеймера, Паркинсона, расстройствах аутистического спектра, невропатической боли и др.) [3, 4]. Продолжает находиться в стадии активного изучения детализация механизмов, лежащих в основе нейродеструктивных процессов при интоксикации ртутью. Это является необходимым для дальнейшего поиска и обоснования патогенетических мишеней, определяющих новые подходы к диагностике и лечению нейроинтоксикаций. Одним из значимых биомаркеров неврологических расстройств является мозгоспецифический нейротрофический фактор (BDNF), сывороточный уровень которого, коррелируя с концентрацией в центральной нервной системе, может рассматриваться также как показатель эффективного лечения [5]. BDNF один из представителей группы подсемейства нейротрофинов, семейства факторов роста, белок из класса цитокинов, обладающий высокой функциональной активностью, которая значительно отличается в зависимости от стадии онтогенеза. BDNF участвует в развитии и сохранении нейрональных клеток мозга [6, 7]. Указанный нейротрофин может принимать участие как в формировании патологий нервной системы, так и в индукции толерантности мозга к стрессирующим факторам внешней и внутренней среды. В настоящее время подтверждена роль BDNF в регуляции нейрональной пластичности [8].

Наиболее специфичным белком мозговой ткани является широко известный мозгоспецифический белок S100β, присутствующий в клетках головного мозга. Постоянство концентрации его обеспечивает нормальное функционирование всех систем головного мозга. Увеличение уровня S100β в крови происходит вследствие структурно-функциональных повреждений, прежде всего глиальных клеток мозга, и повышения проницаемости ГЭБ. Через фосфорилирование других белков он принимает участие в передаче сигнала, обеспечивая тем самым пластические процессы [9]. Чувствительным маркером повреждения нервной ткани, проницаемости гематоэнцефалического барьера является один из ключевых структурно-функциональных компонентов миелиновой оболочки – общий белок миелина (ОБМ). Разрушение миелина является универсальным механизмом реакции нервной ткани на повреждение в результате дисрегуляции белково-липидного соотношения мембраны миелина. При повреждении ЦНС нарушается функция гематоэнцефалического барьера, что сопровождается повышением концентрации ОБМ в сыворотке крови [10, 11]. Кроме известных эффектов влияния нейротрофинов на нервную систему, в литературе имеются данные о множестве регуляторных влияний на иммунную систему [12]. Не исключена сопряженность указанных нейробелков со многими другими биорегуляторами, в частности с цитокинами, гормонами, сигнальными молекулами и др. Результаты ранее выполненных нами обследований работающих в условиях контакта с парами металлической ртути и пациентов с ХРИ в зависимости от выраженности патологического процесса свидетельствовали о нарушении адекватной работы механизмов цитокиновой регуляции, нейроаутоиммунного ответа. С нарастанием тяжести патологического процесса изменяются динамика и взаимосвязь указанных показателей [13].

В этой связи перспективным является дальнейшее выяснение участия нейробелков в дифференцированном регулировании ответа нейронов различных областей мозга в отдаленном периоде после прекращения воздействия токсиканта и использование их в качестве маркеров диагностики и терапевтической мишени при заболеваниях нервной системы различного генеза. Тем более что в настоящее время активно разрабатываются инновационные технологии, направленные на применение нейроспецифических белков в целях модуляции патологического процесса [14].

Цель исследования – выявить закономерности изменения нейроспецифических белков (BDNF, S100β, ОБМ) в сыворотке крови пациентов с хронической ртутной интоксикацией после прекращения воздействия токсиканта.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В стационарных условиях проведено обследование мужчин (возраст – 53.38 ± 0.82 года, стаж работы в контакте с токсикантом – 15.62 ± 0.8 лет) с установленным диагнозом профессиональной ХРИ (n = 22). В клинической картине обследованных лиц превалировала энцефалопатия, характеризующаяся преимущественно проявлением психических расстройств (чаще в виде органического астенического расстройства или органического расстройства личности с когнитивными и эмоционально-волевыми нарушениями различной степени выраженности). Группу сравнения составили мужчины (n = 27) сопоставимые по возрасту (47.2 ± 4.7 года) и общему трудовому стажу (14.2 ± 1.2 года), не имеющие клинических признаков острых или хронических заболеваний любой природы и контакта в условиях производства с химическими факторами. Лабораторные исследования выполнены в лаборатории иммунобиохимических и молекулярно-генетических исследований института. Клиническое обследование и постановка диагноза – в клинике института в соответствии с классификационными критериями болезней и состояний МКБ 10-го пересмотра. Концентрации нейрональных белков в сыворотке крови определяли стандартным методом твердофазного иммуноферментного анализа на высокоскоростном иммуноферментном анализаторе “Alisei”. Концентрацию BDNF в сыворотке крови определяли у 22 пациентов в связной выборке сразу после прекращения воздействия ртути, через 5 и 8 лет постконтактного периода с помощью тест-систем “ChemiKine Elisa”, США (каталожный № DBD OO). Сывороточные концентрации белков S100β и ОБМ определяли у этих же пациентов только через 5 лет с использованием реактивов фирмы CanAg, Швеция (каталожный № 708–10) и AnshLabs, США (каталожный № 931–1080) соответственно. Кровь для исследования у пациентов во все сроки наблюдения брали однократно при поступлении в стационар, до проведения лечения, натощак. Использовали пробирки “Vacutainer”, которые центрифугировали на лабораторной центрифуге ЦЛМН-Р10–01 (“Элекон-М”, Россия) при 1500 об/мин в течение 15 мин для получения сыворотки. Сыворотку отбирали в отдельные пробирки “Эппендорф” (Eppendorf) и хранили в низкотемпературном холодильнике (Sanyo, Япония) при температуре –70С^°.

Полученные результаты обрабатывали статистически с помощью пакета прикладных программ “Statistica 6.0” (StatSoft, США). Возраст и стаж работы обследованных пациентов представлены в виде средней (М) и ее ошибки (m). Проверку нормальности распределения переменных выполняли с использованием критерия Шапиро – Уилкса. Данные представлены в виде медианы (Me), нижнего (Q25) и верхнего (Q75) квартилей. Для определения значимости между независимыми выборками при ненормальном распределении использовали критерий Манна – Уитни. Различия считали статистически значимыми при p < 0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Известно, что гиперактивация в иммунной системе и процесс нейровоспаления приводят к дисрегуляции отдельных нейроспецифических белков, способствуют ослаблению нейрогенеза, а также развитию процессов дегенерации [14]. Ранее выполненные исследования позволили зарегистрировать изменения в содержании BDNF и белка S100β в сыворотке крови работающих в период воздействия паров металлической ртути в условиях производства, которые изменялись в зависимости от тяжести течения патологического процесса [15, 16].

Наблюдение за пациентами в динамике после прекращения производственного контакта с ртутью показало, что в течение 5 лет уровни BDNF статистически значимо не изменялись и оставались на прежнем высоком относительно контроля (659.20 (443.60–776.20) пг/мл) уровне. Медианные значения указанного показателя составили 1176.20 (535.60–1781.10) пг/мл против 989.95 (803.30–1209.20) пг/мл сразу после прекращения контакта с токсикантом. А через последующие 3 года наблюдалось снижение концентраций до 370.51 (59.33–1256.57) пг/мл как относительно первого (p = 0.001), так и второго (p = 0.003) обследования в постконтактном периоде, а также по сравнению с контрольной группой 473.80 (262.30–797.00) пг/мл. Дефицит нейротрофинов и ослабленный нейрогенез способствуют более быстрой гибели клеток гиппокампа и вызывают пластические перестройки [17]. Что касается эндогенного белка S100β, то в исследованиях, выполненных ранее, показано статистически значимое возрастание его у стажированных рабочих (83.38 ± 4.64 нг/л) и пациентов с ХРИ (95.60 ± 5.61 нг/л) при сопоставлениях с работающими вне контакта с нейротоксикантами (64.93 ± 2.68 нг/л). Причем наиболее выраженное повышение белка S100β отмечено при ХРИ [18]. В результате обследования пациентов с ХРИ через 5 лет после прекращения контакта с ртутью зарегистрированы также статистически значимо высокие медианные значения показателя (85.62 (73.83–118.30 нг/л)) относительно группы сравнения (63.46 (43.80–89.34 нг/л); p = 0.03). Учитывая факт того, что протеины S100β могут участвовать в воспалительных реакциях, регулировать дифференцировку глии и нейронов, запускать программируемую смерть клеток, есть основания полагать, что в нашем случае уровень белка S100β может отражать степень выраженности патологического процесса.

Результаты определения и оценки сывороточных концентраций одного из маркеров деструкции миелина ОБМ у лиц с ХРИ через 5 лет после прекращения контакта с парами металлической ртути свидетельствуют о его повышенных значениях по сравнению с группой сравнения более чем в 2 раза (1.13 (0.45–1.85 нг/л) против 0.49 (0.16–0.81 нг/л) в контроле; p = 0.04). Сразу после прекращения воздействия ртути концентрации указанного белка у лиц с ХРИ не определяли, но, тем не менее, можно предположить их нарастание у работающих в условиях воздействия токсиканта. Об этом отчасти могут свидетельствовать зарегистрированные корреляции между уровнями АТ к отдельным нейроспецифическим белкам, в том числе к ОБМ, и скоростью проведения импульсов по аксонам различных структур периферической нервной системы, что подтверждает значимость этого показателя в диагностике активности демиелинизирующих процессов при ХРИ в отдаленном периоде [19].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные результаты свидетельствуют и подтверждают прогредиентность болезненного процесса в отдаленном периоде интоксикации ртутью, что соответствует клинике проявления заболевания. У пациентов с ХРИ через 5 лет разобщения с токсикантом зарегистрированы повышенные концентрации в сыворотке крови BDNF, белка S100β и ОБМ. Длительно сохраняющиеся высокие уровни нейротрофических белков могут свидетельствовать о прогрессировании заболевания. Дефицит BDNF в отдаленном постконтактном периоде (через 8 лет) возможно отражает ослабление нейрогенеза. Дальнейшие исследования будут способствовать более точному определению и пониманию использования сывороточных концентраций BDNF, белок S100β, ОБМ в качестве маркеров активности патологического процесса и конкретной мишени для эффективного лечения.

ИСТОЧНИК ФИНАНСИРОВАНИЯ

Работа выполнена за счет финансовых средств, выделенных в рамках Государственного задания ФГБНУ ВСИМЭИ.

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ НОРМ

Конфликт интересов. Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

Этическое одобрение. Обследование пациентов соответствовало этическим стандартам в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (2000) и “Правилами клинической практики в Российской Федерации”, утвержденными приказом Минздрава России от 19.06.2003 № 266.

Информированное согласие. Исследования выполнены с информированного согласия пациентов на участие в них и одобрено Этическим комитетом ВСНЦ ЭЧ СО РАМН (Протокол № 5 от 14.11.2012).

Sobre autores

G. Bodienkova

Scientific Institution “East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research”

Autor responsável pela correspondência
Email: immun11@yandex.ru
Rússia, Angarsk

E. Boklazhenko

Scientific Institution “East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research”

Email: immun11@yandex.ru
Rússia, Angarsk

Bibliografia

Arquivos suplementares