Факторы роста нервной ткани как маркеры оценки процессов нейрогенеза при травматической болезни спинного мозга

¹ Введение . Первичная альтерация вещества спинного мозга при травмах определяет не только формирование в нем так называемой зоны «пенум-бры» в результате спраутинга и апоптоза нейронов, но и активацию саногенетических механизмов нейротрофической поддержки за счет влияния на клеточные программы нейрогенеза. Последние в посттравматическом периоде реализуются посредством усиления экспрессии факторов роста нервной ткани в области вторичного повреждения спинного мозга, что сопровождается значительным увеличением их концентраций в спинномозговой жидкости и периферической крови. Интенсивность экспрессии различных факторов роста нервной ткани определяется индивидуальной потребностью нейронов в нейротрофической поддержке и фазой нейрогенеза [1–3].

Под влиянием факторов роста нервной ткани происходит так называемая «истинная» регенерация поврежденных нейронов, рост аксонов неповрежденных нейронов и восстановление пула олигодендроцитов. Данные процессы определяют появление нового функционального синцития нервной ткани в зоне вторичного повреждения, что является крайне необходимым условием для поддержания клеточного гомеостаза нейронов, процессов ремиелинизации аксонов и минимальной компенсации утраченных функций спинного мозга в посттравматическом периоде [4, 5].

В этой связи определение иммунологических маркеров регенерации нервной ткани в посттравматическом периоде является методом выбора для оценки состояния функционирующего клеточного пула спинного мозга.

Цель: проведение иммунологической дифференциации эффектов регенерации нервной ткани в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга на основании оценки динамики содержания нейроспецифических белков в сыворотке крови пострадавших.

Материал и методы. Объектом исследования явились 40 пострадавших обоего пола с осложненными травматическими повреждениями шейного отдела позвоночника, находившихся в клинике нейрохирургии ФГБУ «СарНИИТО» Минздрава России в период с 2011 по 2013 г. Все пациенты поступили в стационар в течение 1–4 суток с момента получения травмы и были сопоставимы по возрасту, механизму повреждений и степени выраженности неврологического дефицита (классы А, В по шкале Frankel). Контрольную группу составили 40 сопоставимых по полу и возрасту практически здоровых лиц.

У обследуемых обеих групп осуществляли взятие периферической крови из кубитальной вены в объеме 5 мл. Образцы крови экспонировали при температуре 23°С и после образования сгустка центрифугировали при 2000 об/мин в течение 10 минут для

получения сыворотки. Количественное содержание нейроспецифических белков в сыворотке крови изучали методом иммуноферментного анализа с помощью наборов для определения цилиарного нейротрофического фактора, CNTF (R and D Systems USA and Canada), нейротрофина-3 (NT-3) и нейро-трофина-4 (NT-4) (Ray Bio Human) в соответствии с инструкциями к их применению.

Исследования нейроспецифических белков в сыворотке крови у пациентов основной группы осуществляли на 1–4-е, 7-е, 14-е, 21-е и 30-е сутки с момента получения травмы, контрольной группы — однократно.

Статистическую обработку полученных данных осуществляли с помощью пакета программ IBM SPSS 20 Statistics. Проверяли гипотезы о виде распределений (критерий Шапиро — Уилкса). Большинство наших данных не соответствовали закону нормального распределения, поэтому для сравнения значений использовали непараметрический U-критерий Манна — Уитни, на основании которого рассчитывали показатель достоверности (р). Различия между значениями считали достоверными при р<0,05.

Результаты. Полученные нами данные о содержании СNTF в сыворотке крови больных основной группы (таблица) свидетельствовали о двухфазных изменениях его концентрации. Уровень СNTF в сыворотке крови увеличивался на 1–4-е сутки в 12,01 раза по сравнению с контрольным значением (р<0,001) и на 14-е сутки в 1,92 раза по сравнению с предыдущим сроком (р₂<0,001). Снижение концентрации СNTF в 4,96 раза в сыворотке крови, не достигающее контрольных значений, происходило на 7-е сутки (р₁<0,001), в 1,52 раза — на 21-е (р₃<0,001) и в 3,01 раза — на 30-е сутки (р₄<0,001) с момента травмы по сравнению с предыдущими сроками.

Уровень NT-3 в сыворотке крови больных основной группы (таблица) характеризовался пиковым повышением значений в 3,96 раза по сравнению с контрольным (р<0,001) на 1–4-е сутки с момента травмы. В остальные сроки наблюдения концентрации NT-3 в сыворотке крови сохранялись на стабильно высоком уровне относительно контрольной величины.

Исследование содержания NT-4 в сыворотке крови пациентов основной группы (таблица) показало нарастающее увеличение его концентрации в 9,71 раза по сравнению с контролем на 1–4-е сутки (р<0,001) и в 1,37 раза на 14-е сутки (р2<0,001) по сравнению с предыдущими сроками. Затем на 21-е и 30-е сутки происходило снижение уровня изучаемого показателя соответственно в 2,64 раза (р3<0,001) и в 1,48 раза (р4<0,001) по сравнению с предыдущими периодами.

Таким образом, динамика количественных и хронометрических изменений содержания нейроспе-цифических белков в сыворотке крови пациентов в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга характеризовалась двухфазным повышением концентрации CNTF, более выраженным на 1–4-е и менее выраженным — на 14-е сутки; моно-

Содержание иммунологических маркеров регенерации нервной ткани в остром и раннем периодах ТБ спинного мозга

П р и м еч а н и е : р — показатель достоверности по сравнению с контролем; р1 —показатель достоверности по сравнению с 1–4-ми сутками; р2 — показатель достоверности по сравнению с 7-ми сутками; р3 — показатель достоверности по сравнению с 14-ми сутками; р4 — показатель достоверности по сравнению с 21-ми сутками.

тонным повышением содержания NT-3 во все сроки наблюдения; двухфазным увеличением уровней NT-4 на 1–4-е и 14-е сутки с момента травмы.

Обсуждение. Методами твердофазного иммуно-ферментного анализа было установлено, что нейроны стремятся к потреблению факторов роста путем рецептор-опосредованного эндоцитоза и ретроградного транспорта. Являясь полифункциональными модуляторами и принадлежа к классу цитокинов, факторы роста нервной ткани осуществляют передачу сигналов между различными клетками нервной системы, обеспечивая свое трофическое влияние путем активации саногенетических механизмов восстановления нервной ткани после травмы, регенерации и мобилизации компенсаторных возможностей нейронов и глии. Эти механизмы обусловлены активацией прогениторных клеток, усилением метаболизма, пролиферации и дифференцировки развивающихся нейронов, сохранением зрелых нейронов и обеспечением их нормальной жизнедеятельности за счет активации макромолекулярного синтеза ДНК, РНК и белков клеток, а также регенерацией нейронов при повреждении [3, 4].

В доступной литературе приводятся разрозненные, а порой и противоречивые сведения об изменениях содержания нейроспецифических белков в биологических субстратах при различной патологии центральной нервной системы. Полученные нами данные о количественных и хронометрических изменениях содержания нейроспецифических белков в сыворотке крови могут быть использованы для характеристики динамики нейрогенеза в поврежденном веществе спинного мозга в посттравматическом периоде [1, 2, 6].

По нашему мнению, двухфазное увеличение концентрации CNTF в сыворотке крови больных с повреждениями спинного мозга обусловлено различной потребностью нейронов в нейротрофической поддержке в процессе нейрогенеза. Так, по нашему мнению, увеличение уровня CNTF на 1–4-е сутки после травмы сопряжено с формированием первичного травматического очага в результате прямого механического воздействия на вещество спинного мозга, приводящего к значительным некротическим изменениям нервной ткани. Распространенный некроз нейронов в очаге повреждения спинного мозга инициирует усиленный синтез сохранившимися нейронами и астроцитами CNTF, который на этом этапе посттравматического периода оказывает исключительно трофное воздействие, способствуя выживанию нейронов в окружающей травматический очаг зоне. Вторая фаза повышения содержания CNTF в сыворотке крови, вероятно, является ответом на активацию проапоптотических и аутоиммунных механизмов, наиболее выраженных в зоне «пенумбры» к 14-м суткам посттравматического периода. Полученные данные о динамике содержания CNTF в сыворотке крови соответствуют литературным [5, 7] о роли исследуемого показателя в реализации механизмов пато- и саногенеза травматической болезни спинного мозга.

Пиковое увеличение концентрации NT-3 в сыворотке крови пострадавших начиная уже с 1–4-х суток с момента травмы с последующим напряженным поддержанием высоких его концентраций во все сроки наблюдения, на наш взгляд, связано с диффузным распределением данного ростового фактора в сохранившихся нейронах и значительной его секрецией ими, что позволяет обеспечивать противовоспалительный эффект в зоне повреждения за счет подавления продукции оксида азота, угнетения активности синтетазы оксида азота и фактора некроза опухоли в клетках микроглии. Полученные сведения об изменениях концентраций NT-3 соответствуют результатам, полученным в отдельных работах [6, 8], посвященных изучению факторов роста нервной ткани при травме спинного мозга.

Последовательное увеличение содержания NT-4 в сыворотке крови больных представляется нам пропорциональным тяжести травматической болезни спинного мозга. Двухфазное увеличение на 1–4-е и 14-е сутки, вероятно, определяется усиленной дифференцировкой клеток-предшественников в нейроны в периоды максимальной потери функционального клеточного пула вследствие первичного и вторичного повреждения вещества спинного мозга. Полученные результаты соответствуют литературным сведениям [9, 10] о тропных влияниях NT-4 на нейроны.

Выводы: