Итоги и перспективы исследований взаимодействия сенсорных и иммунной систем при аддиктивных расстройствах

У лиц, предрасположенных к аддиктивным расстройствам, возникает характерный тип поведения, основанный на стремлении к поиску новых ощущений и связанный с риском [1, 2, 3, 4, 5, 6]. Это отчасти объясняется возрастанием порогов психофизиологического реагирования, что проявляется в стремлении к избыточной сенсорной стимуляции. Установлено, что для наркозависимых лиц характерен высокий творческий потенциал с низкой степенью его реализованности, что может быть одной из причин возникновения наркозависимости. Особенностями личностной структуры лиц с аддиктивным поведением могут быть повышенная тревожность, агрессивность, импульсивность, низкая стрессо-устойчивость и инфантилизм. Недостаточность систем подкрепления сопровождается характерными для депрессии нейромедиаторными сдвигами. Среди наиболее вероятных кандидатов, ответственных за предрасположенность к злоупотреблению ПАВ, называются гены, контролирующие ДА-нейромедиацию и серотониновый обмен каннабиноидных и опиоидных рецепторов [7, 8].

На уровне межнейрональных отношений одним из механизмов возникновения зависимого поведения является формирование генератора, патологически усиленного к возникновению болезней регуляции, в том числе нейроиммунных [9]. У наркозависимых лиц отмечается усиление мощности высокочастотных ЭЭГ-ритмов, коррелирующих с высоким уровнем бодрствования, в условиях вызванных эмоций по сравнению со здоровыми людьми [10]. У лиц с высокой поисковой активностью при отсутствии девиаций отмечается снижение альфа-активности в ЭЭГ, что также свидетельствует о том, что их мозг находится в более активированном состоянии. Вероятно, существует общий нейрофизиологический паттерн зависимого поведения, берущий начало в особом типе поведения, именуемом «поиск ощущений».

Известно, что при антигенной стимуляции происходит реорганизация структуры импульсных потоков активности нейронов различных ядер гипоталамуса, изменение уровня возбудимости подкорковых структур мозга и динамики их биопотенциалов, которые коррелируют с развитием, сменой фаз и характером иммунного ответа. Возможно, что одним из патогенетических механизмов возникновения аддикции и предрасположенности к ее формированию является активация клеток иммунной системы, приводящая к комплексу реакций центральной нервной системы посредством взаимодействия цитокиновых и нейромедиаторных механизмов в мозге

[11, 12].

В настоящее время не вызывает сомнения важнейшая роль иммунной системы в патогенезе аддик-тивных состояний [13, 14, 15, 16]. Данные этих работ свидетельствуют о глубоких нарушениях системы иммунитета у лиц с зависимыми расстройствами, проявляющихся в виде иммунодефицита клеточного звена при стимуляции гуморального, выработки аутоантител к мозгоспецифическим антигенам и нейромедиаторам.

Особого внимания заслуживают изменения цито-кинового баланса при аддикциях, которые характеризуются разноплановыми сдвигами провоспалитель-ных и противовоспалительных растворимых клеточных факторов в разные сроки и этапы зависимых расстройств [17, 18, 19, 20, 21]. Механизмами иммунных нарушений при аддикциях могут быть как изменения психонейроиммуномодуляции, так и непосредственное действие психоактивных веществ на иммунокомпетентные клетки [22]. Кроме того, при химической зависимости имеет значение высокая антигенная нагрузка в связи с токсическим действием наркотических веществ, хронической вирусной инфекцией, сопутствующей висцеральной патологией. Дальнейшие исследования патогенетического включения иммунной системы при аддикциях могут быть связаны с изучением афферентной организации взаимодействия иммунной и нервной систем, в том числе реализующейся через цитокиновые механизмы. Гены цитокинов ФНО- a и ИЛ-6, наряду с генами опиоидных рецепторов OPRM1, имеют отношение к регуляции болевой чувствительности, являются генами-кандидатами, регулирующими болевую чувствительность, а некоторые полиморфизмы гена SCN9A однонаправленно влияют на болевые и обонятельные пороги [23, 24, 25].

Возможно объединение всех этих составляющих, а именно врожденной недостаточности систем подкрепления с соответствующими нейромедиаторными перестройками, повышенных порогов психофизиологического реагирования, в том числе связанных с сенсорными системами, возникновения области повышенной мозговой активности, проявляющейся через изменения биоэлектрической активности мозга, сдвигов цитокинового баланса, оказывающих центральные эффекты, в единую патогенетическую цепь. Одним из факторов, связывающих воедино эту последовательность, может стать повышенная потребность в ощущениях, которая в случае неблагоприятного развития способна привести к девиантным типам поведения, в том числе расстройствам, вызванным употреблением ПАВ [18, 19, 23].

Цель работы – обобщить сведения о механизмах взаимодействия сенсорных и иммунной систем при психических и поведенческих расстройствах, вызванных употреблением психоактивных веществ, с установлением роли цитокин-опосредованных компонентов ноцицепции и патологической ольфак-тации в клинико-психонейроиммунологической предикции формирования зависимости от психоактив- ных веществ.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Изучение роли сенсорных и иммунной систем в формировании зависимости от ПАВ проведено в НИИ психического здоровья Томского НИМЦ РАН на базе отделения аддиктивных состояний (руководитель отделения – д.м.н., профессор, академик РАН Н.А. Бохан), лаборатории клинической психонейроиммунологии и нейробиологии (зав. лабораторией – д.м.н. В.Б. Никитина) и отдела биологической психиатрии и наркологии (руководитель отдела – д.б.н., профессор Т.П. Ветлугина). Формирование групп обследованных, помимо того, проходило на базе ОГБУЗ «Томский областной наркологический диспансер», ГБУЗ КО «Кемеровский областной клинический наркологический диспансер», ФГУ «Ле-нинск-Кузнецкая воспитательная колония ГУФСИН по Кемеровской области», ГБУЗ КО «Юргинский психоневрологический диспансер», средних специальных и высших учебных заведений Томска. Всего обследовано 610 человек, проживающих в регионе Западной Сибири.

Согласно поставленным задачам были обследованы группа эпизодических потребителей ПАВ (группа риска) (n=120) и группа зависимых от ПАВ лиц (n=232). В контрольную группу вошли лица, не употребляющие ПАВ, и случайные потребители ПАВ (n=258).

Более 70% обследованных пациентов имели психические и поведенческие расстройства, вызванные употреблением опиоидов, синдром зависимости (F11.2). У остальных пациентов диагностировано употребление каннабиноидов с вредными последствиями (F12.1), а также употребление с вредными последствиями либо синдром зависимости от нескольких психоактивных веществ (F19.1, F19.2). Изучение характера распределения обследованных по наличию хронических соматических заболеваний показало, что в основной группе чаще всего диагностировался инфекционный гепатит, в группах сравнения зарегистрирован больший процент случаев заболеваний ЛОР-органов, гастрита.

Клинико-анамнестическое обследование опиралось на стандартизованное описание пациента «Эпидемиология, клинико-патобиологические закономерности и профилактика психических и поведенческих расстройств в результате употребления психоактивных веществ», балльную шкалу иммунной недостаточности, карту риска возникновения зависимости от психоактивных веществ, выявляющую потребность в сенсорной стимуляции, рискованном поведении, признаки обсессивнокомпульсивного поведения).

Уровни половых гормонов (тестостерон, эстрадиол), кортизола в сыворотках крови определяли методом иммуноферментного анализа (ИФА) с применением наборов реагентов ЗАО «Алкор БИО» (Санкт-Петербург) и ООО «Хема» (Москва). С помощью ИФА определяли внеклеточную продукцию цитокинов – интерлейкина-1β (ИЛ-1β), интерлейки- на-6 (ИЛ-6), фактора некроза опухолей альфа (ФНО-α) определяли в супернатантах культур цельной крови, индуцированных липополисахаридом (Sigma), методом традиционного ИФА (ООО «Протеиновый контур», Санкт-Петербург). Мультиплексную технологию применяли для исследования супернатантов культуры крови, полученных с применением наборов «Цитокин-стимул-бест»: определяли уровни спонтанной и митогениндуцированной продукции спектра цитокинов (ИЛ-1RA, ИЛ-6, ИЛ-10, ИНФ-γ, ФНО-α) на мультиплексном анализаторе Luminex 200 (США) с использованием набора реагентов HumanCyto/Chemokine (Merck Millipore).

Внутриклеточное содержание ИЛ-6 оценивали в мононуклеарах стимулированной LPS и интактной культур цельной крови на проточном цитофлуориметре FACS Calibur (BD, США) с использованием набора реагентов BD Cytofix/CytopermPlus. Субпопуляционный состав лимфоцитов (CD-рецепторы) периферической крови также определяли методом проточной цитометрии.

Психологическое обследование включало изучение уровня потребностей в ощущениях, оценку ситуативной и личностной тревожности с использованием опросника Спилбергера-Ханина, агрессивности по Басс-Дарки. Гендерную самоидентификацию определяли с использованием опросника С. Бем.

Оценка психофизиологических параметров включала исследование обонятельной и болевой чувствительности с помощью тензоалгометрии, в том числе с алгометром J-Tech Commander (США). Пороговая обонятельная чувствительность оценивалась с помощью AST (Alcohol Sniff Test) – алкогольного обонятельного теста. Эмоциональное отношение к боли и запахам оценивали с помощью визуально-аналоговой шкалы (ВАШ).

Для выявления наиболее прогностически значимых одорантов применяли UPSIT (Sensonics, США) - тест идентификации запахов, разработанный в Пенсильванском университете. Также проанализирована аттрактивность/аверсивность мужского (андростенон) и женского (эстратетраендиол) феромонов.

Осуществлено нейрофизиологическое тестирование в условиях ольфакторной стимуляции с применением одорантов тимола, этанола, изопропанола и андростенона. ЭЭГ-реакция на одоранты регистрировалась на электроэнцефалографе «Galileo NT» (Италия) и на аппаратно-программном комплексе «БОСЛАБ-Профессиональный», для чего были разработаны специальные протоколы.

Проведена оценка полиморфизмов генов цитокинов -1031 Т/С ФНОα (rs1799964), ИЛ-6 (rs1800795, rs1800797), A118G опиоидного рецептора OPRM1 (rs1799971), обонятельного рецептора OR7D4 (rs61729907, rs8109935) методом Real-time ПЦР на амплификаторе StepOnePlus TM Real-Time PCR System с использованием конкурирующих TaqMan-зондов, комплементарных полиморфной последовательности ДНК (Applied Biosystems,

США).

Для предварительной оценки результатов и выбора наиболее информативных параметров использовался собственный программный продукт «Мед-Скоринг». Статистическая обработка выполнялась при помощи программ «SPSS Statistics 21.0» и «Statistica 6.0». Проверка на нормальность распределения показателей проводилась с использованием критериев Колмогорова-Смирнова и Моучли. Применялись критерии Манна-Уитни, χ2, корреляционный анализ по Спирмену, кластерный анализ стандартизированных показателей методом К-средних, метод главных компонент факторного анализа. Для анализа ЭЭГ-данных проводилась проверка однородности дисперсий в исследуемых группах (по M-критерию Бокса) и их равенства (критерий Левена), оценка асимметрии и эксцесса, был проведен многофакторный дисперсионный анализ (ANOVA) с повторными измерениями предварительно прологарифмированных значений спектральных мощностей ЭЭГ, использовался апостериорный критерий Бон-феррони для парных сравнений. Для построения прогностических моделей использовался метод пошаговой логистической регрессии.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Обнаруженное в данном исследовании снижение мощности альфа-ритма у лиц с аддиктивными расстройствами в ответ на ольфакторный стимул может быть результатом перестроек дофаминового метаболизма, составляющих основу зависимости от ПАВ [7, 26]. При этом смещение эмоциональной оценки запаха тимола в сторону аверсивности у аддиктив-ных пациентов по сравнению с условно здоровыми лицами может указывать на вовлеченность в патологический процесс структур мозга, связанных с обонятельными функциями. Реализация данных механизмов возможна через взаимодействие нейротрансмиттерных систем, связанных с обонятельными функциями и участвующих в патогенезе аддик-тивных расстройств [27].

Имеются данные, свидетельствующие о том, что на уровне подкорковых структур мозга гипоалгезия сопровождается снижением иммунологических функций, а гипералгезия – проявлениями иммунологической гиперреактивности [28]. В связи с этим можно предположить, что наблюдающиеся у лиц с аддиктивными расстройствами сниженные продукция ИНФ-гамма и болевая чувствительность являются следствием изменения активности подкорковых отделов головного мозга, отвечающих за им-мунорегуляторные функции и ноцицепцию.

Изменения цитокинового баланса при аддиктив-ной патологии характеризуются разноплановыми сдвигами провоспалительных и противовоспалительных растворимых клеточных факторов. Обнаруженное в данном исследовании снижение продукции ИНФ-гамма у аддиктивных пациентов является признаком сдвига дифференцировки Т-хелперов в направлении Th2-клеток и усиления гуморального звена иммунитета.

В результате может наблюдаться возрастание продукции нейроиммунных медиаторов - аутоантител к патогенетически значимым нейротрансмиттерам, усиливающим нейроиммунную дизрегуляцию и влияющим на нейропатологические процессы. Реализация данных эффектов возможна в результате связывания молекул нейротрансмиттера и взаимодействия с его рецепторами, изменяющих биоэлектрическую активность головного мозга.

В основе предрасположенности к возникновению патологического влечения к ПАВ лежит дефицит дофаминовой нейромедиации в системе награды, который может иметь генетическую обусловленность [26]. При этом синдром дефицита дофами -нергической системы сопровождается возрастанием бета- и тета-активности с патологическим усилением когерентности полушарных отношений, особенно в затылочно-височных областях головного мозга [29], что может быть базисом для биоуправления [30]. Обнаруженные в данном исследовании различия в ольфакторных ЭЭГ-паттернах у аддиктивных пациентов в зависимости от спектра употребляемых ПАВ и прогредиентности патологии можно объяснить особенностями дофаминового метаболизма у опиоидно-зависимых лиц и пациентов с сочетанным употреблением ПАВ [23, 24].

Изменения баланса Th1/Th2 цитокинов могут иметь различный характер в зависимости от вида ПАВ, способа их употребления со сдвигом в сторону Th2 иммунного ответа при опиатной зависимости. Нами показано, что цитокиновый профиль взаимосвязан с клиническими параметрами и болевой чувствительностью у зависимых от ПАВ лиц, в наибольшей степени это характерно для ИЛ-6 и ИЛ-1 в. Продукция ИЛ-10 повышается при эпизодическом и систематическом потреблении ПАВ. Эпизодическое потребление ПАВ связано с активацией внутриклеточного синтеза ИЛ-6. Возможно, для оценки предрасположенности к формированию зависимости от ПАВ наиболее информативен баланс вне- и внутриклеточной продукции ИЛ-6 и ИЛ-10 в совокупности с результатами алгометрии. Выявленное в данном исследовании возрастание митоге-ниндицированной продукции ИЛ-10 у пациентов с сочетанным употреблением ПАВ по сравнению с условно здоровыми людьми при отсутствии сдвигов Th1 цитокинов в отличие от опиоиднозависимых пациентов можно объяснить наличием у них широкого спектра употребляемых ПАВ и способов их введения. У героиновых подростков-аддиктов выработка Thl цитокинов (ИНФ, ФНО) угнетена в большей степени, чем Th2 [21].

Кроме того, имеются данные об отрицательных взаимосвязях уровня тестостерона с продукцией провоспалительных цитокинов. Обнаруженное нами снижение продукции ИНФ-гамма, ФНО-альфа при возрастании уровня тестостерона у опиоиднозависимых пациентов может быть связано с особенностями гормонального фона. Эффекты ИЛ-1в кон- тролируются разными способами, при этом основным из них является ингибирование его активности антагонистом рецептора ИЛ-lRA. Цитокины, в том числе ИЛ-1 бета, способны оказывать влияние на функции нервной системы, проникая через гематоэнцефалический барьер в местах повышенной проницаемости, воздействуя на эндотелиальноастроцитарный комплекс или волокна первичных нейронов спинно-мозговых ганглиев. При этом, вовлекаясь в нейроиммунные взаимодействия, они способны подавлять функцию системы награды, выполняющей ключевую роль в патогенезе аддик-ции. Благодаря этому обнаруженное нами снижение продукции ИЛ-1 RA у опиоидно-зависимых пациентов свидетельствует о сдвиге баланса между ИЛ-1бета и ИЛ-1RA в сторону возрастания активности ИЛ-1бета, что может являться признаком его вовлеченности в механизмы формирования и поддержания патологического влечения к ПАВ. Реализация подобных эффектов возможна через взаимодействие нейромедиаторных (дофаминергической, серотонинергической, норадренергической и опиоидной) систем и цитокинов [23, 24].

Полученная нами факторная модель свидетельствует о том, что наибольший вклад в дисперсию нейроиммуноэндокринных показателей аддиктив-ных лиц мужского пола вносят продукция ИЛ-1в и эмоциональная оценка запаха изопропанола, вошедшие в первый фактор. В нашем исследовании у опиоидно-зависимых пациентов возрастание активности ИЛ-1бета, косвенным признаком чего является снижение митогениндуцированной продукции ИЛ1RA, сочеталось со снижением бета-ритма в условиях ольфакторной стимуляции изопропанолом.

В целом это указывает на возможную связь увеличения активности данного цитокина с биоэлектрическими изменениями ольфакторных структур мозга у опиоидно-зависимых пациентов мужского пола. Менее значимый вклад в вариацию нейроим-муноэндокринных параметров внесли нижний болевой порог в сочетании с уровнем кортизола и эмоциональной оценкой запаха тимола, вошедшие во второй фактор. При этом у обследованных нами аддиктивных пациентов снижение болевой чувствительности сочеталось со сдвигом оценки отношения к тимолу в сторону аверсивности, что, в свою очередь, сопровождалось снижением альфа-ритма в условиях ольфакторной стимуляции. В связи с этим можно предположить, что у аддиктивных пациентов снижение болевой чувствительности и изменение эмоциональной оценки запаха тимола имеют взаимосвязанный характер, опосредованный уменьшением уровня кортизола и реализующийся через сдвиги биоэлектрической активности ольфакторных структур мозга.

ОБСУЖДЕНИЕ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, проведенное исследование позволило выявить нейроиммуноэндокринные маркеры аддиктивных расстройств: снижение альфа-ритма в условиях ольфакторной стимуляции тимолом с из- менением эмоциональной оценки одоранта, дефицит митогениндуцированной продукции ИНФ-гамма, снижение болевой чувствительности. Обнаружены особенности сенсорных и иммуноэндокринных сдвигов в зависимости от спектра употребляемых ПАВ и прогредиентности патологии: у опиоиднозависимых лиц отмечены снижение бета-ритма в условиях ольфакторной стимуляции изопропанолом, митогениндуцированной продукции ИНФ-гамма, ИЛ-1RA, ФНО-альфа и возрастание уровня тестостерона. Полученные данные подтверждают возможное участие ноцицепции, ольфактации и продукции цитокинов в патогенезе аддикций.

Дальнейшим направлением исследований может быть поиск предикторов аддиктивных расстройств, включающих сенсорные, иммунные и генетические характеристики, причем в ситуации мультифактори-ального заболевания наиболее информативным подходом представляется анализ генетических полиморфизмов не только как возможных маркеров болезней зависимостей, но главным образом как устойчивых характеристик, потенциально обладающих прогностической ценностью в совокупности с фенотипическими коррелятами.

В наркологической литературе последних лет анализируется смена парадигм нейрональных механизмов аддиктивного поведения. На основе изучения недостаточности «системы награды» и «системы ингибирующего контроля», а также стриофрон-тальных и орбитофронтальных механизмов их взаимодействия высказываются предположения об общности аддиктивных и обсессивно-компульсивных расстройств, в связи с чем все чаще упоминается возможная роль обонятельных нарушений в формировании аддиктивного поведения [30, 31]. Общность механизмов ольфакторного и иммунного распознавания еще предстоит изучить, но возможность для построения психонейроиммунологических прогностических моделей в наркологии существует уже в настоящее время [23, 24].

Гипотетическая общность механизмов иммунного и обонятельного распознавания может базироваться не только на рецепторном сходстве. Предполагается, что кодировка антигенов через спектр цитокинов близка к принципам восприятия запахов. Кроме того, появление транскриптов обонятельных генов в тканях с несенсорными функциями вряд ли может считаться только эктопическим, поскольку в 2015 г. обонятельные и вкусовые рецепторы обнаружены на лейкоцитах. Выдвинуто предположение, что хеморецепторный нейрон после стимуляции становится секретирующим, то есть производящим не мембраносвязанные, а растворимые белки (посредством дендритной нейросекреции), подобно тому, как B-лимфоциты производят антитела. Кроме того, ольфакторная стимуляция может влиять на нейропластичность, неинвазивно активируя нейрогенез [32, 33, 34, 35]. Таким образом, предполагаемая нами системная патология хеморецепции при аддиктивных расстройствах обретает все более ре- альные черты.

Не исключено, что особенности восприятия резких запахов кетонов, альдегидов, спиртов, описанные нами у аддиктов и лиц группы риска, отчасти обусловлены ноцицептивными компонентами, поскольку для этого есть генетическая основа. Хемо-сенсорные механизмы присущи иммунной системе не только в части распознавания, но и при передаче информации нейроиммунными мессенджерами, например, интерлейкином-8, являющимся также хемокином, или орфанином – эндогенным лигандом ноцицептивных рецепторов.

Огромные перспективы в медицине связываются с экс-орфанными рецепторами [36], многие из которых принадлежат к рецепторам, сопряженным с G-белками, – то есть рецепторам гормонов, хемокинов, нейромедиаторов, опиоидов, одорантов, феромонов. Из нескольких сотен человеческих рецепторов, связанных с G-белками, около половины являются орфанными, т.е. не имеющими известных лигандов и функций. Вне зависимости от степени участия иммунологических и сенсорных механизмов в формировании аддиктивного поведения на их основе возможно успешное построение диагностических и прогностических моделей в области биологической и клинической наркологии. Новые виды терапии и предупреждения аддиктивных расстройств могут быть связаны с прогрессом в изучении хемо-сенсорных механизмов патологии человека и компенсаторного нейрогенеза.