Концепция аллостатической перегрузки при невротических, связанных со стрессом расстройствах

ББК Р61+Р64-3

КОНЦЕПЦИЯ АЛЛОСТАТИЧЕ-СКОЙ ПЕРЕГРУЗКИ ПРИ НЕВРОТИЧЕСКИХ, СВЯЗАННЫХ СО СТРЕССОМ РАССТРОЙСТВАХ

Иванова С. А.,* Семке В. Я.

НИИ психического здоровья СО РАМН

634014, Томск, ул. Алеутская, 4

На основе исследования нейрогормональной регуляции, окислительного стресса, эндогенной интоксикации и запрограммированной клеточной гибели представлена концепция аллостатической перегрузки при невротических расстройствах. Ключевые слова: аллостаз, аллостатическая перегрузка, невротические расстройства, нейрогормональная регуляция, окислительный стресс, апоптоз.

CONCEPT OF ALLOSTATIC OVERLOAD IN NEUROTIC, STRESS-RELATED DISORDERS. Ivanova S. A., Semke V. Ya. Mental Health Research Institute SB RAMSci. 634014, Tomsk, Aleutskaya Street, 4. The concept of allostatic overload in patients with neurotic disorders is presented on the basis of research of neurohormonal regulation, oxidative stress, endogenous intoxication and apoptosis. Key word: allostasis, allostatic overload, neurotic disorder, neurohormonal regulation, oxidative stress, apoptosis.

Состояние психической дезадаптации зависит от различных факторов, в том числе от природы действующего стрессора, его силы и продолжительности, а также от стрессореак-тивности организма, особенности нейроэндокринных механизмов реагировать на действие стрессоров и др. [1, 2, 3]. Психическая дезадаптация и развитие невроза как заболевания в ответ на психотравмирующую ситуацию обусловлены генотипическими и фенотипическими признаками. Ранее существовавшее положение о том, что невроз является только функциональным нарушением и не сопровождается структурными и морфологическими изменениями, сейчас в значительной мере пересмотрено. Невротические расстройства, представляя собой срыв адаптации, вне зависимости от причины, ее вызвавшей, развиваются по механизмам адаптации биологической системы к изменившимся условиям внешней или внутренней среды и имеют под собой материальную осно- ву, никогда не протекая на чисто функциональной основе [4].

Нами предпринята попытка разработать и проверить концепцию аллостатической перегрузки на модели невротических расстройств, которая основана на понятии аллостаза (allostasis), выдвинутом зарубежными исследователями и широко обсуждаемом в настоящее время в области биологической психиатрии [5, 6]. Ал-лостаз – понятие, в чем-то противоположное гомеостазу. Если гомеостаз – это поддержание внутренней целостности организма и стабильного метаболизма, то аллостаз – это состояние готовности к изменениям, т. е. к стрессовому ответу (стабильность через изменения). Это состояние во многом поддерживается с помощью изменения активности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. При слишком длительном пребывании организма в готовности к стрессу или под воздействием длительного стрессового фактора происходит так называемая аллостатическая нагрузка или перегрузка (allostatic load). В таком состоянии происходит нарушение анаболического баланса: катаболические процессы, индуцируемые стрессовыми гормонами, начинают преобладать над анаболическими и вследствие этого происходит истощение резервов организма.

Целью настоящего исследования явилось изучение гомеостатических процессов на различных уровнях функционирования у пациентов с невротическими расстройствами.

Методология, материалы и методы. Гипотетически состояние аллостатической перегрузки возможно оценить при исследовании нейрогормональной регуляции, особенно гормонов, участвующих в формировании анаболическо-катаболического баланса и уровня эндо-токсических и деструктивных процессов. Для оценки данных процессов нами были выбраны показатели, характеризующие окислительный стресс, эндогенную интоксикацию и запрограммированную клеточную гибель

Нами было проведено комплексное клиниколабораторное обследование пациентов с невротическими расстройствами, проходивших курс лечения в отделении пограничных состояний клиник НИИПЗ СО РАМН (руководитель отделения – академик РАМН В. Я. Семке). Исследование проведено с учетом клинической квалификации и верификации пациентов в соответствии с соблюдением биоэтических норм и протокола исследования, утвержденного этическим комитетом НИИПЗ СО РАМН. Группу пациентов составили 153 женщины и 20 мужчин, средний возраст обследованных составил 40,33±14,06 года. У пациентов были диагностированы диссоциативные (конверсионные) расстройства (раздел F44 согласно МКБ-10) и рас- стройства адаптации с преобладанием депрессивных реакций (F43.2).

В качестве контрольной группы были обследованы 59 соматически и психически здоровых лиц (из них 37 женщин и 22 мужчины, средний возраст 33,9±12,22 года), не имеющих хронических заболеваний и не состоящих на диспансерном учете, без признаков перенесенных острых инфекционных заболеваний на момент обследования.

В группе лиц с невротическими расстройствами и психически здоровых лиц кровь для биологических исследований брали из локтевой вены, утром, натощак, до начала лекарственной терапии. Концентрацию гормонов дегидроэпиандростерона сульфата (ДГЭАС), кортизола, трийодтиронина (Т 3 ), свободного тироксина (Т 4св ) и тиреотропного гормона (ТТГ) определяли в сыворотке крови методом иммунофер-ментного анализа в соответствии с инструкцией по применению наборов реактивов для имму-ноферментного определения гормонов в сыворотке крови человека (ЗАО «Алкор Био», Санкт-Петербург; ЗАО «Вектор-Бест», Новосибирск).

Конечные результаты выражали в единицах, рекомендованных фирмой-изготовителем для построения калибровочных графиков из стандартных навесок определяемых веществ (ДГЭАС – мкмоль/л, кортизол – нмоль/л, Т 3 – нмоль/л, Т 4св – пмоль/л, ТТГ – мМЕ/л).

Свободнорадикальное окисление оценивали по состоянию перекисного окисления липидов в реакции с тиобарбитуровой кислотой (концентрации малонового диальдегида) в сыворотке крови и эритроцитах спектрофотометрическим методом [7]. Активность антиоксидантных ферментов оценивали в гемолизате эритроцитов: спектрофотометрически определяли активность глутатионпероксидазы, глутатионредук-тазы, глутатион-S-трансферазы и каталазы. Расчет активности ферментов производили на миллиграмм белка. Содержание белка в исследуемом образце определяли по методу Бредфорда. Единица ферментативной активности (U) соответствует количеству фермента, которое катализирует превращение 1 мкмоля субстрата в 1 минуту при 25° C.

Уровень эндогенной интоксикации определяли по спектру среднемолекулярных пептидов в сыворотке крови спектрофотометрическим методом [8] в нашей модификации [9].

Показатели апоптоза лимфоцитов изучали непрямым иммунофлуоресцентным методом с использованием моноклональных антител к антигену CD95. Морфологические изменения нейтрофилов и лимфоцитов, характерные для апоптоза, оценивали методом световой микроскопии мазков крови.

Статистическую обработку результатов производили с помощью программ «Statistica»

(версия 6,0) для «Windows» и «SPSS» (версия 15,0). Достоверность различий определяли с использованием непараметрического рангового критерия Краскела–Уоллиса, различия оценивали как достоверные при p<0,05. C помощью критерия Колмогорова–Смирнова оценивали отличия распределения генеральной совокупности от нормального..

Результаты и их обсуждение . Анаболическо-катаболический баланс . Для характеристики анаболическо-катаболического баланса как основополагающего фактора в формировании аллостатической перегрузки были определены концентрации кортизола, нейростероида дегидроэпиандростерона сульфата и их соотношение. Было выявлено, что концентрация кортизола у больных статистически значимо отличалась от соответствующих значений в группе психически здоровых лиц (537,03±17,88 и 443,13±23,00 нмоль/л, p<0,05). Содержание дегидроэпиандростерона сульфата было снижено по сравнению со значениями здоровых лиц (1,92 ± 0,13 мкг/мл у больных и 2,31 ± 0,24 мкг/мл в группе психически и соматически здоровых лиц).

Соотношение ДГЭАС/кортизол, характеризующее устойчивость организма к различным нарушениям, у пациентов с невротическими расстройствами было снижено по сравнению со значением группы здоровых лиц (0,36 ± 0,03 и 0,60 ± 0,07 %, р<0,05). Это может говорить об истощении анаболических возможностей организма по мере длительности стрессорного воздействия.

Содержание трийодтиронина (Т 3 ) и свободного тироксина (Т 4св ) у больных незначительно отличается от соответствующих значений психически здоровых лиц (табл. 1).

Таблица 1

Содержание тиреоидных гормонов у больных невротическими расстройствами

Группа обследуемых	Трийодти-ронин (Т 3 ) (нмоль/л)	Свободный тироксин (Т 4св ) (пмоль/л)	Тиреотропный гормон (ТТГ) (мМЕ/л)
Пациенты с невротическими р-вами	1,35±0,07	17,25±1,27	1,9±0,18 *
Психически здоровые	1,34±0,04	17,64±1,43	1,2±0,15

Примечание. * – p<0,05 по сравнению с психически здоровыми.

Концентрация тиреотропного гормона (ТТГ) достоверно выше данного показателя в группе психически здоровых лиц (1,9±0,18 и 1,2±0,15 мМЕ/л, р<0,05). Известно, что повышенный уровень глюкокортикоидов, в частности кортизола, активирует гипоталамо-гипофизарно-тиреоидную систему, приводя к возрастанию секреции ТТГ с последующим повышением уровней Т 3 и Т 4 [10].

Наше исследование показывает, что у пациентов с невротическими расстройствами наблюдается картина, типичная для состояния аллостатической перегрузки: высокий уровень кортизола, тиреотропного гормона и низкий уровень анаболического гормона ДГЭАС.

Окислительный стресс. В нормальных условиях функционирования в клетках и вне клеток постоянно протекают процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ). Однако избыточное образование активных форм кислорода (АФК) может быть причиной повреждения и гибели клеток, а также способно запускать механизм активации перекисного окисления липидов, развивающийся на фоне хронического стресса. Действие внешних прооксидантов, недостаток поступления облигатных антиоксидантов и активация эндогенной генерации активных форм кислорода приводят к напряжению механизмов антиоксидантной защиты и развитию окислительного стресса.

В результате наших исследований выявлено достоверное увеличение концентрации МДА как в эритроцитах у лиц с невротическими расстройствами (41,02±2,35 мкмоль/л) по сравнению с контрольной группой (31,76±1,78 мкмоль/л), так и в сыворотке крови, что свидетельствует об активации процессов ПОЛ при невротических расстройствах.

Важную роль в защите организма от избыточного образования активных форм кислорода осуществляет ферментативная антиоксидантная система. Активность всех исследуемых нами ферментов антиоксидантной защиты в эритроцитах у больных невротическими расстройствами достоверно отличается от активности ферментов в группе здоровых лиц (табл. 2).

Таблица 2

Активность антиоксидантных ферментов в эритроцитах у больных невротическими расстройствами

Группа обследуемых	U/мг белка
	Глутатионпероксидаза	Глутатион-редуктаза	Глутатион-трансфераза	Каталаза
Контрольная	6,485±0,7	2,24±0,09	11,73±2,9	39,48±3,4
Больные невротическими р-вами	11,15±1,3*	1,576±0,06*	2,865±0,067*	105,15±5,1*

Примечание. * – p<0,05 по сравнению с психически здоровыми лицами.

Активность глутатионпероксидазы в эритроцитах больных невротическими расстройствами была достоверно выше в 1,7 раза активности глутатионпероксидазы у лиц контрольной группы (р<0,05), активность каталазы в эритроцитах больных невротическими расстройствами превышала аналогичный показатель у здоровых лиц в 2,7 раза (р<0,01). В то же время активность глутатионредуктазы и глутатионтрансфе-разы в эритроцитах больных невротическими расстройствами была достоверно ниже актив- ности ферментов в контроле: в 1,4 раза – глу-татионредуктаза (р≤0,05) и в 4,1 раза – глутати-онтрансфераза (р<0,05).

Полученные нами результаты позволяют предположить, что активность каталазы и глутатионпероксидазы в эритроцитах больных увеличивается в связи с возрастанием в организме количества активированных кислородных метаболитов, появление которых обусловлено окислительным стрессом, вызванным психотравмирующим воздействием. Снижение активности глутатионредуктазы в эритроцитах больных невротическими расстройствами связано с функциональным использованием данного фермента в клетках крови, так как глутати-онредуктазы является поставщиком восстановленного глутатиона в клетке и работает в противофазе с глутатионпероксидазой. Снижение активности глутатионтрансферазы в эритроцитах больных возможно, связано со срывом общих адаптационных механизмов организма и, следовательно, со снижением индуцибель-ности фермента, а это приводит к потере способности эритроцитов не только утилизировать липоперекиси, но и ксенобиотики в организме. Таким образом, показатели активности глутати-онзависимых ферментов и каталазы у лиц с невротическими расстройствами достоверно отличается от показателей активности этих ферментов в контрольной группе, что свидетельствует о вовлечённости антиоксидантных ферментов в патогенез адаптационных нарушений на клеточном уровне при психогенных расстройствах.

В целом характеризуя состояние оксидантной и антиоксидантной систем, мы можем констатировать, что у пациентов с невротическими расстройствами наблюдается дисбаланс, выражающийся угнетением ферментативных антиоксидантов, глюкозо-6-фосфатдегидрогензы и активации каталазы клеток на фоне повышения концентрации продуктов перекисного окисления липидов.

Молекулы средней массы . В последнее время в качестве критерия эндогенной интоксикации используют определение уровня среднемолекулярных пептидов (СМП или молекул средней массы – МСМ). Понятие МСМ объединяет различные по химической структуре компоненты, выделяемые из крови больных с молекулярной массой от 300 до 5000 Да. Молекулы средней массы можно считать универсальными факторами интоксикации, являясь продуктами распада белков, они действуют как вторичные эндотоксины, вызывая расстройство различных физиологических процессов [11].

Мы проанализировали несколько фракций СМП, определяемых при различных длинах волн. При длине волны 254 нм определяется токсическая фракция, которая состоит из гид- рофобных токсинов, обладающих высоким сродством к биологическим структурам. При длине волны 230 нм выявляется нуклеарная фракция, представленная эндогенными патогенами в виде белков-гистонов, продуктов разрушения ДНК, вышедших из цитозоля в межклеточную среду и кровь при нарушении целостности мембран клеток вследствие истощения пула АТФ. Ароматическая фракция, содержащая в большей части ароматические аминокислоты – нетоксические (медиаторы, гормоны), определяется при длине волны 280 нм. Соотношения между фракциями характеризуют индекс ароматичности (280/230) и нуклеарно-пептидарный (254/230) индекс.

Исследование спектра молекул средней массы у пациентов с невротическими расстройствами показало изменение спектра средних молекул в сторону незначительного увеличения нуклеарной фракции А 230 по сравнению с группой здоровых лиц (табл. 3). Индекс ароматичности у пациентов с невротическими расстройствами не отличается от контрольного, в то время как значение нуклеарно-пептидарного индекса пациентов статистически значимо выше данного показателя группы контроля (p<0,05).

Таблица 3

Спектр молекул средней массы у пациентов с невротическими расстройствами (M±m)

Группа обследуемых	Показатель, условные единицы оптического поглощения			Индексы соотношения между показателями
	А 280	А 254	А 230	НПИ	ИА
Психически здоровые	0,294±0,008	0,325±0,006	0,098±0,012	0,30±0,031	0,90±0,018
Больные невротическими р-вами	0,29±0,21	0,35±0,008	0,135±0,005	0,40±0,011 (p<0,05)	0,84±0,017

Примечание. р<0,05 – Уровень значимости достоверных различий по сравнению с контрольной группой.

Запрограммированная клеточная гибель . В реализации механизмов адаптации организма к воздействию различных стрессогенных факторов важную роль играет апоптоз – запрограммированная гибель клеток. Стресс, гиперсекреция кортизола и усиление окислительного стресса являются индуцирующими факторами апоптоза лейкоцитов периферической крови.

Изучение процессов апоптоза выявило, что содержание в кровотоке лимфоцитов, экспрессирующих рецепторы готовности к Fas-зависимому апоптозу, у пациентов с невротическими расстройствами существенно превышает аналогичный показатель в группе здоровых лиц, что отражает процессы активации лимфоцитов.

Цитологический анализ мазков крови пациентов показал статистически значимое по отношению к здоровым лицам повышение содержания нейтрофилов с морфологическими признаками апоптоза (1,09±0,19 и 0,25±0,12 %, p<0,05). Морфологическая картина изменений ядерного вещества выражалась в уменьшении ядра с конденсацией и грануляцией хроматина по периметру его границы. Такие нейтрофилы имели меньший размер, иногда в цитоплазме выделялись несколько крупных вакуолей на одном полюсе.

Уровень апоптоза лимфоцитов незначительно отличался от значений, наблюдаемых в группе контроля (1,14±0,2 и 0,97±0,35 %, p>0,05). В лимфоцитах происходила деградация ядерного материала, наблюдалась фрагментация хроматина на несколько частей.

Влияние патологических состояний на апоптоз нейтрофилов может быть опосредовано через стресс-зависимую перестройку гормонального статуса, прежде всего через глюкокортикоидные гормоны, угнетающие апоптоз нейтрофилов. В то же время на фоне продолжительного стресса апоптоз нейтрофилов в крови заметно усилен, что может быть объяснено при непсихотических психических расстройствах усилением процессов ПОЛ и увеличением содержания в крови его активных продуктов, вызывающих нарушение целостности мембран и развитие признаков апоптоза [12].

Таблица 4

Апоптоз лейкоцитов периферической крови у пациентов с невротическими расстройствами

Показатели	Пациенты с невротическими р-вами	Контроль
CD 95±-лимфоциты, %	15,65 ± 1,02*	11,79±0,44
Апоптоз нейтрофилов, %	1,09±0,19*	0,25±0,12
Апоптоз лимфоцитов, %	1,14±0,2	0,97±0,35

Примечание. * – Достоверность различий по отношению к контролю (p<0,05).

Таким образом, для лиц с невротическими расстройствами характерен повышенный уровень апоптоза на рецепторном и клеточном уровнях по сравнению с психически здоровыми лицами.

Обсуждение. Исследование содержания стероидных и тиреоидных гормонов показало, что для пациентов с невротическими расстройствами характерны высокий уровень концентрации кортизола и снижение соотношения ДГЭАС/кортизол на фоне физиологичных значений трийодтиронина и свободного тироксина и повышения уровня тиреотропного гормона. По данным В. Я. Семке [1], концентрация кортизола у лиц с острыми психоэмоциональными расстройствами достоверно выше, чем у пациентов с затяжными психоэмоциональными нарушениями и психически здоровых людей. По- вышение содержания кортизола в крови связано с адаптивным ответом организма на острый или хронический стресс [13]. Однако длительная гиперсекреция кортизола сдвигает метаболизм в сторону катаболических процессов, снижая уровень анаболических гормонов, в том числе ДГЭАС [14, 15]. Низкий уровень ДГЭАС приводит к утяжелению течения психических расстройств [16] и может характеризовать стадию истощения генерализованного адаптационного синдрома [17].

Продукты деятельности стрессовых механизмов, накапливающиеся в организме, приводят к разрушению механизмов саморегуляции, изменяя гормональные и клеточные функции стрессированного организма. Уровень экспрессии рецептора апоптоза и морфологические признаки апоптоза лейкоцитов отражают степень метаболической дезадаптации. Повышенный уровень апоптоза на рецепторном и клеточном уровнях, сопровождающийся дисбалансом стероидных гормонов у больных, возможно, является показателем измененной стрессо-устойчивости организма на психотравмирующие ситуации.

Заключение. Состояние психической дезадаптации обусловливается не столько дезорганизацией биологических механизмов психической деятельности или нарушением социальных взаимоотношений, сколько нарушениями функциональных возможностей всей адаптационной системы организма человека в целом. Факторы внешней среды определяют факт возникновения невротического, связанного со стрессом расстройства, а формирование и проявление симптомов психической дезадаптации определяется внутренними факторами, в том числе генетическими и гормональными. При психической дезадаптации изменяется не только абсолютная концентрация гормонов, но и нарушается равновесное состояние между ними – баланс, присущий здоровому организму.

Нами выдвигается гипотеза, что при действии хронического психоэмоционального стресса или острого, но достаточной степени выраженности организм перестраивается на другой уровень функционирования, отличный от физиологического. Если рассматривать гомеостаз как поддержание внутренней целостности организма и стабильного метаболизма, то аллостаз подразумевает понятие противоположное гомеостазу – состояние готовности к изменениям, т. е. к стрессовому ответу (стабильность через изменения). Уровень функционирования организма на этапе невротических расстройств можно квалифицировать как состояние алло-статической перегрузки. Нарушение функционирования организма, особенно изменение со- отношения катаболически-анаболического баланса и баланса стрессреализующих и стресс-лимитирующих систем, создает предпосылки для дальнейших клеточных нарушений, индукции запрограммированной клеточной гибели, усиления деструктивных процессов и эндогенной интоксикации, которая является интегральным неспецифическим компонентом аллоста-тической перегрузки.

Работа выполнена при поддержке гранта РГНФ № 08-06-00284а (Разработка гипотезы аллоста-тической перегрузки при невротических, связанных со стрессом расстройствах).