Показатели серотонина в биологических жидкостях как маркер диагностики и эффективности лечения нейроортопедических заболеваний

                               УДК 616.711-006-033.2-08

Cite as: Winderlich M.E., Shchekolova N.B. Serotonin level in biological fluids as a marker of neuroorthopedic diseases diagnostics and treatment efficiency. Bulletin of the Medical Institute “REAVIZ”. Rehabilitation, Doctor and Health. 2021;5(53):105-112. CLIN.5

В связи с оснащением лечебнопрофилактических учреждений современным лабораторным оборудованием по государственным программам финансирования и появлением новых инновационных лечебных практик, становится актуальным поиск новых методов диагностики нейро-ортопедических заболеваний на ранних стадиях развития. Важная роль в этом отводится нейромедиаторам, регулирующим важные функции организма. Особое внимание уделяется биологически активному соединению – серотонину. Серотонин играет центральную роль в развитии структур мозга, высшей нервной и психической деятельности посредством взаимодействия нейромедиаторов и нейтрансмиттеров, начиная с периода эмбриогенеза и в течение всего периода роста ребенка, причем нейромедиаторная роль серотонина опережает нейтрансмиттерную. Изменения уровня серотонина могут быть связаны с нарушением работы рецепторов 5-НТ, транспортеров обратного захвата 5-НТ (5-НТТ, SERT), ферментов, ответственных за синтез и метаболизм 5-НТ, и генетических вариантов серотонинергической системы [17, 24]. При расстройстве регуляции серотонина развиваются нарушения взаимодействия всех систем организма, поддерживающих гомеостаз.

Осуществлен краткий анализ имеющихся исследований отечественных и зарубежных специалистов с целью определения по уровню серотонина и его метаболитов развития нейроортопедических заболеваний на ранних стадиях и эффективность лечения.

Серотонин понижает порог болевой чувствительности, регулирует функцию гипофиза, влияет на сосудистый тонус, свертываемость крови, моторику и секреторную активность желудочно-кишечного тракта, подавляет агрессию и страх [6].

Норма содержания серотонина в крови человека колеблется в широких пределах – от 50 до 220 нг/мл. При этом в разных клинических лабораториях указанные цифры могут существенно отличаться исходя из применяемых реактивов и технического оборудования [8].

Важность проведения лабораторного исследования уровня серотонина в крови, моче, спинно-мозговой жидкости пациента определяется тем, что содержание данного гормона значительно увеличивается в биологических жидкостях в случае возникновения некоторых нейроэндокринных новообразований.

В случае хирургического удаления и эффективного проведения лечения нейроэндокринных опухолей уровень серотонина и его метаболитов в биологических жидкостях пациента нормализуется. С другой стороны, при дальнейшем сохранении повышенной концентрации серотонина и продуктов его метаболизма в крови и моче пациента можно говорить о неэффективности проведенной терапии, наличии метастазирования или о неполном удалении опухоли [22].

В результате проведенных исследований на мышах А.Э. Лычковой с соавторами [9] установлено, что избыточное содержание серотонина характерно для стресса, предменструального синдрома, ожирения, остеопении, что ведет к гиперпролактинемии и повышению риска развития рака молочной железы. Согласно этому ученые предположили о возможности лечения рака молочной железы блокаторами пролактина.

Таким образом, измененные уровни серотонина и продуктов его метаболизма в крови и моче пациента могут выступать индикаторами определенных заболеваний или эффективности проведенных лечебных процедур.

По мнению некоторых зарубежных исследователей [19], уровень серотонина достаточно достоверно отражает наличие патологических состояний ЦНС, что дает возможность использовать лабораторные анализы для выявления ряда заболеваний.

Большое количество исследований проведено у пациентов с нервнопсихическими заболеваниями. Особый интерес представляют сведения о возможном вовлечении 5-НТ в патогенез мигрени, эпилепсии, болезни Паркинсона, рассеянного склероза, бокового амиотрофического склероза, синдрома дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) и расстройства аутистического спектра. При этих заболеваниях нарушения 5-НТ и его метаболитов, таких как 5-гидроксииндолуксусная кислота (5-HIAA), наблюдались в плазме, тромбоцитах крови и спинномозговой жидкости (СМЖ) [13].

При определении уровня серотонина у пациентов с аутизмом было выявлено его снижение у детей до одного года с последующим увеличением концентрации к 25 годам и сохранением высоких значений. Кроме этого, в связи с увеличением детей с синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) (132–140 на 1000 детей), исследовали показатели серотонина и 5-HIAA в спинномозговой жидкости (СМЖ) с определением аллели гена обратного транспортера серотонина (SERT) у пациентов с аутизмом, сочетанным с СДВГ. При этом выявлено, что дети с СДВГ имели выше частоту длинной аллели гена SERT и снижение уровня серотонина и 5-HIAA в СМЖ, как и дети с аутизмом в сочетании с СДВГ [3].

Авторы сделали вывод, что концентрация серотонина и активность серотонинергической системы зависят от многих факторов, а полиморфность гена транспортера SERT отражает только уровень экспрессии гена SERT.

В настоящее время за рубежом активно назначаются антидепрессанты – селективные ингибиторы обратного захвата серотонина (СИОЗС) [25, 29] для лечения расстройств настроения не только у взрослых и детей, но и у беременных. СИОЗС действуют путем блокирования SERT в пресинаптическом нейроне, который регулирует внеклеточные уровни серотонина. Несомненный интерес представляют результаты исследований по влиянию СИОЗС на уровень серотонина плода и развитие нервной системы. При этом было выявлено, что 50 % женщин, прекращающих прием СИОЗС на ранних сроках беременности, имеют рецидивы, а их дети к школьному возрасту страдают депрессией и тревожными состояниями вследствие антенатального материнского стресса. Но даже при пренатальном лечении СИОЗС беременных по-прежнему наблюдаются симптомы депрессии, и поведение ребенка в возрасте трех лет подвергается риску возникновения депрессивного состояния [14]. Важно отметить, что прием СИОЗС женщинами в течение беременности увеличивает риск рождения детей с аутизмом, что подтверждает повышение уровня серотонина почти у трети аутичных детей, а также приводит к эмоциональному дефициту во взрослом возрасте [15, 16]. Аналогичное влияние оказывает разлука с матерью в раннем возрасте и жестокое обращение с ребенком, нарушая уровень серотонинергической сигнализации (например, повышенный уровень серотонина или повышенная экспрессия рецептора 5-НТ2), которые коррелируют с более поздним дезадаптивным поведением, таким как дефицит социальных взаимодействий, тревожное и депрессивное поведение во взрослом возрасте [27].

Эпилепсия – распространенное неврологическое заболевание, дебютирующее в детском возрасте и старше 65 лет. Согласно исследованиям в ликворе лиц с эпилепсией определяли более низкую концентрацию 5-HIAA, что свидетельствует о гипофункции серотонинергической системы в течение заболевания. В лечении эпилепсии применяют препараты, одни из которых усиливают высвобождение 5-НТ, в то время как другие – ингибирует поглощение 5-НТ (СИОЗС). Кроме этого с возрастом снижается количество рецепторов 5-НТ и увеличивается частота приступов эпилепсии [20, 21].

Для пациентов с болезнью Паркинсона характерен дисбаланс двигательной и вегетативной функций, дегенерация серотонинергической системы, что также может приводить к артериальной гипертензии, депрессии, психическим расстройствам и нарушениям сна. Повышение 5-НТ при болезни Паркинсона также достигается приемом антидепрессантов [18, 19].

Нарушения серотонинергической системы являются одной из изучаемых областей у больных рассеянным склерозом. Данные литературы свидетельствуют о том, что как синтез, так и метаболизм 5-НТ нарушаются у пациентов с рассеянным склерозом, что подтверждает низкий уровень 5-HIAA в СМЖ больных. Таким образом, представляется возможным, что 5-НIAA можно рассматривать как биомаркер тяжести и продолжительности рассеянного склероза. Также существует сходство в серотонинергических механизмах в тромбоцитах и нейронах. Поглощение 5-HT из плазмы в тромбоциты аналогично нейронному поглощению 5-HT. В связи с этим можно использовать показатели мозгового 5-HT во многих исследованиях неврологических заболеваний [19, 28].

В связи с тем, что серотонин влияет на пролиферацию и дифференцировку нейронов, образование межнейронных связей, созревание нервной системы, а также повышает тонус гладких мышц, бронхов, кишечника, сосудов, сократимость миокарда, контролирует функции тромбоцитов, было сделано предположение, что серотонин участвует в патогенезе гипоксически ишемическом поражении ЦНС (ГИП ЦНС).

По данным исследований И.Г. Михеевой с соавторами [10] выявлено повышение концентрации серотонина в сыворотке крови к концу первого месяца жизни доношенных и недоношенных детей с ГИП ЦНС. Кроме этого, выявлена зависимость между уровнем серотонина, патологическим течением беременности, видом родоразреше-ния и состоянием нервной системы ребенка. Недоношенные дети с синдромом угнетения ЦНС имели более низкие показатели серотонина по причине незрелости головного мозга, а у доношенных детей, рожденных путем операции кесарево сечение, концентрация серотонина выше, чем при самопроизвольных родах, так как отсутствует физиологическая интранатальная гипоксия плода, повышающая устойчивость мозга к низкой концентрации кислорода. На основании полученных данных авторы сделали вывод, что повышение серотонина к концу первого месяца жизни происходит в связи с активацией онтогенеза нервной системы, а дисбаланс его уровня у новорожденных с ГИП ЦНС оказывает неблагоприятное влияние на формирование нервной системы ребенка в зависимости от течения беременности и родов матери. Клинические исследования Л.Н. Шейбак с соавторами [11] по определению уровня серотонина в пуповинной крови недоношенных новорожденных детей подтверждают выше изложенные результаты, что концентрация серотонина снижена у недоношенных детей и зависит от гестационного возраста недоношенного ребенка, способа родоразрешения и дефицита массы тела.

Важно отметить, что при снижении уровня серотонина отмечается значительное увеличение чувствительности к боли, в результате которой даже самое небольшое раздражение может приводить к возникновению у пациента выраженного болевого синдрома [5, 12]. Это может быть важным фактором при диагностике и лечении ортопедических заболеваний.

С.В. Лобзиным с соавторами [7] в процессе клинических исследований установлено, что при дистонии и эссенциальном треморе существует тенденция к повыше- нию уровня серотонина в плазме крови у большинства обследованных больных.

Л.И. Борисова [1] отмечает, что интенсивность боли и выраженность эмоциональных нарушений у больных стенозами поясничного канала коррелируется с существенным уменьшением количественных запасов серотонина в его гуморальном периферическом звене. После проведения хирургического вмешательства у пациентов возникают сдвиги в виде повышения сывороточной фракции серотонина и снижения тромбоцитарных его запасов.

Ю.В. Караулова [5] в исследовании пациентов с хронической головной болью выявила снижение показателей серотонина в периферической крови, а также установила обратную зависимость уровня серотонина от интенсивности и продолжительности боли. Автор в работе использовала содержание серотонина в качестве маркера степени тяжести депрессии, что подтвердила улучшением качества жизни пациентов и повышением уровня серотонина после проведения курса антидепрессантной терапии.

Е.В. Горожаниновой и Н.В. Логиновой [2] было проведено исследование количественного содержания серотонина периферической крови у 68 пациентов со спастической кривошеей в возрасте 28–78 лет. Согласно полученным результатам было установлено, что у данных пациентов отмечается значимое снижение количественного содержания серотонина как в тромбоцитах, так и в сыворотке крови, что коррелируется со степенью интенсивности диагностируемых болей у пациентов и депрессией, но не связано с когницией. Авторами был сделан вывод, что количественное содержание тромбоцитарного и сывороточного серотонина может служить маркером выраженности болевого синдрома у пациентов, страдающих спастической кривошеей.

Другой важный аспект был установлен Н.В. Логиновой уже в своем диссертационном исследовании [8]: количественное содержание серотонина в тромбоцитах крови у пациентов со спастической кривошеей в сравнении до и после терапии ботулотоксином существенно выросло со средних 113,75 нг/мл (колебалось у пациентов в пределах 106,7–171,2 нг/мл) до 318,85 нг/мл (границы показаний составили от 221,2 до 410,2 нг/мл). При этом количество медиатора в сыворотке крови практически оставалось неизменным.

Автор делает вывод, что ботулиноте-рапия оказывает значимое влияние на гуморальное тромбоцитарное звено медиатора, являющегося аналогом нейрона в головном мозге, что позволяет предположить серотонинпротективное действие ботулотоксина. Кроме этого, исследователь не исключает также и эффективного увеличения количественного содержания серотонина тромбоцитов крови в связи с улучшением эмоционального состояния и качества жизни пациентов, что указывает на положительный эффект терапии при спастической кривошее.

М.С. Казаковой [4] установлено, что у больных цервикальной дорсопатией наблюдается значимое снижение уровня серотонина сыворотки крови, которое ассоциируется со степенью болевого синдрома, астении, эмоциональными, вегетативными расстройствами и снижением качества жизни пациентов. В ходе лечебных и реабилитационных процедур у больных происходит оптимизация болевого, психовегетативного статуса и отмечается тенденция к повышению уровня гуморального сывороточного серотонина.

Таким образом, проведя краткий анализ вопросов, связанных с диагностикой уровня серотонина в биологических жидкостях при нейроортопедических заболеваниях, можно сделать следующие выводы:

• 1.    Изменение уровня серотонина и продуктов его метаболизма в биологических жидкостях пациента является следствием имеющихся патологий в организме. При этом, снижение или увеличение показателя, динамика происходящих изменений могут носить противоречивый характер в

• 2.    Норма содержания серотонина и продуктов его метаболизма в крови, моче и СМЖ пациента может колебаться в широких пределах. При этом, в разных клинических лабораториях указанные цифры могут существенно отличаться, исходя из применяемых реактивов и имеющегося технического оборудования.

• 3.    С учетом появления все более точной медицинской техники и инновационных лечебных практик расширяются возможности по диагностике нейроортопедических заболеваний на основе исследования изменения уровня серотонина в биологических жидкостях пациента.

• 4.    Анализ клинической практики показывает, что изменение уровня серотонина может рассматриваться в качестве индикатора болевых ощущений и контроля проводимой терапии при нейроортопедических патологиях.

• 5.    Ввиду существующих противоречий в полученных результатах клинических ис-

• следований необходимо дальнейшее углубленное изучение имеющейся практики оценки изменения уровня серотонина в биологических жидкостях в ходе лечения и после оперативного вмешательства в различных случаях нейроортопедических патологий у разновозрастных пациентов.

зависимости от заболевания и индивидуальных особенностей пациента.

Важность изучения данного вопроса определяется тем, что в современных условиях прогрессивного развития медицины и распространенности нейроортопедических патологий особого внимания требует поиск новых подходов к ранней диагностике подобных заболеваний, а также своевременным и эффективным процедурам лечения для сохранения здоровья пациентов. Таким образом, изучение механизмов изменения уровня 5-НТ и его метаболитов могут быть использованы в качестве диагностического и прогностического маркера заболеваний или мишени для более эффективной терапии в нейроортопедии и других областях медицины в будущем.