Уровень мозгового нейротрофического фактора снижен в сыворотке крови больных меланхолической депрессией

Автор: Узбеков М.Г., Шихов С.Н., Крюков В.В., Краснов В.Н.

Журнал: Сибирский вестник психиатрии и наркологии @svpin

Рубрика: Биологические исследования

Статья в выпуске: 3 (124), 2024 года.

Бесплатный доступ

Введение. Всестороннее исследование депрессии и патогенетических механизмов этого заболевания является одной из главных задач медицинской науки. Описаны социально-демографические (пожилой возраст, женский пол, низкий социальный статус, безработность) и клинические (наличие депрессивной симптоматики в анамнезе, соматические и неврологические заболевания) факторы риска развития депрессии. Проявления меланхолии часто встречаются в структуре тревожной депрессии. Мозговой нейротрофический фактор (BDNF) является одним из наиболее изучаемых при депрессиях нейтрофинов.

Биполярное аффективное расстройство, меланхолическая депрессия, мозговой нейротрофический фактор, иммуноферментный анализ, гематоэнцефалический барьер

Короткий адрес: https://sciup.org/142243200

IDR: 142243200   |   УДК: 616.895.4:611.018.54:616.8-091.81   |   DOI: 10.26617/1810-3111-2024-3(124)-12-18

Текст научной статьи Уровень мозгового нейротрофического фактора снижен в сыворотке крови больных меланхолической депрессией

Заболевания головного мозга являются одной из основных причин заболеваемости, инвалидизации и преждевременной смерти в мире. По последним прогнозам, заболеваемость такими расстройствами в ближайшие десятилетия будет непрерывно увеличиваться [1]. Отсутствие адек- ватного и своевременного лечения превращает эти заболевания в ведущий фактор потерь здоровья и в серьезную медико-социальную проблему, дефицит технологий эффективного лечения можно частично объяснить недостаточным знанием патогенетических механизмов большинства заболеваний головного мозга.

Депрессия входит в число ведущих причин ограничения жизнедеятельности и инвалидности во всем мире [2]. Депрессия, определяя значительный вклад во всеобщее бремя болезней, превратилась в большую медико-социальную проблему, которая в ближайшие годы будет только обостряться. Поэтому всестороннее исследование депрессии и патогенетических механизмов этого заболевания становится одной из главных задач медицинской науки и систем здравоохранения всех стран. Прогнозирование и оценка эффективности лечения депрессии по важности выдвигаются на первый план [3]. Приблизительно только 50% больных депрессией достигают полной ремиссии, несмотря на оптимальное лечение [4].

Чтобы справиться с патологическими воздействиями, клетки мозга выделяют ряд веществ, которые могут способствовать выживанию нейронов, среди них противовоспалительные цитокины, антиоксидантные соединения, нейротрофические факторы и некоторые другие.

Один из наиболее изучаемых нейротрофинов ‒ нейротрофический фактор головного мозга (Brain-Derived Neurotrophic Factor, BDNF) [5]. BDNF считается членом семейства нейротрофи-нов, которое к тому же включает фактор роста нейронов, нейротрофины 3 и 4. BDNF играет важную роль в развитии и поддержании функционирования центральной и периферической нервной системы, выживании нейронов и их пролиферации. Он оказывает влияние на рост отростков нейронов, синаптическую пластичность и нейрогенез. Этот фактор принимает самое активное участие в регуляции процессов, происходящих на разных стадиях развития мозга, в различных клеточных популяциях, а также в ряде функциональных систем [6, 7]. BDNF обнаруживается во всех тканях и структурах мозга, им особенно богаты кора полушарий мозга, гиппокамп, а также отделы мозга, чрезвычайно важные для контроля за когнитивными функциями, настроением и эмоциями [8]. При депрессивных расстройствах BDNF исследуется в качестве потенциального периферического маркера для дифференциальной диагностики клинических подтипов депрессии, оценки тяжести симптоматики и эффективности анти-депрессивной терапии [9, 10, 11, 12]. Вместе с тем в литературе встречается незначительное число работ, посвященных исследованию уровня BDNF в сыворотке крови больных меланхолической депрессией [13, 14, 15].

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Определение уровня BDNF в сыворотке крови больных меланхолической депрессией.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В выборку исследования (n=32) включены лица в возрасте от 20 до 50 лет, из которых были сформированы две группы: 1) основная ‒ пациенты (n=21) с диагнозами по МКБ-10: депрессивный эпизод средней степени (F32.1) и тяжёлой степени без психотических симптомов (F32.2) в рамках биполярного аффективного расстройства, текущий эпизод мании (F31.1), легкой или умеренной депрессии (F31.3) с проявлениями тревожной меланхолии, 2) контрольная – здоровые добровольцы без психических расстройств (n=11). Клиникопсихопатологическая квалификация депрессии определялась наличием характерных меланхолических признаков согласно МКБ-10 и DSM-5, таких как хронобиологический сдвиг физиологической активности (раннее утреннее пробуждение, анергия до какой-либо нагрузки, суточные колебания состояния с наибольшей выраженностью характерных проявлений депрессии в первой половине дня), снижение витальных влечений (аппетита, либидо). Наличие по крайне мере трех из перечисленных признаков служило основанием для включения пациентов в основную группу. Контрольная группа была сформирована из здоровых добровольцев без психических расстройств, которые по полу и возрасту соответствовали основной группе больных.

Выраженность депрессии и тревоги определялась с использованием клинических шкал Гамильтона для оценки депрессии (HDRS) [16] и тревоги (HARS) [17].

Обследование проводилось в первые дни поступления пациента в стационар.

Критерии исключения: расстройства шизофренического спектра, психотический уровень депрессивного синдрома, высокий риск суицидального поведения, наличие химических аддик-ций, эпилепсия и эпилептиформные состояния в анамнезе, наличие нейродегенеративных или декомпенсированных соматоневрологических заболеваний. Все обследуемые дали информированное согласие на участие в исследовании.

Концентрацию BDNF в сыворотке крови определяли методом иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием реактивов для количественного определения BDNF (Human Brain Derived Neurotrophic Factor) тест-системы ELISA Kit (96 тестов) биотехнологической компании Cusabio Technology LLC (USA).

В статистическом анализе применялись методики описательной статистики, при сравнении межгрупповых показателей использовался U-критерий Wilcoxon‒Mann‒Whitney. Различия данных рассматривались как статистически значимые при значении p<0,05. Характер распределения количественных признаков оценивался с использованием D-статистики Колмогорова-Смирнова, нормальность распределения принималась при p>0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

На этапе поступления в стационар до начала терапии у пациентов основной группы проведено тестирование депрессивных проявлений. Выявлены усредненные показатели по шкале Гамильтона: 1) для оценки депрессии (HDRS) - 23,5±5,8 балла (Me 22 [21; 25]), что соответствовало уровню депрессивного эпизода средней степени (F32.1) и тяжёлой степени без психотических симптомов (F32.2), 2) для оценки тревоги (HARS) - 18,3±3,4 балла (Me 19 [16; 21]) балла, что соответствовало умеренно выраженной тревоге.

В контрольной группе здоровых добровольцев содержание BDNF в сыворотке крови составляло 20,15±2,59 (непараметрический D-критерий Колмогорова-Смирнова >0,05) нм/мл. В то время как на момент поступления в стационар до начала антидепрессивной терапии у пациентов основной группы с проявлениями меланхолической депрессии уровень BDNF оказался статистически значимо (p<0,05) более низким по сравнению с таковым в контрольной группе здоровых добровольцев (D-критерий Колмогорова-Смирнова >0,2) -14,62±2,22 нг/мл.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

По итоговым материалам собственного исследования установлено, что у пациентов с депрессивными эпизодами средней степени и тяжёлой степени без психотических симптомов в рамках БАР и проявлениями меланхолической депрессии исходный уровень BDNF в сыворотке крови до начала антидепрессивной терапии был статистически значимо ниже, чем у здоровых добровольцев контрольной группы. Данные литературы относительно содержания BDNF у больных меланхолической депрессией являются противоречивыми. Так, у пациентов с тяжелой меланхолической депрессией и лиц контрольной группы не выявлено различий между уровнями сывороточного BDNF, фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) и лептина, уровни BDNF связаны с рецидивом депрессии, что подтверждает отрицательная корреляция между BDNF и количеством депрессивных эпизодов, VEGF - с тяжестью депрессии, т.е. уровни VEGF снижались с повышением тяжести депрессии [13]. Психомоторная заторможенность у пациентов с тяжёлой меланхолической депрессией связана со снижением BDNF (10,07 нг/мл) [14]. Вместе с тем показано, что при сравнении 3 групп (пациенты с БДР и меланхолией, пациенты с БДР и без меланхолии, здоровые участники) концентрации BDNF в сыворотке крови до лечения не различались [15]. Однако авторы не приводят каких-либо возможных патофизиологических или нейрохимических механизмов, объясняющих изменения уровня BDNF в крови пациентов.

Мы полагаем, что имеется целый ряд причин, которые могут способствовать снижению уровня этого нейротрофического фактора в крови у таких больных. Во-первых, сниженный уровень BDNF в сыворотке крови у больных меланхолической депрессией может быть связан с нарушением функционирования гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) [18] и со снижением его проницаемости для нейротропного фактора, что сопровождается снижением уровня BDNF в сыворотке крови.

У больных депрессией выявлен повышенный уровень циркулирующих провоспалительных цитокинов, таких как интерлейкин-6 (IL-6), фактор некроза опухоли а (TNF-а) и интерлейкин-1в (IL-1в) [19, 20]. IL-ie является одним из самых мощных провоспалительных цитокинов. Этот цитокин играет важную роль в депрессивно-подобном поведении, принимая активное участие в клеточных реакциях на стресс. В ЦНС ключевым элементом, вовлеченным в секрецию биологически активного IL-1e, является P2X7R - ионный канал, связанный с АТФ, находящийся в клетках иммунной системы [21].

В литературе приводятся данные, указывающие на повреждение ГЭБ при депрессиях [18, 22]. Этому способствуют окислительный стресс [23] и нейровоспаление [18]. Повышенный уровень окислительного стресса ведет к дисфункции митохондрий, гиперсекреции свободных радикалов, активации свободно радикальных реакций и повреждению мембранных структур, о чем свидетельствует и наши данные [24]. Дисфункция митохондрий всегда связана со снижением интенсивности биосинтеза АТФ, что в свою очередь нарушает работу ионного канала P2X7R, нормальное функционирование которого зависит от концентрации АТФ.

Во-вторых, по нашему мнению, в нарушении функционировании ГЭБ важную роль играют процессы, приводящие к нарушению структурнофункционального состояния - конформации белков мембранных компонентов этого барьера. Так, ранее нами было установлено, что при меланхолической депрессии нарушается конформационное состояние основного белка крови - альбумина [25]. Кроме того, нами было обнаружено, что нарушение конформации альбумина при первом эпизоде шизофрении сопровождается статистически значимым снижением антиоксидантных свойств этого белка [26]. В-третьих, нами выдвинуто предположение о возможном снижении биосинтеза BDNF в ткани головного мозга при развивающемся сложном комплексе патологических процессов, возникающем в случае формирования меланхолической депрессии. Для более детального выяснения этого вопроса необходимо дальнейшее проведение экспериментальных исследований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, представленные результаты доказывают, что нарушение этих сложных, взаимосвязанных процессов приводит к дисфункции ГЭБ в поддержании гомеостаза мозга, что влечет за собой снижение секреции мозгового нейротрофического фактора и снижение его трансфузии через гематоэнцефалический барьер.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

ИСТОЧНИК ФИНАНСИРОВАНИЯ

Работа выполнена в ФГБУ МНИИ психиатрии – филиале «НМИЦ ПН им. В.П. Сербского» Минздрава России в рамках научной темы госзадания «Разработка клинических инструментов и алгоритмов для поддержки принятия решений при диагностике, терапии и реабилитации пациентов с непсихотическими депрессивными расстройствами» (регистрационный № 2024-0010).

СООТВЕТСТВИЕ ПРИНЦИПАМ ЭТИКИ

Исследование соответствует нормам современных этических стандартов, разработанных в соответствии с Хельсинской декларацией ВМА о медицинских исследованиях с участием людей, и одобрено этическим комитетом Московского НИИ психиатрии (протоколы № 16 от 13.03.2017, № 41/2 от 24.04.2023). Все больные и здоровые добровольцы дали информированное согласие на участие в исследовании.

Список литературы Уровень мозгового нейротрофического фактора снижен в сыворотке крови больных меланхолической депрессией

  • World Health Assembly. Global Burden of Mental Disorders and the Need for a Comprehensive, Coordinated Response from Health and Social Sectors at the Country Level, Report by the Secretariat World Health Organization. Switzerland, Geneva, 2012.
  • Institute for Health Metrics and Evaluation. GBD compare. Seattle, WA: IHME, University of Washington [Internet], 2015.
  • Краснов В.Н. Проблемы современной диагностики депрессий. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2012. Т. 112, № 11-2. С. 3-10.
  • Gelle T, Samey RA, Plansont B, Bessette B, Jauberteau-Marchan MO, Lalloué F, Girard M. BDNF and pro-BDNF in serum and exosomes in major depression: Evolution after antidepressant treatment. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2021 Jul 13;109:110229. doi: 10.1016/j.pnpbp.2020.110229. Epub 2020 Dec 31. PMID: 33358963.
  • Yuluğ B, Ozan E, Gönül AS, Kilic E. Brain-derived neurotrophic factor, stress and depression: a minireview. Brain Res Bull. 2009 Mar 30;78(6):267-9. doi: 10.1016/j.brainresbull.2008.12.002. Epub 2008 Dec 26. PMID: 19111910.
  • Kowiański P, Lietzau G, Czuba E, Waśkow M, Steliga A, Moryś J. BDNF: A key factor with multipotent impact on brain signaling and synaptic plasticity. Cell Mol Neurobiol. 2018 Apr;38(3):579-593. doi: 10.1007/s10571-017-0510-4. Epub 2017 Jun 16. PMID: 28623429; PMCID: PMC5835061.
  • Михалицкая Е.В., Левчук Л.А. Нейропластичность мозга: мозговой нейротрофический фактор и протеинкиназные сигнальные пути (обзор литературы). Сибирский вестник психиатрии и наркологии. 2022. № 3 (116). С. 44-53. https://doi.org/10.26617/1810-3111-2022-3(116)-44-53
  • Chiou YJ, Huang TL. Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and bipolar disorder. Psychiatry Res. 2019 Apr;274:395-399. doi: 10.1016/j.psychres.2019.02.051. Epub 2019 Feb 20. PMID: 30852433.
  • Spanemberg L, Caldieraro MA, Vares EA, Wollenhaupt-Aguiar B, Kauer-Sant'Anna M, Kawamoto SY, Galvão E, Parker G, Fleck MP. Biological differences between melancholic and nonmelancholic depression subtyped by the CORE measure. Neuropsychiatr Dis Treat. 2014 Aug 19;10:1523-31. doi: 10.2147/NDT.S66504. PMID: 25187716; PMCID: PMC4149384.
  • Levchuk LA, Meeder EMG, Roschina OV, Loonen AJM, Boiko AS, Michalitskaya EV, Epimakhova EV, Losenkov IS, Simutkin GG, Bokhan NA, Schellekens AFA, Ivanova SA. Exploring brain derived neurotrophic factor and cell adhesion molecules as biomarkers for the transdiagnostic symptom anhedonia in alcohol use disorder and comorbid depression. Front Psychiatry. 2020 Apr 20;11:296. doi: 10.3389/fpsyt.2020.00296. PMID: 32372985; PMCID: PMC7184244.
  • Ochi T, Vyalova NM, Losenkov IS, Levchuk LA, Osmanova DZ, Mikhalitskaya EV, Loonen AJM, Bosker FJ, Simutkin GG, Bokhan NA, Wilffert B, Ivanova SA. Investigating the potential role of BDNF and PRL genotypes on antidepressant response in depression patients: A prospective inception cohort study in treatment-free patients. J Affect Disord. 2019 Dec 1;259:432-439. doi: 10.1016/j.jad.2019.08.058. Epub 2019 Aug 21. PMID: 31611000.
  • Nikolac Perkovic M, Gredicak M, Sagud M, Nedic Erjavec G, Uzun S, Pivac N. The association of brain-derived neurotrophic factor with the diagnosis and treatment response in depression. Expert Rev Mol Diagn. 2023 Apr;23(4):283-296. doi: 10.1080/14737159.2023.2200937. Epub 2023 Apr 14. PMID: 37038358.
  • Kotan Z, Sarandöl E, Kırhan E, Ozkaya G, Kırlı S. Serum brain-derived neurotrophic factor, vascular endothelial growth factor and leptin levels in patients with a diagnosis of severe major depressive disorder with melancholic features. Ther Adv Psychopharmacol. 2012 Apr;2(2):65-74. doi: 10.1177/2045125312436572. PMID: 23983958; PMCID: PMC3736932.
  • Primo de Carvalho Alves L, Sica da Rocha N. Lower levels of brain-derived neurotrophic factor are associated with melancholic psychomotor retardation among depressed inpatients. Bipolar Disord. 2018 Dec;20(8):746-752. doi: 10.1111/bdi.12636. Epub 2018 Mar 8. PMID: 29516593.
  • Yoshimura R, Okamoto N, Ikenouchi A. Serum brain-derived neurotrophic factor levels in depression with and without melancholy and in healthy participants. Eur J Psychiatry. 2023;37(1):67-68. doi:org/10.1016/jejpsy.2022.08.002
  • Hamilton M. A rating scale for depression. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 1960 Feb;23(1):56-62. doi: 10.1136/jnnp.23.1.56. PMID: 14399272; PMCID: PMC495331.
  • Hamilton M. The assessment of anxiety states by rating. Br J Med Psychol. 1959;32(1):50-5. doi: 10.1111/j.2044-8341.1959.tb00467.x. PMID: 13638508.
  • Morris G, Fernandes BS, Puri BK, Walker AJ, Carvalho AF, Berk M. Leaky brain in neurological and psychiatric disorders: Drivers and consequences. Aust N Z J Psychiatry. 2018 Oct;52(10):924-948. doi: 10.1177/0004867418796955. PMID: 30231628.
  • Mednova IA, Levchuk LA, Boiko AS, Roschina OV, Simutkin GG, Bokhan NA, Loonen AJM, Ivanova SA. Cytokine level in patients with mood disorder, alcohol use disorder and their comorbidity. World J Biol Psychiatry. 2023 Mar;24(3):243-253. doi: 10.1080/15622975.2022.2095439. Epub 2022 Jul 25. PMID: 35818961.
  • Poletti S, Mazza MG, Benedetti F. Inflammatory mediators in major depression and bipolar disorder. Transl Psychiatry. 2024 Jun 8;14(1):247. doi: 10.1038/s41398-024-02921-z. PMID: 38851764; PMCID: PMC11162479.
  • Jarończyk M, Walory J. Novel Molecular Targets of Antidepressants. Molecules. 2022 Jan 14;27(2):533. doi: 10.3390/molecules27020533. PMID: 35056845; PMCID: PMC8778443.
  • Levchuk LA, Roshchina OV, Simutkin GG,BokhanNA,IvanovaSA. Peripheral markers of nervous tissue damage in addictive and affective disorders. Neurochem. J. 2021;15:86-90.https://doi.org/10.1134/S1819712421010074
  • Узбеков М.Г. Окислительный стресс и депрессия: вопросы патогенеза. Социальнаяиклиническаяпсихиатрия. 2022. Т. 32, вып. 3. С. 57-66.
  • Uzbekov MG. Monoamine oxidase as a potential biomarker of the efficacy of treatment of mental disorders. Biochemistry (Mosc). 2021 Jun;86(6):773-783. doi: 10.1134/S0006297921060146. PMID: 34225599.
  • UzbekovMG, SmolinaNV, SyrejshchikovaTI, BrilliantovaVV, DobretsovGE, ShikhovSN. Investigation of serum albumin conformational changes in melancholic depression under pharmacotherapy using subnanosecond fluorescent spectroscopy. Neurochem J. 2022;16:480-84. doi: 10.1134/S1819712422040213
  • Brilliantova VV, Smolina NV, Syrejshchikova TI, Uzbekov MG, Dobretsov GE. The state of albumin thiol groups in patients with the first episode of schizophrenia. Neurochem J. 2018;12:107-110. doi: 10.1134/S1819712418010038
Еще