text

🎁 УЛЁТНЫЕ СКИДКИ 30%! Поймать »

Здравоохранение

Биохимические маркеры в диагностике ишемического поражения мозга

  • 15 июля 2012
  • 250

Несмотря на многообразие этиологических факторов, приводящих к развитию цереброваскулярных расстройств, патофизиологические механизмы этих процессов подобны. Так, первичное разрушение нервных клеток при черепно-мозговой травме ведет к запуску вторичных гипоксических механизмов повреждения. С другой стороны, исходное нарушение мозгового кровотока (например, при инсульте) ведет к метаболическому стрессу, ионным нарушениям и, как следствие, вторичной гибели нейронов и глии.

В патогенезе острой гипоксии ткани мозга существенную роль играют изменения микроциркуляции крови и процессов транскапиллярного обмена, поддерживающих метаболический и гемодинамический гомеостаз. Микроциркуляторное русло первым реагирует на различные факторы ранними и стойкими изменениями. Длительно существующая гипоксия обусловливает дисфункцию клеточных мембран, агрегацию клеток крови в просвете микрососудов, а также стаз и агглютинацию в обменных капиллярах и венулах.

Внимание! Для скачивания доступна новая книга:  «Молекулярно-биологические исследования» ,

Нарушение доставки кислорода к клеткам мозга приводит к тому, что глюкоза начинает расщепляться путем анаэробного гликолиза до молочной кислоты. Избыточное высвобождение и недостаточный обратный захват астроцитами возбуждающего медиатора глутамата на фоне ацидоза сопровождается активацией глутаматных рецепторов ^метил^-аспартата (NMDA) с накоплением в нейронах избытка ионов кальция. Это приводит к активации протеаз, липаз и других веществ, повреждающих клетку. Кроме того, развиваются деполяризация мембран и распространяющаяся депрессия нейронов. Также повреждение клеток отчасти происходит по механизму апоптоза.

Гипоксия инициирует запуск целого каскада патологических процессов, которые приводят к гибели нервных клеток. Некоторые из этих процессов становятся причинами быстрого некроза клетки (нарушение ионных соотношений, внутриклеточный отек с последующим лизисом), другие ведут к усилению апоптоза. К их числу можно отнести активацию фагоцитарных реакций, изменения в системе нейромодуляторов, активацию свободнорадикальных реакций.

В современных представлениях о патогенезе хронической ишемии мозга значимую роль отводят эндотелиальной дисфункции церебральных артерий, приводящей в конечном счете к нарушению целостности гематоэнцефалического барьера и запуску нейроиммунной аутоагрессии.

Естественной защитной реакцией мозга в первые минуты ишемии является синтез трофических факторов и рецепторов к ним. При быстрой и активной экспрессии генов, кодирующих нейротрофины (факторы роста), ишемия мозга может длительно не приводить к инфарктным изменениям. В случае же ишемического повреждения высокий уровень трофических факторов обеспечивает регрессирование неврологического дефицита даже при сохранении вызвавшего его морфологического дефекта. Одновременно индуцируется образование эндогенных нейропротекторов (фактор роста нервов - NGF, IGF 1, FGF, CGRP) и формируются восстановительные механизмы. Наиболее изучены нейротрофины, близкие друг к другу по структуре: фактор роста нервов (NGF), фактор роста, выделенный из головного мозга (BDNF), и нейротрофин-3 (NT-3), а также NT-6 и NT-4/5. Они синтезируются клеткой-мишенью (например мышечным веретеном), диффундируют по направлению к нейрону, связываются с молекулами рецепторов на его поверхности, что приводит к активному росту аксона. В результате аксон достигает клетки-мишени, устанавливая с ней синаптический контакт. Факторы роста поддерживают жизнь нейронов, которые в их отсутствие не могут существовать.

В качестве биомаркеров для диагностики ишемических поражений мозга было предложено большое количество белков: глиофибриллярный кислый протеин, нейронспецифическая енолаза, NMDA, аполипопротеины CIII и CI, белки PARK7 и S100, нуклеозид дисфофаткиназы (NDKA), нейротрофический фактор роста В-типа, матричная металлопротеиназа ММП-9, моноцитарный хемотаксический белок-1.

Глиофибриллярный кислый протеин

Глиофибриллярный кислый протеин (ГФКП) - маркер повреждения ткани головного мозга. Этот нейрон специфический белок является структурным компонентом дифференцированных клеток астроцитарной глии. ГФКП является мономерной субъединицей глиальных филаментов (нейрофиламентов) дифференцированных астроцитов центральной нервной системы (ЦНС). ГФКП представляет собой белок с молекулярным весом, по различным данным, от 40,5 до 54 кДа, с изоэлектрической точкой 5,48-6,28. Помимо астроглии ЦНС, ГФКП обнаруживается в большинстве типов периферической глии. Таким образом, ГФКП может считаться маркером глиальных клеток.

Основной биологической функцией астоцитов является создание оптимальной микросреды вокруг конкретного нейроцита. Связь астроци- тарных глиоцитов с церебральными капиллярами и нейронами позволяет им до определенной степени контролировать интенсивность газообмена, водно-ионный баланс, аминокислотный и энергетический состав около нейронального перицеллюлярного пространства. Таким образом, нарушение целостности мембран астроцитарных клеток, регистрируемое по наличию повышенных концентраций ГФКП в сыворотке крови, свидетельствует, с одной стороны, о нарушении целостности гематоэнцефалического барьера, а с другой - является предиктором гибели нейрональных клеток. Динамическое определение концентрации данного белка в крови позволяет оценивать тяжесть повреждения головного мозга при развитии гипоксиче- ски-ишемических поражений.

В проспективном мультицентровом исследовании BE FAST (Biomarker for Rapid Diagnosis of Hemispheric Stroke) установлено, что при ишемическом инсульте темпы нарастания концентрации ГФКП в плазме гораздо более медленные, чем при внутримозговом кровоизлиянии, благодаря чему этот маркер можно использовать в первые часы после возникновения предположительных симптомов инсульта. При этом диагностическая ценность данного маркера в отношении дифференцирования диагноза ишемического инсульта и внутримозгового кровоизлияния была 91,5% (p < 0,001). Чувствительность теста составила 84,2%, специфичность - 96,3%.

В исследовании R. Brouns и соавт. (2010) было показано, что концентрация ГФКП в крови коррелировала с тяжестью инсульта, оцененной по шкале NIHSS (National Institute of Health Stroke Scale), при поступлении пациента (r = 0,35), объемом инфаркта (r = 0,34).

При изучении связи между интенсивностью неврологического дефицита по шкале European Stroke (ESS) и уровнем антител к ГФКП была выявлена отрицательная их взаимосвязь (г = -0,509) в первый день после развития ишемического инсульта, т. е. у больных с выраженным неврологическим дефицитом (низкие показатели по ESS) содержание в крови антител к ГФКП было выше. Также установлена положительная корреляция между восстановлением утраченных функций (увеличение баллов по ESS от 1 до 21 дней) и концентрацией антител к ГФКП (г = 0,505).

Нейронспецифическая енолаза

Нейронспецифическая енолаза (НСЕ) - внутриклеточный фермент ЦНС, присутствующий в нейронах головного мозга и периферической нервной ткани. Он представляет собой гликолитический фермент 2-фосфо-D-глицератгидролазу с молекулярным весом около 80 кДа, существующий в различных вариантах димеров, состоящих из трех иммунологически различающихся субъединиц. Альфа-субъединица енолазы выявляется в различных тканях, ^-субъединица - только в сердце и поперечно-полосатой мускулатуре. Изоформы енолазы а-гамма и g-гамма, которые обозначаются как НСЕ, были первоначально выявлены в высоких концентрациях в нейронах и нейроэндокринных клетках, а также в опухолях, происходящих из этих клеток.

НСЕ - это единственный известный в настоящее время общий маркер всех дифференцированных нейронов. При заболеваниях, сопряженных с непосредственным вовлечением нервной ткани в патологический процесс, качественное и количественное определение этого белка в спинномозговой жидкости или сыворотке крови дает информацию о степени выраженности повреждений нейронов и нарушениях общей целостности гематоэнцефалического барьера. Также НСЕ характеризует степень постишемического повреждения мозга.

Физиологически НСЕ в периферической крови присутствует лишь в ничтожных количествах. Опухолевые клетки апудомы, нейробластомы, мелкоклеточного рака легких способны производить НСЕ, и обычно эти опухоли сопровождаются повышенным уровнем титров НСЕ. По этой причине НСЕ была предложена в клинической практике в качестве диагностического и прогностического маркера этих неоплазм. В дальнейшем было показано, что увеличение в ликворе и сыворотке уровня НСЕ происходит при ишемическом инсульте, внутричерепном кровоизлиянии, черепномозговой травме. Поэтому в настоящее время НСЕ считается чувствительным и количественным маркером повреждения паренхимы мозга.

В острейший период инсульта отмечена высокая зависимость между выраженностью неврологического дефекта и степенью повреждения ткани мозга, характеризующейся высокими значениями НСЕ. В свою очередь, повышение уровня НСЕ в сыворотке крови тесно связано со степенью нарушения гемодинамики на стороне ишемического поражения, контралатеральной по отношению к неврологическому дефекту. Уровень НСЕ в острейший период и динамика фермента также коррелируют с динамикой неврологического дефицита при атеротромботическом ишемическом инсульте, что позволяет прогнозировать течение заболевания.

Сывороточный НСЕ коррелировал с баллами по шкале NIHSS при поступлении и на 7-й день после развития инсульта, а также с более тяжелыми функциональными исходами через 3 месяца после острого мозгового инфаркта. Уровни НСЕ в сыворотке крови были значительно выше у пациентов с острым инфарктом мозга по сравнению с контрольной группой (13,88±5,47 и 8,15±1,53 нг/дл соответственно). Это исследование показывает, что начальный уровень НСЕ в сыворотке крови может служить маркером степени тяжести ишемического инсульта в остром периоде и что он может быть также связан с краткосрочными и долгосрочными функциональными результатами.

В обзоре, посвященном НСЕ при ишемическом инсульте, Anand N. и Stead L.G. (2005) приводят данные, что по результатам семи исследований уровень НСЕ в крови увеличивался прямо пропорционально размеру инсульта, однако авторы еще двух статей не находят такой корреляции. Также неоднозначны результаты установления соответствия концентрации НСЕ в крови и функционального дефекта при ишемическом инсульте. Было сделано заключение, что сывороточный уровень НСЕ выше у пациентов, перенесших инсульт, и он коррелирует с объемом пораженной ткани.

БелокS100

Белок S100 является малым димерным протеином с молекулярной массой около 10,5 кДа и принадлежит к полиморфной семье кальций-связыва- ющих протеинов. В настоящее время идентифицированы по меньшей мере 25 различных представителей этого семейства: S100A1-S100A18, трихохи- лин, филлагрин, репетин, S100B, S100G, S100P, S100Z и др.

Два из мономеров (а- и ^-мономер) образуют гомо- и гетеродимеры, присутствующие в высокой концентрации в клетках нервной системы. S100(pp) выявляется в высоких концентрациях в глиальных и шваннов- ских клетках, гетеродимер S100(a^) находится в глиальных клетках, гомодимер S100(aa) - в поперечнополосатых мышцах, печени и почках.

Белок S100 метаболизируется почками, время полужизни составляет 2 ч. Увеличение концентрации S100(a^) и S100(PP) в ликворе и плазме является маркером повреждения головного мозга. У пациентов с повреждениями мозга при раннем определении содержание S100B отражает степень повреждения мозга.

В литературе существуют многочисленные исследованиях белка S100B как маркера ишемического повреждения мозга различных видов, который является ранним, легко измеряемым и имеющим прогностическое значение показателем. Уровень S100 в ликворе повышается при сосудистых мозговых событиях и коррелирует с размером инфаркта и клиническим исходом. Увеличение концентраций белка S100 после острого ишемического инсульта достигает максимума через 2-3 дня, что больше по времени, чем после травмы.

После гипоксического повреждения мозга в результате остановки сердца концентрация белка S100 достигает пика в интервале 2-24 ч, коррелируя с исходом и степенью комы.

Уровень этого протеина повышается также при субарахноидальных кровоизлияниях и паренхиматозном геморрагическом инсульте, причем при последнем - в большей степени, чем при ишемическом инсульте.

Нейротрофический фактор головного мозга

Нейротрофический фактор головного мозга (НТФГМ) человека имеет молекулярную массу 13 кДа и состоит из 119 негликозилированных аминокислотных остатков, при этом первичная структура молекулы одинакова у всех изученных млекопитающих. Молекула НТФГМ по аминокислотному составу на 52% идентична фактору роста нервной ткани. НТФГМ экспрессируется на фибробластах, астроцитах, нейронах различного фенотипа и локализации, мегакариоцитах/тромбоцитах, шванновских клетках (в районах повреждения) и, возможно, на клетках гладкой мускулатуры. Известно по меньшей мере два типа рецепторов к НТФГМ: низкоафинные рецепторы к фактору роста нервной ткани с молекулярной массой 75кДа (LNGFR) и высо- коафинные рецепторы к тропомиозинкиназе-В с молекулярной массой 145 кДа (TrkB).

Функциональная активность НТФГМ довольно велика. В период развития он участвует в дифференцировке нейронов, созревании, выживании и формировании синапсов. Во взрослом организме основная функция НТФГМ - нейропротекция, защита нейронов головного мозга от ишемических атак и мотонейронов от гибели, индуцируемой удалением аксонов.

Рецептор N-метил-Р-аспартата (МР2-пептид)

Деградация NMDA-рецепторов в результате ишемического повреждения мозга позволяет судить о степени поражения церебральных сосудов уже на ранних стадиях ишемии. Образовавшиеся пептидные фрагменты рецептора (NR2-пептид) попадают в кровоток через поврежденный гематоэнцефалический барьер и вызывают реакцию иммунной системы с образованием специфических NR2-антител. В настоящее время предложено использовать определение пептидных фрагментов NMDA-рецепторов в качестве индикатора острых нарушений мозгового кровообращения и NR2-антител в крови для диагностики ранее перенесенных единичных или множественных нарушений мозгового кровообращения.

В исследовании T. Glynn и др. (2007) у больных, перенесших ухудшение течения дисциркуляторной энцефалопатии, внутримозговое кровоизлияние и парезы, не обусловленные инсультом, определялись низкие уровни NR2-пептида (менее 0,7 нг/мл). Более высокие значения для пептида были получены в группах больных с менингитом (1,118±0,263 нг/мл) и субарахноидальным кровоизлиянием (1,105±0,304 нг/мл). Наибольшее увеличение данного показателя зафиксировано у пациентов с транзиторной ишемической атакой / ишемическим инсультом.

Чувствительность теста для определения КК2-пептида при диагностике ишемического инсульта составила 98%, риск развития инсульта увеличивается в 16 раз при превышении порогового значения 1,0 нг/мл  Более того, было отмечено наличие значительной корреляционной связи между концентрацией ЫИ2-пептида и объемом инфаркта в пределах от 2 до 250 см3.

В ретроспективном клиническом исследовании, включающем 33 медицинских центра США, определялся уровень ЫИ2-антител у 373 взрослых пациентов с высоким риском острого нарушения мозгового кровообращения, перенесших экстренное вмешательство на клапане или аортокоронарное шунтирование и аортокоронарное шунтирование в сочетании с операцией на клапане. У 26 пациентов концентрация ЫИ2-антител свыше 2,0 нг/мл определялась уже в предоперационном периоде, и у 24 из этих больных (96%) были обнаружены неврологические осложнения в течение 48 ч после операции с искусственным кровообращением. Среди пациентов с уровнем антител менее 2,0 нг/мл только у 5,4% развились неврологические осложнения. В постоперационном периоде почти у 30% пациентов перенесших кардиохирургическое вмешательство, наблюдались когнитивные нарушения различной степени. На основании полученных клинических и лабораторных данных был сделан вывод, что вероятность неврологических осложнений после операции была в 17,9 раза выше при уровне ЫИ2-антител более 2,0 нг/мл, зарегистрированном в предоперационном периоде. Это позволило предсказать развитие постоперационных неврологических осложнений у 89% пациентов.

Таким образом, ранняя и своевременная диагностика ишемических повреждений мозга необходима для улучшения качества медицинской помощи больным и повышения эффективности терапии. Современные методы лабораторной диагностики позволяют с высокой степенью достоверности определять наличие цереброваскулярной патологии, оценивать последствия или предсказывать возможные исходы заболевания, повысить точность диагностики нарушений мозгового кровообращения и транзиторных ишемических атак.

Рекомендации по теме

Мероприятия

Мероприятия

Повышаем квалификацию

Посмотреть

Самое выгодное предложение

Самое выгодное предложение

Воспользуйтесь самым выгодным предложением на подписку и станьте читателем уже сейчас

Мы в соцсетях
А еще:
Сайт предназначен для медицинских работников!


Материалы для zdrav.ru готовят лучшие эксперты в сфере здравоохранения. Чтобы защитить их авторские права, многие статьи на нашем сайте закрыты

Подтвердите ваш статус медработника - регистрация займет одну минуту.

Пакет готовых инструкций, чтобы пройти проверку Росздравнадзора в подарок!

У меня есть пароль
напомнить
Пароль отправлен на почту
Ввести
Введите эл. почту или логин
Неверный логин или пароль
Неверный пароль
Введите пароль
Я тут впервые
И получить доступ на сайт Займет минуту!
Зарегистрироваться
Сайт предназначен для медицинских работников!


Материалы для zdrav.ru готовят лучшие эксперты в сфере здравоохранения. Чтобы защитить их авторские права, многие статьи на нашем сайте закрыты

Подтвердите ваш статус медработника - регистрация займет одну минуту.

Пакет готовых инструкций, чтобы пройти проверку Росздравнадзора в подарок!

У меня есть пароль
напомнить
Пароль отправлен на почту
Ввести
Введите эл. почту или логин
Неверный логин или пароль
Неверный пароль
Введите пароль
Я тут впервые
И получить доступ на сайт Займет минуту!
Зарегистрироваться
×
Журнал
Гость, Ваш бесплатный доступ к журналу «Справочник заведующего КДЛ» сгорает через

Гость, вам предоставлен VIP-доступ к журналу «Справочник заведующего КДЛ»:
возможность скачивать шаблоны • доступ к видеотренингам • книги для КДЛ
Активировать доступ  
Сайт использует файлы cookie. Они позволяют узнавать вас и получать информацию о вашем пользовательском опыте. Это нужно, чтобы улучшать сайт. Посещая страницы сайта и предоставляя свои данные, вы позволяете нам предоставлять их сторонним партнерам. Если согласны, продолжайте пользоваться сайтом. Если нет – установите специальные настройки в браузере или обратитесь в техподдержку.