Особенности цитокинового профиля и белков острой фазы при ишемическом инсульте у постоянных жителей низкогорья

В работе представлены результаты исследования цитокинового статуса и содержание С-реактивного белка у 36 больных в острейшей и острой стаДиях ишемического инсульта в возрасте от 52-х До 85-ти лет, постоянно проживающих в условиях низкогорной местности. Содержание про- и противовоспалительных цитокинов, белка острой фазы (СРБ) определялось в первые 24 часа пребывания больных в стационаре и на 10-е сутки лечения. Результаты сравнивались с аналогичными у группы относительно здоровых доноров (20 человек.) Обнаружено в острейшей и острой стадиях ишемического инсульта высокие концентрации провоспалительных цитокинов ИЛ-1в, ИЛ-8, ФНО-альфа и обладающего противовоспалительными свойствами цитокина ИЛ-4. При этом цитокиновый баланс был смещен в провоспалительном направлении. Острота воспалительного ответа характеризовалась также высокой концентрацией С-реактивного белка в острейшей стадии ишемического инсульта со снижением в острой стадии.

Введение.

Острые нарушения мозгового кровообращения продолжают доминировать в структуре сосудистых заболеваний головного мозга [1]. К настоящему времени появились исследования, указывающие на участие воспаления и аутоиммунных реакций в развитии атеросклероза сосудов и его осложнений[2,3,4]. Хронические очаги воспаления способствуют прогрессированию атеросклероза [5,6,7]. Показано, что инвазия воспалительных клеток на фоне выделения цитокинов и активизации глии при ишемическом инсульте способствует превращению зоны ишемии в зону инфаркта [8]. Цитокины включают многие механизмы воспаления. В экспериментах и некоторых клинических исследованиях обнаружено изменение уровня цитокинов при инсульте [9]. Именно цитокинам придается важное значение в развитии клеточного повреждения и напряженности иммунного ответа. Отражением активности воспаления являются белки острой фазы - в частности С- реактивный белок.

Целью исследования было изучение уровней про- и противовоспалительных цитокинов и С-реактивного белка (СРБ) у больных с ишемическим инсультом постоянно приживающих на высоте 700-900 мм над уровнем моря.

Материал и методы исследования.

Обследовано 36 стационарных больных с ишемическим инсультом в острейшей и острой стадиях заболевания, преимущественно в возрасте 52-85 лет, количество женщин и мужчин равнялось соответственно 16 (44.4%) и 20 (55.6%). Больные находились на стационарном лечении в отделении ангионеврологии Городской клинической больницы №1 г. Бишкек. Диагноз был выставлен согласно Международной классификации болезней (10-е издание, МКБ-10). Пациенты проходили соответствующее клиниконеврологическое , лаборотонрное и нейровизуализационное обследование. Контрольная группа включала 20 практически здоровых доноров сопоставимого возраста и пола. Все обследованные являлись постоянными жителями низкогорья.

Критериями исключения из исследования были пациенты с онкологическими или аутоиммунными заболеваниями, перенесшие инфаркт миокарда, острые инфекционные заболевания, хирургические операции, принимавшие препараты иммуносупрессорного действия как минимум за 12 месяцев до забора крови. Все пациенты с ишемическим инсультом и группа контроля дали согласие предоставить кровь для проведения настоящего исследования. На проведение последнего было также получено разрешение Комитета по этике Кыргызско-Российско Славянского Университета.

Забор крови проводили в 7:00 часов натощак пункцией из вены. У больных забор крови проводили на 1-й и 10-й дни от начала инсульта. Пробы сразу помещали на лед, затем центрифугировали при 3000 g в течение 10 минут и отбирали сыворотку, которую использовали в последующих исследованиях. Образцы сыворотки хранили при t°-30°C. Содержание цитокинов ИЛ-1в, ИЛ-4, ИЛ-8, ФНО-альфа в крови определяли с помощью фотометра “Multiskan” иммуноферментным методом (ИФА). Использовали тест- систему ЗАО “Вектор-Бест” (г. Новосибирск). Исследования проводились с помощью фильтра 450 нм. Полученные величины выражались в пг/мл. Уровень СРБ определяли латексным методом. Расчет интегрального цитокинового индекса (Иц) в усл. ед., который проводили по формуле:

Иц = Иі + (И2 -1)

Где: И1 (у.е.) - среднее арифметическое значение индексов провоспалительных интерлейкинов, И2 (у.е.) - среднее арифметическое значение индексов противовоспалительных интерлейкинов. Уровень Иц (у.е.) отражает цитокиновый баланс в организме.

Статистическая обработка полученных результатов выполнялась при помощи параметрических методов вариационной статистики, с использованием критерия Стьюдента (t), а также вычисления средней величины (М), стандартные ошибки средних величин (м). Систематизированный анализ результатов проводили на компьютере Pentium-З с использованием компьютерной программы Excel фирмы Microsoft. Статистически значимыми считались результаты при р<0.05.

Результаты и их обсуждение.

В норме при первичном иммунном ответе цитокины не поступают в кровоток. Появление их в общей циркуляции свидетельствует о нарушении локального

функционирования цитокиновой системы, что обычно наблюдается при интенсивных воспалительных процессах. Часть из них обладает способностью стимулировать воспалительные процессы (ИЛ-1в, ИЛ-8, ФНО-альфа), другие (ИЛ-4) подавляют - оппозиционные цитокины.

Данные о содержании про- и противовоспалительных цитокинов в крови больных ишемическим инсультом в острейшей и острой стадиях представлены в табл. 1.

Содержание провоспалительных цитокинов ИЛ-1в и ИЛ-8 в сыворотке крови больных ИИ в острой и острейшей стадии существенно превышало их уровни у практически здоровых лиц (р < 0,001).

В цифровом выражении ИЛ-1в при ИИ в острейшей стадии был выше контрольных значений в 5,9 раза (р < 0,001), а при ИИ острой стадии - в 3,4 раза, что, очевидно, было связано с особенностями этого цитокина как «стартового» при любом воспалении.

Содержание в сыворотке крови ИЛ-8 было выше контрольных значений при ИИ в острейшей стадии в 4,3 раза (р < 0,001), а при ИИ в острой стадии -в 2,4 раза. ИЛ-8 обладает выраженными провоспалительными свойствами, вызывая экспрессию молекул межклеточной адгезии и усиливая прилипание нейтрофилов к эндотелиальным клеткам и субэндотелиальным матричным белкам, что свидетельствует о его основной роли в опосредовании воспалительного ответа и формировании отека мозга [10].

Значение содержания ФНО-альфа при ИИ в 1-е сутки в сыворотке крови исследованных больных были значительно выше референсной нормы в 3.0 раза 69,96±5,18 пг/мл (р < 0,001). На 10-сутки ИИ происходило понижение содержания ФНО до 31,62±3,18 пг/мл (р < 0,001) и его значения статистически достоверно отличались от значений практически здоровых лиц в 1,5 раза (см. таблицу 1).

Все это свидетельствует о том, что у больных ИИ на ранних стадиях заболевания в крови выявляются высокие концентрации провоспалительных цитокинов ИЛ-1в, ИЛ-8 и ФНО-альфа, которые, как известно, играют ключевую роль в развитии острофазового ответа на воспаление.

Таблица 1 -

ви больных ишемическим

ния цитокинов в

Примечание:

х - результат отличается от данных контрольной группы (р<0,001).

у - результат отличается от данных результатов исследования в 1-е сутки ишемического инсульта (р<0,001).

В настоящее время известно, что оппозиционные пулы цитокинов (ИЛ-4 являются маркерами Т-хелперзависимых иммунных ответов лимфоцитов [10]. Уровень противовоспалительного цитокина ИЛ-4 в сыворотке крови больных ИИ в острейшей стадии заболевания был относительно высоким (11.5 при норме 5.8) (р<0,001).

Все это свидетельствует о том, что при ишемическом инсульте на фоне вялотекущего воспаления происходит дисфункция Т-хелперных механизмов регуляции иммунного ответа.

Продолжая эти исследования, мы изучали соотношение провоспалительных и противовоспалительных цитокинов при ИИ - так называемый цитокиновый баланс (ИЛ-1+ИЛ- 8+ФНО-альфа):(ИЛ4).

Данные этих исследований представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Соотношение провоспалительных и противовоспалительных цитокинов в сыворотке крови больных ишемическим инсультом

Примечание:

1. Цитокиновый баланс - отношение (ИЛ-1в +ИЛ-8+ФНО-альфа):(ИЛ-4).
2. Коэффициент К 1 - соотношение цитокинового баланса больных и здоровых.
3. Коэффициент К 2 - отношение цитокинового баланса ИИ 1-е сутки и ИИ10-е сутки

Цитокиновый баланс крови при ИИ 10-е сутки в цифровом выражении несколько превышал соответствующие данные при ИИ 1-е сутки, но соотношение между этими показателями составляло 0.93, что свидетельствует об их нахождении примерно на одном уровне.

Величина цитокинового баланса крови при ИИ в 1-е сутки превышала в 3.6 раз аналогичный показатель у здоровых лиц (контрольная группа). При ИИ на 10-е сутки цитокиновый баланс был в 3.8 раза выше, чем у здоровых (р<0,05) (табл. 2).

Все это свидетельствует о смещении баланса цитокинов крови при ИИ в провоспалительном направлении и показывают значимую роль цитокинопосредованных механизмов в развитии ИИ на фоне постишемического воспалительного ответа.

Нарушение функции эндотелия при ишемии мозга запускает каскад гуморальных (цитокины, факторы роста) и клеточных (адгезия, агрегация) реакций. Сложно взаимодействуя между собой, эти реакции ведут к прогрессированию заболевания. Каждая стадия иммунного воспаления имеет свои маркеры. Таковыми являются молекулы адгезии, цитокины с воспалительной и противовоспалительной активностью, факторы роста, маркеры системного воспаления (С-реактивный белок и фибриноген), белки системы комплемента, тромбин, белки теплового шока [10].

В наших исследованиях у всех больных наряду с цитокинами мы определяли в сыворотке крови содержание С- реактивного белка (СРБ). Как видно из табл. 3. концентрация СРБ в острейшей фазе инфаркта мозга было резко увеличена, превысив референсное значение в 35.4 раза и равняясь 212,36±13,97 г/л (P<0,001). В острой стадии болезни количество СРБ оставалось завышенным, но достоверно ниже исходного уровня.: в 1 л крови определялось 34,55±2,09 мг данного вещества (P<0,001) и его значения статистически достоверно отличались от исходных цифр 5.7 раза (таблица 3) (р<0,001).

Таблица 3 - Концентрация С-реактивного белка в венозной крови жителей низкогорья со впервые возникшим инфарктом ткани головного мозга

Где: Р - статистическая достоверность различия между результатами, полученными в острейший и острый периоды течения данного заболевания.

Таким образом, проведенные нами исследования свидетельствуют о существенных изменениях в системе провоспалительных и оппозиционных цитокинов у больных ишемическим инсультом, а уровень С-реактивного белка может быть критерием оценки общей воспалительной реакции.

Соотношения в системе про- противовоспалительных цитокинов (ИЛ-1в, ИЛ-8, ИЛ-4, ФНО-альфа и ИЛ-4) в виде коэффициента цитокинового баланса , а также наличие общей воспалительной реакции могут служить признаками повреждения головного мозга при ишемическом инсульте. Таким образом, в нашем исследовании у больных ишемическим инсультом в острейшей и острой стадиях установлен глубокий дефицит провоспалительных цитокинов, повышение концентрации СРБ и сдвиг цитокинового баланса в провоспалительном направлении.

Выводы:

1. При ИИ в острейшей и острой стадиях выявляются в крови высокие концентрации провоспалительных цитокинов ИЛ-1в, ИЛ-8 и ФНО-альфа.
2. Содержание в крови оппозиционного цитокина ИЛ-4 обладающего противовоспалительными свойствами, при ИИ в 1-е и 10-е сутки устойчиво повышено.
3. Цитокиновый баланс при ИИ смещен в провоспалительное направление.
4. Концентрация С-реактивного белка резко повышена в острейшей стадии ИИ со снижением в острой стадии ИИ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Суслина 3.A., Пирадов М.А. Инсульт: диагностика, лечение, профилактика. - М.: МЕД пресс-информ, 2008. - 288 с.
2. Насонов Е.Л. Иммунологические маркеры атеросклероза // Терапевтический архив. - 2002. - №5. - С. 80-85
3. Brown D., et al. Genetic and Inflammatory // Mechanisms in stroke. - 2004. - №1. - Р.17-26.
4. Ross R. Atherosclerosis — an inflammatory disease // N. Engl. J. Med. - 1999. - Vol. 340. - P. 115-126.
5. Калло И. Дж., Эдварде В.Д., Шварц Р.С. Механизмы и клинические проявления разрывов атеросклеротических бляшек // Междунар. журн. мед. практики. - 2000. - №5. - C. 17-27.
6. Bentz M.H., Magnette J. Hypocholesterolemia during the acute phase of an inflammatory reaction of infectious origin. 120 cases // Rev. Med. Interne. - 1998. - №19(3). - P. 168-172.
7. Hasty A.H., Linton M.F., Brandt S.J. et al. Retroviral gene therapy in ApoE-deficient mice: ApoE expression in the artery wall reduces early foam cell lesion formation // Circulation. - 1999. - №99(19). - P. 2571-2576.
8. Alexander M., et al. Interferron regulatory factor-1 in neurons and inflammatory cells following ischemic stroke in rodents and humans // Acta Neuropathologica. - 2003. - №105(5). - P. 420-424.
9. Саидвалиев Ф.С. Воспалительные реакции головного мозга в острейшем периоде геморрагических инсультов // Инсульт. — 2003. - Вып.9. - С. 136-147.
10. Бояджян А.С., Аракелова Э.А., Айвазян В.А., Манукян Л.А. Интерлейкины и хемокины при остром ишемическом инсульте, отягощенном и не отягощенном диабетом / / Цитокины и воспаление. - 2008. - №1. - С. 52-58.