Основу современной превентивной ангионеврологии составляют не только изучение механизмов возможного инсульта и своевременная коррекция выявленных патологических процессов, но и специальные исследования, в которых для определения вероятности развития заболевания изучаются гемодинамические, клинико-лабораторные синдромы, имеющие очевидное прогностическое значение, связь с сосудистым событием, отвечающие снижением абсолютного и относительного риска на лечебное воздействие [1-3].
Наряду с клиническими проявлениями заболевания в диагностических концепциях все большую роль стали играть признаки, выявляемые тонкими и чувствительными методами исследования. В течение последних лет выдвинута концепция о существенной патогенетической роли окислительного стресса (ОС) в повреждении клеток мозга, обусловленных его ишемией [4-6]. В зоне ишемии наблюдается активация свободнорадикальных процессов (СРП) - генерация активных форм кислорода и других продуктов - ОС, что приводит к появлению продуктов свободнорадикального окисления липидов и белков и, в конечном итоге, к повреждению клеток.
С современных позиций инсульт может быть охарактеризован как клинический синдром, развившийся в ходе прогрессирующего сосудистого процесса и являющийся исходом различных по характеру патологических состояний системы кровообращения. При этом активация СРП наблюдается не только при остром ишемическом повреждении мозга и реперфузии, когда этот процесс развивается лавинообразно, но также у больных с хронической ишемией мозга (ХИМ) [3, 7] .
В связи с этим важна роль разработки методов детекции маркеров ОС с целью сопоставления со стадией течения ХИМ, стратификации больных с высоким риском неблагоприятного течения и прогрессирования этого процесса, определения критериев незавершенности острого инсульта, клинического прогноза, показаний к назначению лечения и контроля его эффективности.
Цель настоящей работы - разработка на основании измерения маркеров ОС критериев для оценки степени тяжести ХИМ, ее прогноза и риска неблагоприятного течения.
Материал и методы
В исследование включены 360 больных, у которых диагностированы различные стадии ХИМ, включая III стадию пациентов, имевших в анамнезе острое нарушение мозгового кровообращения (ОНМК). В исследование не включались больные с давностью ОНМК менее 12 мес. Контрольную группу составили 28 человек сопоставимого возраста, без признаков сосудистого поражения головного мозга. 180 больных, наблюдавшихся в течение 12 мес с момента первичного осмотра, были разделены на группы в зависимости от характера течения заболевания, который определялся быстротой формирования выраженного клинического дефекта: благоприятный стабильный вариант и неблагоприятный вариант, без острых эпизодов дисгемии (прогредиентный) и с острыми эпизодами дисгемии (интермиттирующий). Неврологический статус пациентов оценивался по специальной формализованной неврологической шкале, состояние когнитивных функций - по краткой шкале оценки неврологического статуса (MMSE). Маркеры ОС оценивали по уровню окисления липидов и белков; определяли исходный уровень этих продуктов (исх) и их концентрацию после индуцированного ионами меди окисления плазмы (ок).
Окислительное повреждение липидов плазмы в крови больных оценивали по уровню продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) - малонового диальдегида (МДАок). По этому показателю [8] оценивалась предрасположенность липопротеинов (ЛП) к окислению (окислительная резистентность плазмы). Суть метода заключалась в исследовании кинетики накопления продуктов ПОЛ (МДАок) через 24 ч индуцированного ионами меди (20 мкМ) окисления плазмы больного.
Кроме показателей, характеризующих окислительное повреждение липидов при ПОЛ, также исследовали окислительную модификацию плазменных белков [9], которую оценивали по уровню карбонильных продуктов окисления белка (КАРБ-ПР), по уровню SH-групп в плазме (показатель, который в основном определяется содержанием восстановленной SH-группы в альбумине) и по накоплению продуктов глубокого окисления белка (advanced oxidation protein products - AOPP).
Как и в случае МДАок, оценивали накопление продуктов окислительной модификации белков после индуцированного ионами меди окисления плазмы (КАРБ-ПРок) и (SHок) [10]. Уровень карбонильных продуктов в белках плазмы оценивали по ранее описанному методу [11]; уровень SH-групп в плазме - согласно методу [12]; уровень АОРР в плазме крови - согласно работе [13].
Известно, что серьезный вклад в антиокислительный потенциал плазмы вносит сывороточный альбумин. Ранее нами показано [14], что в условиях патологического процесса и при активации ОС структура молекулы альбумина претерпевает существенные изменения. Это можно выявить с применением специальных флюоресцентных зондов, изменяющих свою светимость при структурном изменении молекулы альбумина [15]. Разработанный в НИИ физико-химической медицины флюоресцентный зонд К-35 позволяет измерять как общую концентрацию альбумина, так и величину, названную «эффективная концентрация альбумина», характеризующую его связывающую способность.
С помощью этих двух величин рассчитывали индекс связывающей способности альбумина - iCCA. Также определяли изменение показателя эффективности концентрации альбумина после окисления плазмы ионами меди (индекс окисляемости альбумина - iОКА). iОКА вычислялся как отношение интенсивности флюоресценции зонда К-35 в плазме после ее автоокисления к интенсивности флюоресценции зонда К-35 в окисленной ионами меди плазме.
Статистическую обработку результатов проводили с использованием общепринятых методов вариационной статистики. Связь различных показателей изучалась с помощью методов корреляционного анализа с расчетом рангового коэффициента корреляции r Спирмана. Достоверность различий показателей оценивали с использованием дисперсионного анализа, t-критерия Стьюдента. Различия считались достоверными при р<0,05. С целью выявления взаимосвязей между ведущими патогенетическими механизмами прогрессирования ХИМ был применен метод главных компонент. Для математического моделирования клинических вариантов течения и разработки решающих правил прогноза использовался многофакторный метод дискриминантного анализа с помощью компьютерной программы SPSS.
Результаты и обсуждение
Сопоставление показателей свободнорадикального окисления (СРО) со стадией ХИМ
Способность ЛП к окислению у больных с ХИМ по сравнению со здоровыми донорами оказалась достоверно выше, в среднем на 40% (рис. 1). При этом у больных в III стадии этот показатель был выше контрольного на 23,7%, во II - на 45%.
Отсутствие роста показателя у больных в III стадии ХИМ мы объяснили тем, что большинство (72%) больных в III стадии находились на момент исследования в состоянии относительной стабилизации заболевания, проходя в стационаре курс реабилитационной терапии. По-видимому, при дестабилизации состояния больных, в случае обострения заболевания интенсивность СРО и окисляемость плазмы существенно больше. В подтверждение этой гипотезы при дальнейших расчетах была получена четкая корреляция между параметрами ПОЛ, с одной стороны, и давностью перенесенного ишемического инсульта (ИИ), последнего преходящего нарушения мозгового кровообращения, гипертонического криза или декомпенсации ХИМ, с другой стороны.
При проведении корреляционного анализа уровня окисляемости ЛП плазмы с баллами по неврологической шкале выявлен низкий уровень корреляции (r=0,38, р>0,05), в то время как связь МДАок с количеством баллов по шкале MMSE носила обратный, высокодостоверный характер (r= –0,65, р<0,05).
Предпринята попытка выявить возможную связь маркеров активизации СРП с выраженностью ведущих синдромов заболевания. Были суммированы оценки в баллах отдельных симптомов, входящих в основные синдромокомплексы: цефалгический, кохлеовестибуло-мозжечковый, астеноневротический, синдромы поражения белого вещества и подкорковых структур больших полушарий головного мозга, и проведен корреляционный анализ с изучаемыми параметрами ПОЛ. В результате достоверная корреляционная зависимость (r=0,68, р<0,05) получена между МДАок и тяжестью кохлеовестибуло-мозжечковых нарушений.
С целью оценки влияния состояния дестабилизации больных на показатели СРО из общего числа больных была создана независимая от клинически выделенной стадии группа из 210 человек (со II стадией ХИМ - 166 пациентов, с III - 44) с эпизодом нарушения мозгового кровообращения («острая дисциркуляция») давностью от 3 до 5 сут. В эту группу вошли пациенты, госпитализированные в неврологическое отделение в экстренном порядке, с диагнозами «транзиторная ишемическая атака» или «декомпенсация мозгового кровообращения». По результатам исследования, в этой группе больных наблюдался резкий подъем окисляемости ЛП плазмы, что проявлялось в увеличении содержания МДАок на 70,4% (р<0,05) по сравнению с контрольной группой, на 17,1% (р<0,05) по сравнению с больными со II стадией ХИМ и на 37,8% (р<0,05) - с III стадией. Отмечена высокая корреляционная зависимость МДАок с выраженностью неврологических симптомов (r=0,56, р<0,005) и когнитивных (r=0,62, р<0,001) расстройств.
При активации ОС окислительной модификации в плазме подвергаются липиды и белки. Детекция исходных продуктов, КАРБ-ПРисх, выявила те же тенденции, что и при исследовании первичных и вторичных продуктов ПОЛ: отсутствие достоверно значимых различий в стадиях ХИМ, в том числе и в группе с острым эпизодом дисциркуляции, что, по-видимому, также связано с быстрым распадом в плазме карбонильных производных и необходимости нивелирования влияния составляющих плазмы на уровень окисляемости белковых соединений. Использование метода медь-индуцируемого окисления плазмы показало (рис. 2), что в группе больных с эпизодом дисциркуляции уровень карбонильных продуктов после медь-индуцированного окисления плазмы был выше, чем в контрольной группе, на 46,2% (р<0,01). При этом у больных с III стадией ХИМ этот показатель был достоверно выше контрольного на 21,5%, со II - на 24,9%.
Связь уровня карбонильных продуктов после медь-индуцированного окисления плазмы (КАРБ-ПРок) с клиническими проявлениями заболевания выявила слабую зависимость с количеством баллов по шкале оценки неврологических симптомов (r=0,23, р>0,05), однако выявленная обратная зависимость с состоянием когнитивных нарушений имела сильные корреляционные связи (r= –0,69, р<0,05), как и в случае показателя МДАок. При проведении гендерного и возрастного анализа показателя КАРБ-ПРок получена корреляция с возрастом (r=0,46, р<0,05). Корреляционный анализ между показателями КАРБ-ПРок и МДАок выявил высокий уровень связи (r=0,73, р<0,05), свидетельствующий о том, что при нарастании окисляемости ЛП увеличивается и уровень СРО белковых компонентов плазмы. Полученные данные позволяют рассматривать окислительную устойчивость белков по КАРБ-ПРок в качестве нового теста, дополняющего характеристики активности СРП при ХИМ.
Одной из наиболее важных функциональных (антиокислительных) групп в различных белках является сульфгидрильная (SH-) группа, содержащаяся в белках в аминокислотном остатке цистеина. В ходе настоящего исследования проведено определение исходного уровня содержания SH-групп в плазме у больных с ХИМ в разных стадиях заболевания в качестве параметра, характеризующего антиокислительный потенциал плазмы, а также резистентность плазмы по содержанию SH-групп после ее медь-индуцируемого окисления (SH/Cu).
Результаты исследований (рис. 3, а) показали, что исходный уровень SH-групп у больных с ХИМ по сравнению со здоровыми имел тенденцию к снижению в I стадии заболевания, был достоверно снижен на 26% во II, на 31% - в III стадии ХИМ. Наибольшее снижение наблюдалось в группе больных с эпизодом острой дисциркуляции - на 34%. Полученные результаты свидетельствуют об истощении антиокислительного потенциала у больных с ХИМ.
Аналогичная тенденция получена при анализе уровня SH/Cu (рис. 3, б): у больных с ХИМ по сравнению с контролем отмечена тенденция к снижению SH/Cu в I стадии, достоверное снижение на 37,5% во II и на 24% - в III стадии ХИМ. Наибольшее снижение также наблюдалось в группе больных с эпизодом острой дисциркуляции - на 78,3%.
При оценке связи уровня SH-групп плазмы после ее медь-индуцируемого окисления с клиническими проявлениями заболевания у больных с ХИМ получена низкая обратная корреляционная зависимость с количеством баллов по неврологической шкале (r= –0,19, р<0,005) и высокий коэффициент корреляции с показателями MMSE (r=0,66, р<0,005).
Для дополнительной оценки интенсивности СРО белков был проанализирован показатель суммарного уровня AOPP. Полученные результаты выявили повышение показателя АОРР у больных с ХИМ, сопряженное со стадией заболевания и декомпенсацией процесса. Так, уровень АОРР у больных с ХИМ по сравнению с контролем имел тенденцию к повышению в I стадии, был достоверно повышен на 27,7% во II и на 40,4% - в III стадии ХИМ. Наибольшее повышение также наблюдалось в группе пациентов с эпизодом острой дисциркуляции - на 42,8% (рис. 4).
Таким образом, исследование показало, что интенсивность СРП увеличивается у пациентов с ХИМ по мере нарастания степени тяжести заболевания. Наибольшее усиление СРП наблюдалось у лиц в стадии дестабилизации заболевания.
Сходные тенденции выявило исследование связывающей способности альбумина у пациентов с ХИМ. Установлено, что iCCA действительно снижается у больных с ХИМ по мере прогрессирования процесса. Если в I стадии заболевания значение iCCA совпадает с контролем, то уже во II стадии он уменьшается на 12,9%, а в III стадии и в группе больных с острым эпизодом дисциркуляции его значения достоверно (р<0,05) ниже показателей контрольной группы - на 34,6%.
При сопоставлении клинических и биохимических данных обнаружена тенденция к обратной зависимости показателя iCCA с количеством баллов по неврологической шкале и прямой зависимости с количеством баллов по MMSE; выявлена достоверная высокая взаимосвязь с возрастом (r= –0,5; р<0,01). Обнаружены статистически значимые обратные корреляции iCCA с показателями липидного обмена: общим холестерином (r= –0,66; р<0,01), липопротеинами низкой плотности (r= –0,57; р<0,01), триглицеридами (r= –0,6; р<0,05), аполипопротеином В (r= –0,62; р<0,05), окисляемостью плазмы по уровню МДАок (r= –0,53; р<0,01), уровнем карбонильных продуктов после медь-индуцированного окисления плазмы (r= –0,62; р<0,01), АОРР (r= –0,5; р<0,01), свидетельствующие о влиянии свободнорадикальной активности в условиях ишемии мозга на связывающую способность альбумина. Подтверждением истощения функции альбумина как внеклеточного антиоксиданта является высокий уровень корреляции iCCA со снижением количества SH-групп в интактной (r=0,59; р<0,01) и окисленной плазме (r=0,6; р<0,01). Это, по-видимому, связано с активным перехватом альбумина пероксидов фосфатидилхолина за счет окисления своей свободной SH-группы - Cys-34 [15, 16]. Взаимосвязь с другими компонентами АОС - с активностью супероксиддисмутазы и с общей антиокислительной активностью - была недостоверной.
Исследование показателей, характеризующих связывающую способность альбумина, при окислении плазмы ионами меди выявило, что в контрольной группе значение iОКА практически совпало с уровнем iОКА в группе больных с I стадией ХИМ, на 36,9% (р<0,05) превышало значения исследуемого параметра во II и на 42,3% в III стадии заболевания. Корреляционная взаимосвязь данного расчетного параметра с показателями липидного обмена, окислительной устойчивостью липидов и белков плазмы оказалась слабовыраженной, достоверная выраженная прямая зависимость получена с возрастом больных (r=0,44; р<0,05) и обратная корреляция с уровнем антиокислительной активности (r= –0,39; р<0,05).
Прогностическая значимость показателей СРО и связывающей способности альбумина у больных с ХИМ
Для определения ведущих факторов прогрессирования заболевания у больных с ХИМ был проведен анализ влияния клинических характеристик и показателей ОС на исход заболевания при помощи простой линейной регрессии. В качестве зависимой переменной выступала комбинированная конечная точка, сформированная в зависимости от исхода ХИМ за 12 мес наблюдения за 180 больными.
Методами математического анализа проведен расчет референсных значений признаков, по которым можно разделить больных с ХИМ на две группы с благоприятным и неблагоприятным вариантами течения заболевания. Выявлено, что 2-я группа больных с неблагоприятным течением заболевания характеризуется достоверно более высоким уровнем активности СРП. Так, у больных 1-й группы повышение окисляемости ЛП по уровню МДАок по сравнению с группой контроля составило 15,2%, в то время как во 2-й группе - 61,4% (р<0,01). Повышение СРО белков по КАРБ-ПР по сравнению с контролем в 1-й группе составило 27,7 и 33,4% в образцах исходной и окисленной плазмы соответственно, во 2-й группе - 38,6 (р<0,01) и 38,2% (р<0,05) соответственно.
Антиокислительный потенциал, оцениваемый по содержанию SH-групп в образцах исходной и окисленной плазмы, выявил снижение данных показателей по сравнению с контролем в 1-й группе на 28,9 (р<0,05) и 25,3% (р<0,05) соответственно, во 2-й группе - на 52,3 (р<0,01) и 66,3% (р<0,01) соответственно. Значения iCCA и iOKA были меньше контрольных в 1-й группе на 15,6 (р>0,05) и 67,7% (р<0,01), во 2-й группе - на 23,3 (р<0,05) и 17,8% (р<0,01) соответственно.
Анализ полученных результатов показал наличие достоверных различий в параметрах свободно-радикальной активности и антиоксидантной системы в группах с разными клиническими вариантами течения ХИМ. Полученные данные свидетельствуют о существенном самостоятельном вкладе нарушенного равновесия системы окисления-антиокисления в течении ХИМ.
Среди исследуемых параметров, отобранных по степени наибольшей взаимосвязи биохимических маркеров, а также с клиническими проявлениями заболевания, статистически достоверно (р<0,05) к интервальной шкале, по которой может быть спрогнозировано появление неблагоприятного течения ХИМ, были отнесены следующие показатели: МДАок, КАРБ-ПРок, SH/Cu, iОКА, SHисх, АОРР. Для анализа взаимодействия чувствительности и специфичности диагностических тестов применено построение ROS-кривых методом бинарной логистической регрессии. Для определения специфичности и чувствительности показателей ОС были отобраны те, которые обладают максимальной статистической вероятностью: МДАок, КАРБ-ПРок, SH/Cu, iОКА.
Данные исследования типизации признаков, разделяющих группы больных с ХИМ на благоприятный и неблагоприятный варианты течения заболевания, показали, что пограничным значением МДАок является уровень 108,1 нмоль/мл плазмы. При этом больные во 2-й группе с неблагоприятным вариантом течения заболевания имели уровень МДАок, равный 126,2±13,4 нмоль/мл плазмы, что на 41 и 40% (р<0,01) выше значений группы контроля и 1-й группы с благоприятным вариантом течения ХИМ. Пограничное значение КАРБ-ПРок, выше которого наблюдается неблагоприятное течение заболевания, составило 521,4 нмоль/мл плазмы. Во 2-й группе больных с ХИМ параметр КАРБ-ПРок был достоверно выше значений нормы на 38,6% и на 8,5% превышал значения в 1-й группе (р<0,05). Пограничное значение параметра SH/Cu, ниже которого наблюдалось неблагоприятное течение заболевания, имело уровень 258,9 мкмоль/л, что достоверно (р<0,05) ниже значений 1-й группы и группы контроля, на 15,4 и 34,4% соответственно. Для окисляемости плазмы по альбумину (iОКА) границей, разделяющей благоприятный и неблагоприятный прогноз течения ХИМ, явилось значение 1,52, отличающееся от показателей с контрольной и 1-й групп на 73% (р<0,05).
Таким образом, неблагоприятный (прогредиентный или интермиттирующий) тип течения ХИМ характеризуется достоверно более высоким уровнем активности СРО и более выраженным снижением антиоксидантного потенциала, что свидетельствует о существенном вкладе нарушения равновесия системы окисления-антиокисления в развитие и прогрессирование данного заболевания.