Болезнь Паркинсона (БП) — неуклонно прогрессирующее нейродегенеративное заболевание, проявляющееся как моторными, так и немоторными симптомами [1]. Биохимическим субстратом развития БП является прогрессирующая дегенерация дофаминергических нейронов черной субстанции, приводящая к дефициту дофамина [2]. Тем не менее в последнее время особое внимание уделяется изучению влияния и других нейромедиаторных систем на процессы патогенеза и формирование различных клинических проявлений БП [3].

На сегодняшний день появляется все больше данных, свидетельствующих о том, что глутамат (основной возбуждающий нейротрансмиттер ЦНС) играет важную роль в развитии БП [4]. В норме он активно участвует в процессах работы коры больших полушарий и гиппокампа за счет регуляции механизмов обучения и памяти [5], однако в избыточном количестве он может выступать как мощный эксайтотоксин и принимать непосредственное участие в нейродегенеративном процессе [6]. Было высказано предположение [7], что при БП глутамат, с одной стороны, участвует в изменениях нейротрансмиссии, которые происходят в кортикобазальных цепях в результате снижения выхода дофамина из черной субстанции, приводящего к моторным нарушениям, с другой — он может выступать как нейротоксин, непосредственно активирующий N-метил-D-аспартат (NMDA) и не-NMDA-рецепторы. Известно, что избыточная стимуляция глутаматных рецепторов связана с повреждением нейронов, которое наблюдается при некоторых неврологических расстройствах, таких как эпилепсия [8], болезнь Альцгеймера [9], боковой амиотрофический склероз [10]. Кроме того, имеются данные [11] об участии глутаматергической системы в патогенезе лекарственных дискинезий, связанных с длительным приемом леводопы при БП.

Ранее изучался уровень глутамата у пациентов с БП, однако результаты исследований оказались противоречивыми. В одних работах [12, 13] сообщалось о повышении концентрации глутамата в сыворотке крови и ее снижении в цереброспинальной жидкости (ЦСЖ) у пациентов с БП по сравнению с контролем, в других [12, 14] — об отсутствии различий с контрольной группой. В недавнем исследовании [15] обнаружена слабая, но значительная отрицательная корреляция между концентрацией глутамата и продолжительностью БП.

Некоторые авторы полагают [16], что увеличение концентрации глутамата в сыворотке крови может отражать повышенную церебральную глутаматергическую активность. Снижение концентрации внеклеточного глутамата по мере прогрессирования заболевания наблюдалось в исследовании [17] на моделях паркинсонизма ex vivo, индуцированных паракватом (гербицид N, N’-диметил-4,4’-дипиридилия дихлорид), 1-метил-4-фенилпиридином (1-methyl-4-phenylpyridinium, MPP+) и ротеноном. При исследования глутамата в пораженном стриатуме [18] не были получены определенные данные.

Глутамат присутствует во многих тканях организма, поэтому следует учитывать, может ли показатель сывороточного глутамата отражать его уровень в ЦНС. Обычно аминокислотный баланс тщательно поддерживается эндотелиальными клетками в гематоэнцефалическом барьере, которые активно переносят глутамат из внеклеточного пространства в кровь [19]. Тем не менее гематоэнцефалический барьер, как известно, может повреждаться при БП [20], что в свою очередь способно усугубить негативное воздействие эксайтотоксичности. Таким образом, актуальным является изучение участия глутамата в патогенезе нейродегенеративного процесса и его роли в качестве биомаркера БП.

Цель настоящей работы — определение концентрации глутамата в сыворотке крови пациентов с БП и изучение ее связи с особенностями заболевания.

Обследовали 110 пациентов (61,8% женщин и 38,2% мужчин) с достоверным диагнозом Б.П. Все они находились на лечении в неврологической клинике Сибирского государственного медицинского университета (Томск).

Диагноз формулировали в соответствии с общепринятыми МКБ-10 (рубрика для БП — G20) критериями и согласно рекомендациям Центра экстрапирамидных заболеваний Минздрава России с указанием клинической формы, наличия постуральной неустойчивости и нарушения ходьбы, преобладания выявленных симптомов в конечностях, с уточнением стадии болезни, темпа прогрессирования и наличия осложнений, связанных с длительным лечением леводопосодержащими препаратами [21]. Возраст больных на момент обследования составлял 65 [58; 69] лет, возраст начала заболевания — 57 [50; 63] лет, длительность заболевания 6 [3; 9] лет.

В контрольную группу были включены 90 здоровых (64,4% женщин и 35,6% мужчин) без признаков хронических заболеваний и экстрапирамидной патологии в возрасте 60 [51; 68] лет, сопоставимых по полу и возрасту пациентам основной группы.

Критериями исключения из программы обследования для здоровых и пациентов с БП являлись: возраст моложе 30 и старше 75 лет; наличие обострения хронических воспалительных заболеваний; злокачественные новообразования, наследственные и психические болезни, алкогольная и наркотическая зависимости; отсутствие информированного согласия.

Исследование было проведено с соблюдением биоэтических норм согласно протоколу (№ 318 от 2.11.15), утвержденному локальным этическим комитетом Сибирского государственного медицинского университета.

Клиническое обследование включало: сбор анамнеза с учетом перенесенных и сопутствующих заболеваний, возраста больных к периоду манифестации БП и длительности заболевания; уточнение профессионального анамнеза; оценку объективного соматического статуса, неврологический осмотр. Степень тяжести двигательных расстройств определяли по III разделу Унифицированной рейтинговой шкалы оценки проявлений БП (Unified Parkinson’s Disease Rating Scale — UPDRS) [22]. Стадию заболевания оценивали по шкале Хена и Яра у всех пациентов, когда они находились в оптимальном для них состоянии [23]. У 14 (12,7%) пациентов выявили 1-ю стадию болезни по шкале Хена и Яра, у 46 (41,8%) — 2-ю, у 48 (43,6%) — 3-ю, у 2 (1,8%) — 4-ю стадию.

В зависимости от преобладания одного из основных клинических проявлений заболевания (акинезия, ригидность, тремор) были диагностированы следующие формы БП: дрожательная — у 13 (11,8%) больных, акинетико-ригидная — у 31 (28,2%), акинетико-ригидно-дрожательная — у 66 (60,0%) пациентов. Достоверно чаще — у 71 (64,5%) пациента — регистрировали умеренный темп прогрессирования болезни, у 24 (23,5%) больных — медленный и у 15 (11,2%) — быстрый.

Состояние когнитивных функций оценивали с помощью Монреальской шкалы оценки когнитивных функций (Montreal Cognitive Assessment — MoCA) [24]. Выраженность когнитивных нарушений у пациентов в среднем составила 24 [21; 27] балла. Оценку дневной сонливости производили с помощью шкалы дневной сонливости Эпворта (Epworth Sleepiness Scale — ESS) [25], средний показатель по этой шкале составил 6 [3; 11] баллов. Для оценки эмоциональных расстройств применяли Госпитальную шкалы тревоги и депрессии (Hospital anxity and depression scale — HADS) [26]: отсутствие тревоги (0—7 баллов) выявлено у 52 (47,3%) пациентов, субклинически выраженная тревога (8—10 баллов) — у 22 (20%), клинически выраженная — у 36 (32,7%). У 52 (47,3%) пациентов отмечалось отсутствие депрессии, у 26 (23,6%) наблюдалась субклинически выраженная депрессия, у 32 (29,1%) — клинически выраженная.

Все пациенты получали комбинированную противопаркинсоническую терапию, средняя доза дофаминергических препаратов, вычисленная методом расчета эквивалентной дозы леводопы (LED) [27], составила 668,5±422,4 мг/сут.

Осложнения противопаркинсонической терапии в виде леводопа-индуцированных дискинезий (ЛИД) описывали с помощью шкалы аномальных непроизвольных движений (Abnormal Involuntary Movement Scale — AIMS) [28]. По итогам пациенты были разделены на две группы: 15 (13,6%) — с наличием ЛИД, 95 (86,4%) — без ЛИД.

У обследуемых основной и контрольной групп была определена концентрация глутамата в сыворотке крови спектрофотометрическим методом при λ=450 нм с помощью набора реагентов Glutamate Assay Kitt («BioVision», США). Для получения сыворотки венозную кровь брали из локтевой вены в утренние часы, натощак.

Статистическую обработку данных проводили с использованием программы SPSS 23.0. Выборки проверяли на нормальность распределения по критерию Колмогорова—Смирнова. Оцениваемые признаки представляли в виде медианы, верхнего и нижнего квартилей (Me [Q₁; Q₃]). Достоверность различий при сравнении двух независимых выборок определяли с использованием непараметрического U-критерия Манна—Уитни. Сравнение трех и более выборок проводили при помощи Н-критерия Краскела—Уоллиса, для последующих попарных сравнений применяли критерий Манна—Уитни с поправкой Бонферрони. Корреляционный анализ выполнен с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена (r). Различия считались статистически значимыми при р<0,05.

Концентрация глутамата в сыворотке крови пациентов с БП колебалась от 17,3 до 107,0 мкмоль/л, в группе контроля — от 13,9 до 78,8 мкмоль/л.

В результате исследования было выявлено статистически значимое (р<0,0001) повышение содержания глутамата у пациентов с БП, которое составило 41,8 [33,3; 51,6] мкмоль/л, по сравнению с 33,8 [27,6; 43,7] мкмоль/л в контрольной группе (рис. 1).

Содержание глутамата в сыворотке крови пациентов с БП значимо не различалось по гендерному признаку (р=0,538): у мужчин медиана концентрации глутамата составила 40,8 [32,9; 48,4] мкмоль/л, у женщин — 42,2 [33,9; 52,0] мкмоль/л. Также не было выявлено зависимости уровня глутамата от возраста пациентов (р=0,868). Однако оказалось, что содержание глутамата в сыворотке крови у больных с разными клиническими вариантами БП различается (p=0,002): при дрожательной форме концентрация составила 54,7 [49,9; 58,2] мкмоль/л и была достоверно выше относительно показателя при акинетико-ригидной форме — 38,2 [32,7; 51,2] мкмоль/л (р=0,004) и акинетико-ригидно-дрожательной форме — 41,7 [32,9; 48,3] мкмоль/л (р=0,001) (рис. 2).

Дополнительно оценивали концентрацию глутамата в зависимости от степени тяжести БП по шкале Хена и Яра. Всех пациентов разделили на 2 группы: 60 (54,5%) — с легкой степенью тяжести (1—2-я стадии по шкале Хена и Яра) и 50 (45,5%) — со среднетяжелой степенью (3—4-я стадии). Концентрация глутамата у пациентов группы с легкой степенью тяжести БП составила 41,8 [33,0; 53,1] мкмоль/л и значительно не отличалась от таковой в группе со среднетяжелой степенью — 41,9 [33,9; 50,8] мкмоль/л (р=0,957).

Определяли также связь продолжительности заболевания пациентов и уровня глутамата в сыворотке крови. У 84 (76,4%) пациентов с БП длительность болезни была до 10 лет, у 26 (23,6%) — более 10 лет. Значимых различий при групповом сравнении показателей глутамата у пациентов с различной продолжительностью болезни не было (р=0,145). Концентрация глутамата не отличалась у пациентов с ЛИД (38,5 [31,3; 54,7] мкмоль/л) и без ЛИД (41,8 [33,4; 51,4] мкмоль/л, р=0,744).

Был проведен корреляционный анализ связи концентрации глутамата с основными проявлениями БП, который не выявил статистически значимой связи двигательных симптомов БП, определенных по III разделу UPDRS, с уровнем глутамата (r= –0,127; p=0,185). Также не обнаружили достоверной связи между концентрацией глутамата и когнитивным дефицитом (r=0,078; p=0,420), уровнем тревоги (r=0,068; p=0,478), депрессии (r= –0,030; p=0,753), показателем дневной сонливости (r= –0,106; p=0,269), и обусловленными лекарствами непроизвольными движениями (r= –0,096; p=0,317), возрастом (r= –0,018; p=0,797), продолжительностью заболевания (r=0,105; p=0,274), эквивалентной суточной дозой леводопы (r= –0,086; p=0,374).

Как было сказано выше, точных данных в литературе об изменении концентрации глутамата в сыворотке крови при БП нет.

Результаты настоящего исследования показали, что пациенты с БП имеют значительно более высокий уровень глутамата в сыворотке крови по сравнению со здоровыми (р<0,0001), что указывает на участие глутамата в механизмах развития заболевания. Поскольку уровни глутамата в сыворотке и ЦНС, как было установлено ранее, связаны [29], полученные более высокие уровни глутамата в сыворотке крови у пациентов с БП могут отражать повышение церебральной концентрации глутамата у этой группы больных.

В одном из недавно проведенных исследований [15] были обнаружены более высокая концентрация глутамата в сыворотке крови и ее корреляция с продолжительностью заболевания (более низкая его концентрация у пациентов с длительным течением БП). Но в настоящей работе подобную связь выявить не удалось.

В представленной работе показан достоверно более высокий уровень глутамата в сыворотке крови у пациентов с дрожательной формой Б.П. Таким образом, установленные различия по клиническим проявлениям заболевания могут подтверждать роль глутаматергической системы в патогенезе моторных проявлений Б.П. Действительно, есть доказательства того, что дефицит дофамина не коррелирует с тремором покоя. По данным литературы, проведенные исследования нейровизуализации у пациентов с БП демонстрируют дофаминергический дефицит на ранних стадиях БП, который коррелирует с брадикинезией и ригидностью [30], однако существует слабая корреляция между тремором и дофаминергическим дефицитом [31].

Продолжаются поиски надежных диагностических критериев Б.П. Большая часть литературы по уточнению и характеристике данного заболевания несколько субъективна, опирается на клинический опыт врача, устанавливающего диагноз, поэтому существует выраженная нехватка оценки лабораторных испытаний. Множество опубликованных данных о возможных молекулярно-биохимических маркерах при БП пока не достигли уровня достоверности, необходимого для клинического использования и требуют дальнейшей валидизации.

Исследования различных биологических жидкостей и периферических тканей организма с применением современных технологий могут помочь в комплексной диагностике БП на доклинической стадии. На основе биомаркеров прогрессирования заболевания могут быть разработаны лекарственные средства, способные предотвратить или существенно замедлить процесс нейродегенерации.

Таким образом, проведенная работа показала наличие у пациентов с БП статистически значимого повышенного уровня глутамата в сыворотке крови, что подтверждает и ряд результатов других исследований. Эти данные позволяют сформулировать новое представление о патогенезе БП, что может быть особенно полезно для разработки диагностических стратегий. Тем не менее, поскольку размер выборки в исследовании был относительно небольшим, для подтверждения полученных результатов потребуется дальнейшее изучение поставленных вопросов на бо́льших выборках пациентов. Важно включить в будущие исследования изучение различных образцов тканей и жидкости (моча, сыворотка, ЦСЖ) одного пациента, что позволит провести более полный анализ участия глутаматергической системы в развитии нейродегенеративного процесса.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

e-mail: mir.yuli@mail.ru