Поиск новых критериев для определения степени повреждения мозга и исходов черепно-мозговых травм (ЧМТ) у детей является одной из важных проблем современной медицины. Особую актуальность эта проблема приобрела в настоящее время в связи с неуклонным ростом в России детского травматизма.

Для оценки состояния больного и прогноза при ЧМТ используется шкала комы Глазго, рентгеновская компьютерная томография (КТ), магнитно-резонансная томография (МРТ), а также определение в сыворотке крови биохимических маркеров повреждения мозга. Одним из таких маркеров является белок S100B, относящийся к семейству многофункциональных белков S100.

Белки S100 выполняют внутриклеточное и экстраклеточное регулирование многих процессов, обеспечивают рост и подвижность клеток, участвуют в регуляции клеточного цикла. Эти белки принимают участие в механизмах транскрипции и дифференциации, в энергетическом метаболизме, а также во многих других жизненно важных процессах, обеспечивающих жизнеспособность клетки [25]. Установлено, что наиболее специфичный для мозга белок S100B через фосфорилирование других белков участвует в передаче сигнала, обеспечивая тем самым пластические процессы [13, 24]. Постоянство концентрации S100B обеспечивает нормальное функционирование всех перечисленных систем головного мозга. Полагают, что увеличение уровня S100B в крови при ЧМТ происходит вследствие структурно-функциональных повреждений прежде всего глиальных клеток мозга и повышения проницаемости гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) [14, 16]. Пополнение пула S100B в крови может происходить также за счет выхода этого белка в кровь при повреждении хрящевой и жировой ткани, которые часто сопровождают тяжелые ЧМТ [23]. Однако увеличение содержания белка S100В в сыворотке крови далеко не всегда отражает реальную картину тяжести повреждений мозга при ЧМТ. Так было показано, что повышение содержания белка S100B в сыворотке крови лишь в 30% случаев соответствует данным КТ при ЧМТ у детей [25]. Выявлено также, что в 48% случаев легкой ЧМТ без нарушения когнитивных функций в сыворотке крови у детей наблюдалось увеличение концентрации белка S100B [12], что, скорее всего, свидетельствует об участии этого белка в адаптационных процессах, развивающихся в ответ на стресс.

В результате резкого увеличения проницаемости ГЭБ и инициации воспалительного процесса в мозге значительный вклад в развитие патологических процессов при ЧМТ может давать аутоиммунный ответ [4, 21]. Показано также, что при ЧМТ увеличивается содержание аутоантител к рецепторам глутамата, имеющим ключевое значение, в развитии повреждений нейронов при гипоксии мозга [1, 5-9, 11]. Мы предположили, что наряду с определением уровня белка S100B, не меньшее значение в определении степени повреждений мозга могут иметь аутоантитела к этому белку (АТ). Учитывая практически полное отсутствие в литературе данных о содержании АТ к белку S100B при ЧМТ, изучение их роли в патогенезе ЧМТ может представлять значительный интерес для расширения диагностических возможностей степени повреждений мозга и прогнозирования исходов ЧМТ.

Цель настоящей работы состояла в изучении изменений в содержании белка S100B и АТ к нему в динамике у детей, перенесших ЧМТ различной степени тяжести.

Наблюдали 107 детей с ЧМТ разной степени тяжести и разными их исходами.

Тяжесть ЧМТ оценивали по шкале комы Глазго (ШКГ), исход ЧМТ - по шкале исходов Глазго (ШИГ).

Распределение обследованных пациентов с учетом тяжести ЧМТ и исходов представлено в табл. 1.

ТЧМТ по своим исходам являлась самой неоднородной группой и представляла наибольший интерес для изучения количественных взаимоотношений АТ и белка S100B. При интерпретации данных принимали во внимание получил ли ребенок изолированную травму (только повреждение мозга) или сочетанную (повреждение мозга и других органов).

Кровь из вены брали для биохимических и иммунологических исследований в 1-, 3-, 5- и 15-й дни после получения травмы, а в случаях длительного пребывания пациентов в стационаре - и в более отдаленные сроки (60-75-й дни).

Содержание белка S100B в сыворотке крови определяли иммуноферментным методом с помощью наборов фирмы «CanAg» (Швеция). В качестве нормальных величин использовали данные литературы [2, 3, 22], а также указанные фирмой-разработчиком нормативы и собственные данные, полученные при обследовании детей без неврологической патологии и патологии внутренних органов. Верхней границей нормальных величин считали концентрацию белка S100B 0,125 мкг/л.

Содержание АТ к белку S100В определяли при помощи набора ГЭБ-ИФА-Тест, разработанного ООО «Герофарм». В качестве сорбента АТ к S100B был использован модифицированный пептид, состоящий из 15 аминокислотных остатков и являющийся фрагментом человеческого белка S100В. Для подтверждения адекватности и информативности использованного метода в работе были сопоставлены данные определения содержания АТ к S100B, полученные с использованием в качестве сорбента указанного пептида с результатами определения концентрации АТ на планшетах, где в качестве сорбента использовался человеческий белок S100B. Применение в наших исследованиях двух методических подходов показало, что близкие по значениям данные концентрации АТ к S100B можно получить как в случае использования в качестве сорбента подобранного пептида, так и при использовании в качестве сорбента белка S100В. Так, например содержание АТ в крови детей с ТЧМТ (1-я группа) при использовании в качестве сорбента пептида составило 125±6%, при использовании белка - 134±11%. В случае неблагоприятного исхода ТЧМТ и выхода в вегетативный статус соответствующие значения составили 173±10% (сорбент-пептид) и 218±25% (сорбент-белок). Таким образом, нами получены данные, свидетельствующие о том, что метод определения АТ, основанный на использовании в качестве сорбента АТ пептида, является адекватным для оценки тяжести повреждений мозга. Содержание АТ выражали в единицах оптической плотности (ед.оп.) при длине волны 450 нм или в % от контрольных величин, принимаемых за 100%. Величины контрольных образцов, предоставленных фирмой «Герофарм» («пулированный контроль», приготовленный из сыворотки крови здоровых людей), использовали в качестве физиологической нормы. Верхней границей нормальных величин считали значения, равные 0,085 ед.оп.

Полученные данные были обработаны статистически с помощью пакета программ Graf Prizm и представлены в M±m. Достоверными считали результаты p<0,05 между сравниваемыми группами.

Результаты определения содержания S100B и АТ к этому белку, полученные усреднением всех значений (без учета динамики) на протяжении всего пребывания ребенка в стационаре, представлены в табл. 2.

Эти данные показывают, что содержание белка S100B в сыворотке крови больных ЧМТ имело тенденцию к увеличению при сочетанных травмах мозга во всех группах, что соответствует данным литературы [13, 25] о вкладе в сывороточный пул белка S100B повреждений не только мозга, но и других тканей. Большинство исследователей [2, 3, 22, 24] считают, что уровень белка S100B в сыворотке крови прямо пропорционален тяжести повреждений мозга. Действительно, в обследованной нами выборке детей с ЧМТ, наибольший уровень белка S100B в крови, в 10 раз превышающий контрольные значения, наблюдался у детей с летальными исходами ТЧМТ (5-я группа). Однако как показали полученные данные, внутри 1-4-й групп детей с ТЧМТ, выраженное увеличение содержания белка S100B не всегда соответствовало тяжести состояния пациентов и повреждения мозга. Так, средние значения концентрации S100B у детей с благоприятным исходом изолированной ТЧМТ (1-я группа) не превышали контрольных значений. Уровень белка S100B в сыворотке крови детей с сочетанной ТЧМТ, имеющих инвалидность (2-я группа), оказался ниже, чем у больных, перенесших сочетанную ЛЧМТ. Более того, у детей с вегетативным состоянием (ТЧМТ 4-я группа) уровень белка S100B был достаточно низким и близок к таковому у пациентов с благоприятным исходом ТЧМТ (1-я группа). К сожалению, нам не удалось найти в литературе данных о содержании нейромаркеров в крови пациентов, находящихся в вегетативном статусе.

Содержание АТ было повышено во всех группах, кроме детей с изолированной ТЧМТ, закончившейся летальным исходом. Наиболее высокий уровень АТ был выявлен у детей в случаях сочетанной ТЧМТ с вегетативным статусом (4-я группа) и летального исхода (5-я группа). В отличие от показателей S100B уровень АТ не возрастал при сочетанных травмах в группах ЛЧМТ, 1-й и 3-й - ТЧМТ. В то же время при сочетанных тяжелых травмах увеличенное содержание АТ и повышение уровня белка S100B было выявлено у пациентов с вегетативными состояниями и летальными исходами.

Таким образом, анализ средних величин изучавшихся показателей выявил, что оценка содержания АТ может существенно дополнить представления о тяжести повреждений, полученных на основании определения только лишь уровня белка S100B. Необходимо отметить, что при ТЧМТ с выходом в вегетативный статус уровень белка S100B практически не превышал контрольных значений, в то время как содержание АТ было максимально увеличено. Сказанное дает основание предположить, что определение АТ в большей степени отражает тяжесть повреждения мозга у таких больных, чем изменения в содержании белка S100B.

Наиболее четкое представление о взаимоотношениях белка S100В и АТ к нему дают представленные ниже графики, отражающие динамику средних величин (M±m) с момента поступления пациента в стационар (обычно это первые часы - 1-й день после ЧМТ) и далее в течение пребывания пациента в стационаре (рис. 1-3).

Из рис. 1, А также следует, что при ЛЧМТ уровень белка S100B в 1-й день выше, чем у больных, перенесших более тяжелую ЧМТ и имеющих более низкую оценку по ШКГ. Имеющиеся в литературе [13, 14, 18] данные связывают наблюдаемый подъем концентрации белка S100B в крови при ЧМТ - с одной стороны, с повреждением структур ГЭБ, с другой - экспрессией данного белка в мозговой ткани при воспалении. Считают, что кратковременное повышение уровня белка S100B может оказывать нейротрофическое действие и способствовать, в определенной мере, восстановлению утраченных во время травмы мозговых функций [14, 18].

Однако через 2-3 дня у большинства детей как при ЛЧМТ, так и при ТЧМТ с разными исходами (1-3-я группы), уровень белка S100B снижался до контрольных величин. К 6-му дню содержание белка S100B становилось еще ниже. Таким образом, выявленное увеличение содержания белка S100B в 1-й день после ЧМТ и быстрое снижение его уровня в последующие 2-3 дня, не зависящее от тяжести ЧМТ, снижало ценность использования этого показателя в оценке тяжести повреждений мозга и прогнозировании исхода в этих группах. Полученные результаты показывают, что использование только определения концентрации белка S100B для оценки тяжести повреждений мозга и прогнозирования исхода ЧМТ недостаточно. В этом отношении результаты нашей работы подтверждают данные исследования C. Netto и соавт. [23], в которой было установлено, что в 1-е сутки после ЧМТ у 141 из 205 пациентов признаки кровоизлияний на КТ отсутствовали, а уровень белка S100B в сыворотке крови повышался.

В то время как содержание белка S100B спустя несколько дней после ЧМТ снижалось до контрольного уровня, содержание АТ к белку S100B в указанных выше 3 группах увеличивалось соответственно тяжести состояния и прогнозу (рис. 1, Б). Анализ динамики содержания АТ к белку S100B в указанных выше группах выявил следующие закономерности: уровень АТ во всех группах сразу после ЧМТ был выше контрольного; в группе детей с ЛЧМТ содержание АТ после 6-7-го дня с момента ЧМТ начинало снижаться и приближалось к 15-му дню к контрольному уровню; при ТЧМТ, напротив, начиная с 6-7-го дня, уровень АТ начинал возрастать. При этом в случае благоприятного исхода (ТЧМТ 1-я группа) после 10-го дня содержание АТ начинало снижаться, а в случаях инвалидизации (ТЧМТ 2-я и 3-я группы) уровень АТ в сыворотке крови продолжал увеличиваться.

Таким образом, было установлено, что спустя 3-6 дней после ЧМТ определение содержания АТ к S100B отражает степень повреждения мозга в большей степени, чем определение белка S100B. Этот момент является очень важным и состоит в том, что у некоторых пациентов с тяжелым состоянием концентрация белка S100В спустя несколько дней после ЧМТ может не превышать контрольных величин, в то время как уровень АТ к этому белку может быть высоким. Следовательно, в случаях отсроченного поступления в стационар детей, перенесших ЧМТ, определение уровня АТ к S100B может иметь преимущество перед определением концентрации S100B как в оценке тяжести повреждения мозга, так и в прогностическом плане. Полученные данные также указывают на реципрокные взаимоотношения между содержанием белка S100B и АТ к нему. Можно предположить, что при тяжелой ЧМТ с неблагоприятным исходом в результате повышения проницаемости ГЭБ появляются в увеличенном количестве АТ, которые в свою очередь усугубляя повреждение клеток мозга, снижают содержание S100B, препятствуя восстановлению нейронов [14, 18].

Разнонаправленность изменений в содержании белка S100B и АТ к нему особенно проявляется у детей с вегетативными состояниями. В связи с малочисленностью этой группы и полным отсутствием в литературе соответствующих данных у таких детей мы сочли возможным представить индивидуальные данные взаимоотношения этих двух показателей у 4 детей с вегетативным статусом при ТЧМТ (см. рис. 2, А, 2, Б, 2, В, 2, Г).

Полученные данные показали, что на протяжении длительного пребывания таких пациентов в стационаре на фоне низкого содержания белка S100B в сыворотке крови отмечается высокий уровень АТ к нему. Повышение концентрации белка S100B отмечалось у отдельных пациентов этой группы лишь в самом начале заболевания, в последующем уровень белка в сыворотке крови опускался до контрольного уровня и ниже (см. рис. 2, В и 2, Г).

В литературе [15] имеются экспериментальные данные, полученные на гиппокампальных срезах мозга крыс, свидетельствующие о том, что высокий уровень АТ к белкам S100 приводит к нарушению сигнальных функций и снижению долговременной потенциации. Показано также, что АТ к S100 препятствуют нейротрофическому действию самого белка и вызывают повреждения нейронов [14]. Учитывая сказанное, можно предположить, что обнаруженное повышение содержания АТ у этих больных приводит к длительным нарушениям памяти и когнитивным расстройствам, усугубляя вегетативный статус.

У детей с летальными исходами после ТЧМТ в сыворотке крови на протяжении всего периода абсолютные значения концентрации S100B в крови во много раз превышали соответствующие значения во всех других группах детей с ЧМТ (рис. 3, А-В). Это свидетельствует прежде всего о значительном повреждении ГЭБ. Как известно, высокое содержание S100B, способно приводить к увеличению уровня β-амилоида, провоспалительных цитокинов и оксида азота [16, 19, 20] что, в свою очередь, ведет к гибели нейронов и клеток глии [10, 12, 17, 24].

Анализируя абсолютные значения содержания АТ к белку S100B в группе детей с летальными исходами вследствие ТЧМТ, следует отметить, что на протяжении всего исследованного периода их содержание было значительно ниже, чем у детей с вегетативными состояниями (см. рис. 3, Б и В; см. табл. 2). В отдельных случаях повышение уровня АТ к S100B следовало за увеличением концентрации самого белка с некоторой задержкой, отражая реакцию иммунной системы на поступление в кровь большого количества белка S100B вследствие нарушения целостности нервных клеток (см. рис. 3, А). В целом показатели содержания S100B и АТ у пациентов с летальными исходами при ТЧМТ отличались большой вариабельностью. У этих больных наблюдалось либо длительное многократное увеличение содержания S100B, либо увеличение уровня АТ к S100B на фоне низкого уровня S100B в крови. В последнем случае необходимо помнить, что белок S100B обладает и нейротрофическими свойствами, и факт его снижения ниже контрольных величин может отражать срыв компенсаторных процессов.

Одновременное определение двух показателей: содержания белка S100B и АТ к нему может быть полезным при изучении нейроиммунных взаимоотношений не только при ЧМТ, но и других формах патологии мозга (нарушение мозгового кровообращения, инсульт, неотложные состояния, сопровождающиеся гипоксией мозга). Так, мы располагаем данными, что при резко выраженной гипоксии мозга вследствие утопления, несмотря на интенсивные реанимационные мероприятия, в крови обследованных детей обнаруживается подъем АТ на фоне снижения содержания S100B (сдвиги, сходные с таковыми при вегетативных состояниях при ТЧМТ); напротив, при менингоэнцефалите к 15-му дню пребывания пациента в стационаре отмечался 5-кратный рост содержания АТ и 10-кратный - уровень S100B в сыворотке крови (заболевание закончилось летальным исходом).

Таким образом, определение содержания АТ к белку S100B открывает новые возможности в изучении патогенеза тяжелых повреждений мозга. Метод оценки содержания АТ к белку S100В, наряду с определением самого белка в сыворотке крови, можно рекомендовать для клинической лабораторной диагностики в качестве дополнительного критерия оценки тяжести и составления прогноза для пациентов, перенесших ЧМТ, а также другие острые состояния, сопровождающиеся гипоксией мозга.