Анализ естественных антител при развитии фантомного болевого синдрома

Полный текст

Введение

Синдром фантома с болью имеет хроническое продолжительное течение, постепенно регрессирует со временем. Фантомная боль трудно поддается терапии, полное излечение наблюдается лишь у 15% больных [1, 2]. Актуальность настоящей проблемы обусловлена ростом числа пострадавших в военных конфликтах, при стихийных бедствиях и промышленных катастрофах, а также высоким удельным весом окклюзионных поражений сосудов нижних конечностей в структуре заболеваемости [3]. Понимание механизмов развития фантомного болевого синдрома (ФБС) постоянно трансформируется. Есть два основных предположения, откуда берется боль в отсутствующей конечности. Первое связано с развитием невромы. Более сложная ситуация – это запоминание болевого синдрома на уровне спинного и головного мозга, где обрабатывается болевая информация [4, 5]. Сложности лечения обуславливают необходимость создания новых способов объективной диагностики и профилактики фантомов. В настоящее время существующие методы оценки болевых ощущений подразделяют на “субъективные”, “субъективно-объективные” и “объективные”. К первым относятся различные опросники, ко вторым алгометрия и третьи – это электрофизиологические методы, “визуализация” боли с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ), биохимические методы [6]. ФБС является следствием нарушений механизмов поддержания гомеостаза организма, который на молекулярном уровне характеризуется состоянием системы эндогенных биорегуляторов (ЭБ), обеспечивающих биохимическое равновесие [7]. Данный процесс сопровождается нейроиммунным взаимодействием, основанным на связи механизмов регуляции болевой чувствительности и работой иммунокомпетентных клеток организма [8, 9]. В последнее десятилетие накоплен значительный фактический материал, который убедительно свидетельствует о существенной роли иммунологических механизмов в развитии болевых синдромов [10]. Изменение иммунологических показателей, специфических естественных антител к ряду эндогенных биорегуляторов (ЭБ), происходит при дорсалгиях различного генеза [11]. На сегодняшний день разработаны аналитические методы измерения уровня естественных антител (е-Ат), характеризующих состояние системы эндогенных биорегуляторов в норме и при различных патологиях [7]. Совокупность е-Ат отражает и индивидуально регулирует по принципу специфического взаимодействия и обратной связи состав эндогенных регуляторов в организме. Содержание е-Ат находится в прямой зависимости от уровня эндогенных биохимических регуляторов [7, 10]. Установлено, что свойства указанных иммунологических маркеров претерпевают изменения в качественном и количественном отношении, на самых ранних стадиях возникновения заболевания [10, 12]. Определение факторов нейрогуморальной регуляции, участвующих в передаче болевого сигнала, является перспективной основой для разработки диагностического метода объективизации боли.

Цель работы заключалась в определении уровня естественных антител к эндогенным регуляторам основных биохимических систем, включая β-эндорфин, серотонин, дофамин, гистамин, орфанин, ангиотензин, ГАМК, глутамат, брадикинин, вазопрессин, тромбин, α-2-макроглобулин в сыворотке крови лиц, страдающих фантомным болевым синдромом, полученным при хирургической ампутации после минно-взрывного ранения. Установление прогностической роли данных показателей в объективизации болевого статуса пациента.

Материалы и методы

Работа выполнена на базе клинико-диагностической лаборатории “ДИАНАРК” г. Москвы (Лицензия №ЛО41-01137-77/00369646 от 09.12.2014 г.). Материалы для исследования предоставлены госпиталем ФГБУ “НМИЦ ВМТ им. А.А. Вишневского” МО России. Проведено обследование 9 пациентов мужчин военнослужащих в возрасте от 31 года до 37 лет (средний возраст 34,0±0,8 года), проходивших лечение после полученного в результате боевых действий минно-взрывного ранения (6–8 месяцев назад). В последующем проведенная хирургическая операция вызвала у пациентов развитие фантомных болей различной степени тяжести. В данный момент пациенты находятся на стадии подготовки к протезированию. Все пациенты подписали информированное согласие на участие в исследовании и обработку персональных данных. Оценку степени болевого синдрома проводили по визуально-аналоговой шкале ВАШ, с учетом субъективных данных обследованных пациентов [6]. На отрезке прямой 10 делениями больные отмечали интенсивность боли. Ноль соответствовал полному отсутствию боли, слабая боль – 0–2 балла, умеренная боль – 2,1–4 балла, сильная боль – 4,1–6 баллов, сильнейшая боль 6,1–8 баллов, невыносимая боль – 8,1–10 баллов.

Забор образцов крови из вены для анализа осуществляли у всех пациентов при поступлении в стационар на госпитализацию. Далее образцы сыворотки крови хранили при температуре минус 20°С до момента тестирования, которое проводили одновременно для всех анализируемых образцов. Для сравнения показателей использовали группу контроля из 10 здоровых мужчин одинакового возраста с обследуемыми участниками эксперимента. При проведении иммунохимических исследований применяли твердофазный метод ИФА определения антител класса IgG к β-эндорфину, серотонину, дофамину, гистамину, орфанину, ангиотензину, ГАМК, глутамату, брадикинину, вазопрессину, тромбину, α-2-макроглобулину в сыворотке крови человека, разработанный ранее [7]. Для этого использовали “Набор реагентов для иммуноферментного определения антител к эндогенным биорегуляторам в сыворотке крови “АДИМУСТАТ®” (РУ № РЗН 2022/19268; Производство “ДИАНАРК”). Результаты измерения в ИФА оптической плотности (ОП) выражают в условных единицах (KOD₄₅₀) и рассчитывают по формуле KOD₄₅₀ = ОП анализируемого образца – ОП контрольного образца/ОП контрольного образца. Для контрольных образцов расчет проводили по формуле KOD₄₅₀ = ОП положительного контрольного образца – ОП отрицательного контрольного образца/ОП отрицательного контрольного образца. Статистическую обработку полученных данных проводили в программе Statistica 6.0. Результаты исследования оценивали с использованием средней арифметической величины (М), стандартного отклонения (sd). Для установления различий изменения иммунологических показателей е-Ат к исследуемым антигенам для каждого пациента проводили сравнение значений ОП контрольной группы “норма”, для которой соответствовал интервал, равный Мср ± σ. Повышенному содержанию е-Ат соответствовал интервал показателей ОП от (Мср + 2σ) до (Мср + 3σ), пониженному – показатель ОП ниже (Мср-σ). При сравнении показателей интенсивности выраженности боли по шкале ВАШ и уровня е-Ат к анализируемым эндогенным регуляторам проведен расчет значений иммунологических показателей в процентах. При этом за 100% процентов принималось среднее значенее оптической плотности для анализируемого антигена в группе здоровых лиц. Далее рассчитана в процентах разница отклонения значений оптической плотности от контрольных величин у каждого обследованного пациента.

Результаты и их обсуждение

Проведено определение естественных антител, специфически взаимодействующих с биохимическими регуляторами гомеостаза, характеризующих функциональное состояние основных систем, включая торможение и возбуждения, опиатной и антиопиатной, биогенных аминов, ренин-ангиотензиновой, белкам гемостаза в сыворотке крови военнослужащих, находящихся на лечении после полученного минно-взрывного ранения, приведшего к ампутации конечности. Выбранные для анализа эндогенные молекулы являются универсальными маркерами психофизиологического здоровья человека, а отклонение их уровня от нормы может свидетельствовать о текущем состоянии и рисках осложнений.

Установлено, что изменение уровней специфических антител к β-эндорфину, серотонину, дофамину, гистамину, орфанину, ангиотензину, ГАМК, глутамату, брадикинину, вазопрессину, тромбину, α-2-макроглобулину, является индивидуальным, и каждый пациент обладает характерным иммунопрофилем (рис. 1).

Рис. 1. Результаты сравнения уровня е-Ат к эндогенным регуляторам, для группы обследованных пациентов №№ 1–9.

По оси абсцисс: значение KOD₄₅₀ в ИФА для е-Ат к анализируемым эндогенным регуляторам каждого пациента. Ниже приведен перечень анализируемых эндогенных регуляторов, выделенных цветом. Результат каждого обследованного пациента представлен в соответствии с выбранным цветом для антигена, как значение KOD₄₅₀ в ИФА. По оси ординат: номера обследуемых пациентов.

Результаты иммуноферментного измерения уровня е-Ат к эндогенным медиаторам, участвующих в регуляции передачи болевого импульса, представлены в таблице 1.

Таблица 1. Результаты ИФА определения уровня е-Ат в группе обследованных пациентов

Примечание: * – повышенное содержание е-Ат соответствует интервалу показателей от (Мср+2σ) до (М ср + 3σ)

В механизмах развития боли участвуют медиаторные системы моноаминовой природы [10, 13]. Так, для всех обследованных лиц отмечено достоверное увеличение уровня е-Ат к серотонину и гистамину. Однако показатель е-Ат к дофамину увеличен только для пациентов №№1–6, а для остальных лиц №№7–9 изменения не достоверны.

Передача болевого сигнала связана с ноцицептивной (НЦС) и антиноцицептивной (АНЦС) системами, представителями которых являются пептиды орфанин и β-эндорфин [8]. У пациентов обследованной группы отмечено достоверное повышение уровня е-Ат к орфанину для лиц №№1–3 и №№5 и 6, а для показателя е-Ат к β-эндорфину достоверное увеличение наблюдали лишь у пациентов №№ 3и 4; №№ 6 и 9.

Для половины пациентов обследуемой группы №№1–5 обнаружено увеличение значений показателей е-Ат тормозных и возбуждающих медиаторов (ГАМК и Глутамат), которые влияют на проводимость болевого импульса и обеспечивают энергетический ресурс организма. Учитывая тесную связь биохимических превращений указанных веществ при метаболизме, положительным является факт сбалансированного одновременного изменения этих показателей.

Анализ показателей ренин-ангиотензиновой системы позволил установить наиболее значимые изменения для уровня е-Ат к ангиотензину, который модулирует восприятия боли, за счет изменения стенки сосудов. В случае брадикинина, являющегося одним из медиаторов боли, воспаления, достоверное увеличение е-Ат наблюдали для пациентов №№3 и 6. Аналогичные результаты получены для показателей е-Ат к вазопрессину, которые лишь дополняет пациент №5. Для белков регуляторов гемостаза отмечено повышение уровня е-Ат в случае тромбина у пациентов №№2–6, а в случае α2-магроглобулина №№ 3 и 6.

Таким образом, результаты ИФА определения-е-Ат к: дофамину, серотонину, гистамину, β-эндорфину, ГАМК, глутамату, ангиотензину II, брадикинину, орфанину являются информативными иммунологическими показателями, характеризующими “болевой статус” пациентов.

В группе обследованных пациентов провели сравнительный анализ показателей интенсивности выраженности боли и значений уровня е-Ат к перечисленным выше эндогенным регуляторам.

Иммунологические показатели для исследуемых е-Ат рассчитаны в процентах. Это разница отклонения значений оптической плотности от контрольных величин у каждого обследованного пациента. Показатели шкалы ВАШ выражены в балах.

Согласно шкале самооценки для обследованных лиц зарегистрирован различный уровень чувствительности к фантомной боли. У пациента №1 отмечена сильнейшая боль, далее пациенты № №4, 5, 7 характеризовались показателем умеренной боли, а для пациента №8 отмечена сильная боль, оставшиеся пациенты №№2, 3, 6 и 9 имели слабую боль или ее отсутствие.

Анализ представленных в таблице 2 данных показал, что для пациента №1 с высоким уровнем ФБС наиболее значимыми являются показатели для е-Ат к серотонину и ангиотензину. При снижении проявления ФБС (пациент №8) отмечается не большие по сравнению с нормой колебания по всем исследуемым иммунологическим показателям. Для пациентов №№ 4,5 и 7, имеющих умеренный ФБС, установлено, что показатели е-Ат могут быть либо одновременно повышены для моноаминовой (серотонин, гистамин, дофамин) и ренин-ангиотензиновой (ангиотезин) системы, либо, в случае пациента №7, показатели близки к норме. При слабом проявлении ФБС (пациенты №№ 2,3,6 и 9) наиболее значимым является уровень е-Ат к гистамину, серотонину и ангиотензину. Изменение показателей е-Ат к орфанину и β-эндорфину, участвующих в регуляции НЦС и АНЦС систем, обнаружено для пациентов №3 и 6, с низким уровнем ФБС.

Таблица 2. Сравнение показателей шкалы ВАШ с результатами ИФА в обследованной группе пациентов

Примечание. ↑– увеличение показателя при сравнении со значениями контроля. ↓ – снижение показателя при сравнении со значениями контроля.

По современным научным представлениям антитела к эндогенным регуляторам боли рассматриваются как фактор обратной связи взаимодействия ЦНС и иммунной системы [4, 8]. С помощью специфичных антител происходит иммуномодуляция активности системы болевой проводимости [10]. Известно, что хроническую боль сопровождают стресс и эмоциональное напряжение. Они вызывают повышение секреции биогенных аминов в крови, которые играют ведущую роль в патогенезе болезненных и стрессовых состояний [12, 13]. Согласно результатам проведенного исследования содержание специфических антител к серотонину, гистамину повышено у всех обследованных лиц, а для дофамина достоверное изменение выявлено у пяти пациентов, для остальных отмечена тенденция к повышению уровня е-Ат. По-видимому, такое распределение связано с индивидуальной психоэмоциональной реакцией на уровень боли и эффективность его купирования.

Анализируя полученные в работе результаты, можно отметить, что у половины обследованных пациентов в сыворотке крови происходит в различной степени повышение уровня антител к β-эндорфину, орфанину, но процесс не сопровождается одновременным изменением двух показателей. В физиологических условиях боль проводящая система сбалансирована комплексом противоболевой системы. Различия в изменении иммунологических показателей для β-эндорфина, орфанина в обследованной группе пациентов свидетельствует о дисбалансе в системах.

Значительная роль в процессе ФБС принадлежит перевозбуждению центральных нервных структур. Для половины пациентов обследуемой группы №№1–5 обнаружено увеличение показателей е-Ат тормозных и возбуждающих медиаторов (ГАМК и Глутамат), которые участвуют в проводимости болевого сигнала [9, 11]. Важно отметить положительный факт, что оба показателя имеют однонаправленное изменение, что свидетельствует о сбалансированности работы систем торможения и возбуждения.

Характерным показателем для всех пациентов обследованной группы является достоверное увеличение уровня антител к ангиотензину. Изучение связи болевой чувствительности у здоровых людей с наличием редких вариантов генов показало, что в значительной мере они принадлежат ангиотензинэргической системе [14]. Пептиды брадикинин и вазопрессин являются биологически активными молекулами, участвующими в проводимости болевой пульсации при воспалении. Однако к указанным выше регуляторам обнаружено увеличение уровня е-Ат лишь у незначительного числа обследованных лиц. Аналогичные данные получены и для белков регуляторов гемостаза.

Проводя оценку роли регуляторов той или иной системы биохимического гомеостаза в развитии фантомных болей можно предположить, что при высокой, умеренной и слабой степени выраженности ФБС активированы системы биогенных аминов и ангиотензинэргическая. По мере снижения интенсивности ФБС отмечена нормализация отклонения иммунологических показателей для всех исследуемых регуляторов. Изменения показателей НЦС и АНЦС систем наиболее значимо только при низком ФБС. Исследования последних лет показывают, что при развитии боли происходит множество реакций, неосознаваемых человеком, которые в итоге влияют как на интенсивность боли, так и на процесс ее хронизации. Выраженность боли, оцененная по различным шкалам, может не иметь связи со степенью дисбаланса этих систем, с нейрофизиологическими и другими характеристиками проявления боли.

Таким образом, в ходе исследования выявлены особенности распределения иммунологических показателей е-Ат к регуляторам основных систем биохимического гомеостаза. Установлено, что каждый обследуемый пациент обладает индивидуальным иммунопрофилем, но для всех участников эксперимента характерно увеличение уровня е-Ат к серотонину, гистамину и ангиотензину. Определение указанных показателей отражает хронизацию болевого синдрома, но не зависит от самооценки степени выраженности фантомной боли. Мониторинг индивидуального профиля е-Ат к эндогенным регуляторам позволяет получить объективную картину болевого статуса организма пациента и выбрать эффективную, персональную лечебную программу.

Конфликт интересов

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией данной статьи.

Соблюдение этических норм и стандартов

Представленные исследования выполнены в соответствии с принципами биомедицинской этики, сформулированными в Хельсинкской декларации 1964 г. и ее последующих обновлениях, а также одобрены локальным биоэтическим комитетом “Института физиологически активных веществ РАН” (Черноголовка, Московская область) протокол № 2 от 14 декабря 2023 года.

Источники финансирования

Работа выполнена в соответствии с исследованием, согласно Госрегистрации № 01200952666.

Об авторах

М. А. Мягкова

Email: dianark@mail.ru
Россия, г.Черноголовка, Московская обл.

С. Н. Петроченко

Автор, ответственный за переписку.
Email: dianark@mail.ru
Россия, г.Черноголовка, Московская обл.

З. В. Боброва

Email: dianark@mail.ru
Россия, г.Черноголовка, Московская обл.

Е. А. Орлова

Email: dianark@mail.ru
Россия, г.Черноголовка, Московская обл.

Список литературы

Дополнительные файлы

Доп. файлы

Действие

1. JATS XML

Скачать

2. Рис. 1. Результаты сравнения уровня е-Ат к эндогенным регуляторам, для группы обследованных пациентов №№ 1–9. По оси абсцисс: значение KOD450 в ИФА для е-Ат к анализируемым эндогенным регуляторам каждого пациента. Ниже приведен перечень анализируемых эндогенных регуляторов, выделенных цветом. Результат каждого обследованного пациента представлен в соответствии с выбранным цветом для антигена, как значение KOD450 в ИФА. По оси ординат: номера обследуемых пациентов.

Скачать (290KB)

Метаданные

Представлено академиком РАН С.О. Бачуриным