1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Нейрохимия
  4. T. 38, № 1, 2021

Нейрохимия, 2021, T. 38, № 1, стр. 83-87

Иммунохимические маркеры нейросенсорной тугоухости

Г. М. Бодиенкова 1, Е. В. Боклаженко 1

1 ФГБНУ “Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований”
Ангарск, Россия

Поступила в редакцию 10.06.2020
После доработки 04.07.2020
Принята к публикации 06.07.2020

Полный текст (PDF)

Аннотация

Цель исследования заключалась в выявлении изменений сывороточных концентраций цитокинов, белков теплового шока (БТШ 27, БТШ 70), АТ к белкам нервной ткани и оценки их информативной значимости у пациентов с нейросенсорной тугоухостью (НСТ). Под наблюдением находились 38 мужчин, представляющих персонал летного состава (пилоты-инструкторы, командиры воздушного судна, бортмеханики), и 21 – “условно” здоровых мужчин, сопоставимых по возрасту. Установлены отдельные цитокины, вовлеченные в иммуновоспалительный процесс при НСТ. Выявленный дисбаланс цитокинов у обследованных пациентов характеризовался чрезмерной активацией основных воспалительных цитокинов (IL-1β, TNF-α), противовоспалительного IL-4 на фоне снижения IL-2. Нарушение цитокиновой регуляции сопровождалось снижением концентрации одного из белков теплового шока, обладающего иммуномодулирующим действием, – БТШ 70. Показано, что нейроиммунная перестройка проявлялась усилением продукции аутоантител к белкам нервной ткани: S-100 и В-зав. Са-каналу, которые можно рассматривать в качестве маркеров аутоиммунного процесса при НСТ. Совокупность полученных результатов позволила обосновать отдельные наиболее информативные показатели, которые можно рекомендовать в качестве дополнительных критериев в диагностике нейросенсорной тугоухости.

Ключевые слова: нейросенсорная тугоухость, цитокины, белки теплового шока, антитела к нервной ткани, диагностика

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время нейросенсорная тугоухость (НСТ) во всех высокоразвитых странах занимает значительное место среди других форм сенсоневральной патологии. В структуре профессиональных заболеваний потеря слуха, вызванная шумом, составляет от 7 до 12% всех выявляемых случаев тугоухости различного генеза [1]. НСТ развивается в самом трудоспособном возрасте, имеет тенденцию к росту, что определяет медико-социальную значимость проблемы [2]. Для гражданской авиации особенно важна проблема нарушения слуха у лиц летного состава [3]. Изменения в организме, происходящие под влиянием шума, достаточно сложны и до конца не изучены. Нейросенсорная тугоухость относится к проблемным заболеваниям в плане диагностики и лечения. В основе его развития лежит нарушение чувствительных нервных волокон внутреннего уха, слухового нерва и центральных образований слуховой системы. Вместе с тем, в свете современных представлений важную роль в механизмах развития и течения НСТ играет нейроиммунноэндокринная регуляция [4]. Благодаря взаимоотношениям нервной и иммунной систем, патология последних приобретает свои особенности, обусловленные не только прямым воздействием патогенного агента на ту или иную систему, но и опосредованно через изменения другой интегративной системы [5]. Кроме того, течение НСТ довольно часто сочетается с общесоматической патологией, в том числе с сердечно-сосудистой, что создает дополнительные сложности в ее выявлении и диктует необходимость разработки и совершенствования новых патогенетически обоснованных подходов к разработке иммунохимических маркеров и оценке их диагностической значимости.

Цель исследования – выявить изменения сывороточных концентраций цитокинов, белков теплового шока (БТШ 27 и БТШ 70), АТ к белкам нервной ткани и оценить их информативную значимость у пациентов с профессиальной нейросенсорной тугоухостью.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В клинике института проведено обследование 38 мужчин, представляющих персонал летного состава (пилоты-инструкторы, командиры воздушного судна, бортмеханики) с установленным диагнозом нейросенсорной тугоухости (НСТ). Средний возраст обследованных пациентов составил 52.0 ± 1.36 г. Клиническая верификация диагнозов осуществлялась врачами клиники в соответствии с Международной классификацией болезней 10-го пересмотра (МКБ-10). Критерием включения в основную группу было наличие установленного во время работы в контакте с вредным производственным фактором диагноза НСТ, отсутствие коморбидной патологии, которая могла бы повлиять на обмен цитокинов (ожирение, сахарный диабет, артериальная гипертензия и т.д.). Все обследования выполнены при поступлении в клинику, до проведения лечения.

Группа сравнения представлена 21 “условно” здоровыми лицами, которые по специфике профессиональной деятельности не подвергались хроническому воздействию шума (средний возраст – 50.35 ± 1.69 лет) и не имели на момент исследования острых и хронических (в стадии обострения) заболеваний. Кровь для исследования у пациентов брали однократно при поступлении в стационар, натощак, до проведения лечения, используя пробирки Vacutainer, которые центрифугировали при 1500 об./мин в течение 15 мин для получения сыворотки. Сыворотку отбирали в отдельные пробирки Эппендорф (Eppendorf). Содержание цитокинов (IL-1β, IL-2, IL-4, IL-8, TNF-α, INF-γ) определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием тест-систем производства “Вектор-Бест” (г. Новосибирск). Концентрацию БТШ 70 и БТШ 27 в сыворотке крови определяли методом ИФА с использованием ELISA kits HSP 70 Assay Design (Enzo LifeScience, США) в соответствии с прилагаемой к набору инструкцией. С помощью стандартных тест-систем ЭЛИ-Нейро-Тест (МИЦ “Иммункулус” г. Москва) оценивали сывороточные концентрации АТ класса IgG к антигенам нервной ткани: нейрофиламентному протеину-200 (NF-200), глиальному фибриллярному кислому белку (GFAP), S-100, основному белку миелина (ОБМ), вольтажзависимому Са-каналу (В-зав. Са-канал), глутаматным рецепторам (Глу-Р), дофаминовым рецепторам (DA-Р), ГАМК-рецепторам (ГАМК-Р), серотониновым рецепторам (Сер-Р), холинорецепторам (Хол-Р), ДНК, β2 гликопротеину (Б2ГП).

Статистическую обработку результатов проводили с помощью пакета прикладных программ “STATISTICA 6.0” (StatSoft, США). Возраст и стаж работы обследованных пациентов представлены в виде средней (М) и ее ошибки (m). Проверку нормальности распределения выполняли с использованием критерия Шапиро–Уилкса. Результаты представлены в виде медианы (Me), нижнего (Q25) и верхнего (Q75) квартилей. Для определения значимости между независимыми выборками при ненормальном распределении использовали критерий Манна–Уитни. Различия считали статистически значимыми при p < 0.05. Обследование пациентов проходило в соответствии с этическим стандартом Хельсинской декларации всемирной ассоциации “Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека” с поправками 2000 г. и “Правилами клинической практики в Российской Федерации”, утвержденными Приказом Минздрава РФ № 266 от 19.06.2003 г., с информированного согласия пациентов и по заключению местного этического комитета (протокол № 5 от 14.11.12 г.).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Активное участие цитокинов во многих жизненно важных процессах организма способствует развитию широкого спектра как функциональных, так и патоморфологических проявлений патологии человека [6]. Результаты оценки изменения сывороточных концентраций цитокинов у пациентов с НСТ (табл. 1) свидетельствуют о нарушении их дисбаланса. Установлено выраженное возрастание концентраций прововоспалительных цитокинов: IL-1β (р = 0.00002) и TNFα (р = = 0.002) относительно лиц группы сравнения. Анализируя изменения противовоспалительного IL-4 у пациентов с НСТ, зарегистрировано также повышение его концентрации (р = 0.005). Что касается многофункционального IL-2, то концентрации его статистически значимо (р = 0.03) были ниже, чем в группе сравнения. IL-1β и TNFα относятся к основным воспалительным цитокинам. IL-1β – секреторные регуляторные белки, обеспечивающие медиаторное взаимодействие в иммунной системе и связи ее с другими системами, а TNFα – цитокины с цитотоксическим и регуляторным действием. Противовоспалительный IL-4 обладает чрезвычайно широким спектром действия. Известно, что к этому лимфокину на различных клетках организма находится рецептор, способный вступать в реакцию с другими цитокинами, благодаря чему проявляются конкурентные отношения про- и противовоспалительных цитокинов. Выявленные изменения цитокинового профиля указывают, что IL-1β, TNFα, IL-4 и IL-2 могут являться важными факторами иммунопатогенеза при НСТ. Следует отметить, что регуляция защитных реакций организма цитокинами происходит не только в рамках иммунной системы, но и на уровне целостного организма, где цитокины осуществляют связь между иммунной, нервной, эндокринной, кроветворной и другими системами и таким образом служат для их вовлечения в организацию, регуляцию единой защитной реакции [7].

Таблица 1.  

Изменения иммунохимических показателей у пациентов с НСТ, Ме(Q25–Q75)

Наименования показателей, единицы измерения Пациенты с НСТ Группа сравнения Показатель статистической значимости, p
БТШ 27, пг/мл 2.75 (0.41–8.17) 1.44 (1.32–1.6) 0.680
БТШ 70, пг/мл 0.05 (0.04–0.12)* 0.12 (0.09–0.13) 0.0003
IL-1β, пг/мл 64.5 (39.6–82.1)* 1.3 (0.55–2.01) 0.00002
IL-2, пг/мл 2.9 (2.08–5.06)* 4.9 (2.88–6.95) 0.030
IL-4, пг/мл 3.7 (0.01–8.6)* 0.01 (0.01–0.32) 0.005
IL-8, пг/мл 11.7 (1.1–43.8) 10.3 (0.01–14.6) 0.755
TNF-α, пг/мл 2.3 (1.2–3.2)* 0.01 (0.01–0.33) 0.002
INF-γ, пг/мл 0.01 (0.01–0.01) 0.01 (0.01–0.28) 0.781
ОБМ, усл. ед. 0.31 (0.26–0.35) 0.31 (0.27–0.36) 0.881
GFAP, усл. ед. 0.35 (0.30–0.42) 0.36 (0.29–0.44 ) 0.677
S-100, усл. ед. 0.32 (0.26–0.42)* 0.27 (0.23–0.33) 0.042
NF-200, усл. ед 0.29 (0.25–0.32) 0.31 (0.24–0.32) 0.856
В-зав. Ca кан, усл. ед. 0.24 (0.20–0.30)* 0.18 (0.16–0.22) 0.021
Хол-Р, усл. ед. 0.22 (0.19–0.28) 0.20 (0.16–0.23) 0.139
Глу-Р, усл. ед. 0.24 (0.22–0.30) 0.21 (0.17–0.26) 0.067
ГАМК, усл. ед. 0.24 (0.21–0.32) 0.21 (0.16–0.25) 0.052
ДА-Р, усл. ед. 0.23 (0.19–0.30) 0.21 (0.18–0.25) 0.182
Сер-Р, усл. ед. 0.26 (0.24–0.34) 0.24 (0.20–0.26) 0.058
ДНК, усл. ед. 0.17 (0.15–0.17) 0.14 (0.12–0.17) 0.120
В-2 ГП, усл.ед. 0.18 (0.15–0.18) 0.15 (0.11–0.19) 0.004

Примечание: * различия статистически значимы по сравнению группой сравнения при p < 0.05.

Исследованиями ряда авторов показана важная, при этом недостаточно изученная роль белков теплового шока (БТШ) в функционировании иммунной системы. Установлено, что пул этих белков обладает выраженным иммуномодулирующим действием, в том числе усиливает продукцию цитокинов [8, 9]. Для уточнения патогенетических механизмов развития повреждений на тканевом и клеточном уровнях определенный интерес представляла оценка изменений в содержании БТШ 27 и БТШ 70, которым отводится важная роль в выживании клетки при воздействии различных стрессирующих факторов. БТШ 27 – белок конститутивно экспрессируется в физиологических условиях на низком уровне в нетрансформированных клетках. Шаперонная активность его зависит от посттрансляционных модификаций, например фосфорилирования [10]. БТШ 70 участвует в стабилизации структуры белков клетки и ее сохранении. Результаты выполненных исследований свидетельствуют о статистически значимом (р = 0.003) снижении концентрации БТШ 70 у пациентов с НСТ до 0.05 (0.04–0.12) пг/мл против 0.12 (0.09–0.13) пг/мл в группе сравнения. При этом содержание БТШ 27 возрастало почти в 2 раза (2.72 (0.41–8.17) пг/мл) у обследованных пациентов при сопоставлении с группой сравнения (1.44 (1.32–1.60) пг/мл), однако не было статистически значимым. Установленное снижение в сыворотке крови БТШ 70 может быть обусловлено накоплением его внутри клетки, обеспечивая защиту внутриклеточных протеидов при воздействии стрессирующих факторов [11]. Считают, что повышенное содержание БТШ 70 в клетке является маркером клеточных и тканевых повреждений [12]. Важно отметить, что различные виды клеточного стресса приводят не только к увеличению внутриклеточного содержания БТШ, но и в ряде случаев индуцируют высвобождение их во внеклеточное пространство [13]. В нашем случае это касается БТШ 27.

Учитывая, что у обследованных нами пациентов течение НСТ сопровождается формированием мозговой дефицитарности, проявляющейся в виде нарушений церебрального энергетического обмена, функционального состояния нейронов соматосенсорной зоны коры головного мозга, таламических структур, когнитивной деятельности [14], на следующем этапе исследований нами предпринята попытка выявить изменения в продукции антител (АТ) к ряду регуляторных белков нервной ткани. Основанием к тому явились данные литературы, свидетельствующие о том, что в повреждении ткани мозга важную роль играют аутоиммунные реакции. При этом уровни АТ могут служить маркерами развития и выраженности патологического процесса в специализированных структурах нервной ткани [15, 16]. Как следует из данных, представленных в табл. 1, у пациентов с НСТ течение заболевания сопровождалось увеличением сывороточных концентраций АТ к общему белку S-100 (р = 0.042) и АТ к В-зав. Са‑каналу (р = 0.021), которые свидетельствуют об изменениях в задействованных молекулярных компонентах нервной ткани, на которые вырабатываются АТ [17]. Белки S-100 синтезируются глиальными клетками, а затем транспортируются в нейроны и составляют самую большую подгруппу так называемых кальций-связывающих белков, которые 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 [18, 19]. Установлено, что наиболее специфичный для мозга белок S-100B через фосфорилирование других белков участвует в передаче сигнала, обеспечивая тем самым пластические процессы. Аномалии уровней АТ к В-зав. Са‑каналу предполагает нарушение водно-электролитного баланса и энергетического метаболизма нейронов, нарушения функции нервно-мышечных контактов и нейрон-нейронных взаимодействий [20]. Длительно сохраняющиеся высокие уровни АТ к указанным выше белкам, по-видимому, играют важную роль в развитии и течении НСТ, принимая участие в регуляции деятельности мозга. Совокупность полученных сведений позволила выделить наиболее информативные показатели (IL-1β, TNF-α, IL-4, IL-2 БТШ 70, АТ к белкам: S-100 и В-зав. Са-каналу) в лабораторной диагностике профессиональной НСТ.

Таким образом, в результате исследований у пациентов с НСТ выявлены отдельные цитокины, вовлеченные в иммуновоспалительный процесс. Дисбаланс цитокинов характеризовался чрезмерной активацией основных воспалительных цитокинов (IL-1β, TNF-α) противовоспалительного IL-4 на фоне снижения IL-2. Нарушение цитокиновой регуляции сопровождалось снижением концентрации одного из белков теплового шока, обладающего иммуномодулирующим действием, – БТШ 70. Низкие концентрации которого в сыворотке крови, по-видимому, обусловлены накоплением его внутри клетки, необходимым для стабилизации внутриклеточных белков и ее сохранении при воздействии производственных стрессирующих факторов. Показано, что нейроиммунная перестройка проявлялась усилением продукции аутоантител к белкам нервной ткани: S-100 и В-зав. Са‑каналу, которые можно рассматривать в качестве маркеров аутоиммунного процесса при НСТ. Совокупность полученных результатов позволила обосновать отдельные, наиболее значимые показатели, которые можно рекомендовать в качестве дополнительных критериев в диагностике нейросенсорной тугоухости.

Список литературы

  1. Преображенская Е.А., Сухова А.В., Ильницкая А.В., Зоркина Л.А. // Медицина труда и промышленная экология. 2017. № 2. С. 38–42.

  2. Тарасова Н.В., Корженкова А.В. // Вестник медицинского института РЕАВИЗ. 2011. № 3. С. 20–26.

  3. Шешегов П.М., Зинкин В.Н., Сливина Л.П. // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2018. Т. 51. № 3. С. 62–68. https://doi.org/10.21687/0233-528X-2018-52-3-62-68

  4. Лапко И.В., Кирьяков В.А., Павловская Н.А., Ошкадеров О.А., Климкин К.В. // Гигиена и санитария. 2016. Т. 95(11). С. 1061–1065.

  5. Полетаев, А.Б., Морозов С.Г., Ковалев И.Е. // Регуляторная метасистема (иммунонейроэндокринная регуляция гомеостаза). М.: Медицина, 2002. 168 с.

  6. Савченко А.А., Здзитовецкий Д.Э., Борисов А.Г., Лузан Н.А. // Сибирское медицинское обозрение. 2013. № 1(79). С. 24–28.

  7. Симбирцев А.С., Тотолян А.А. // Инфекционные болезни. 2015. № 2. С. 82–98.

  8. Зяблицин А.В., Алекперов Э.А., Бойко А.А., Клинкова А.В., Троянова Н.И., Сапожников А.М. // Иммунология. 2012. Т. 33. № 1. С. 49–50.

  9. Бодиенкова Г.М., Курчевенко С.И. // Медицинская иммунология. 2018. Т. 20. № 6. С. 859–898.

  10. Богатюк М.В., Кайгородова Е.В., Завьялова М.В. // Сибирский онкологический журн. 2014. Приложение 1. С. 23.

  11. Bianchi A., Mouli D., Hupont S. et al. // Free Radic. Biol. Med. 2014. V. 76. P. 14–26.

  12. Андреева Л.И. // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2002. Т. 1(2). С. 2–18.

  13. Sapozhnikov A.M., Ponomarev E.D., Gusarova G.A., Telford G.V. // Cell proliferation. 2002. V. 35. P. 193–206.

  14. Шевченко О.И. Лахман О.Л. // Экология человека. 2020. № 2. С. 18–23.

  15. Гомазков О.А. // Нейрохимия. 2007. Т. 24. № 2. С. 101–120.

  16. Яковлев А.А. // Нейрохимия. 2015. Т. 32. № 2. С. 112–115.

  17. Полетаев А.Б. // Молекулярная диспансеризация (новые подходы к раннему проявлению патологических изменений в организме человека: методические рекомендации для врачей). М.: “Иммункулус”, 2014. 80 с.

  18. Sedaghat F., Notopoulos A. // HIPPOKRATIA. 2008. V. 12:4. P. 198–204.

  19. Сорокина Е.Г., Семенова Ж.Б., Гранстрем О.К., Карасева О.В., Мещеряков С.В., Реутов В.П., Сушкевич Г.Н., Пинелис В.Г., Рошаль Л.М. // Журн. неврологии и психиатрии им. Корсакова. 2010. № 110(8). С. 30–35.

  20. Орлова В.А., Михайлова И.И., Минутко В.П., Симонова А.В. // Социальная и клиническая психиатрия. 2016. Т. 26. № 1. С. 12–19.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Нейрохимия

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал