1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физиология человека
  4. T. 46, № 5, 2020

Физиология человека, 2020, T. 46, № 5, стр. 100-106

Определение иммунологических показателей для оценки болевого синдрома при дорсопатии

М. А. Мягкова 1, И. А. Мосейкин 2, С. Н. Петроченко 1, *

1 ФГБУН Институт физиологически активных веществ РАН
Московская область, Черноголовка, Россия

2 ФГБОУ ДПО Российская медицинская академия непрерывного последипломного образования
Москва, Россия

* E-mail: dianark777@mail.ru

Поступила в редакцию 13.03.2019
После доработки 15.05.2019
Принята к публикации 05.11.2019

Полный текст (PDF)

Аннотация

Проведено сравнительное определение естественных антител (е-Ат) к эндогенным биорегуляторам: β-эндорфину, орфанину у здоровых лиц и пациентов с хроническим болевым синдромом методом иммуноферментного анализа. Выявлены достоверные отличия уровня е-Ат к исследуемым веществам в группе больных и здоровых. Проведен анализ зависимости уровней е-Ат от возраста и пола пациентов. Распределение иммунологических показателей у здоровых людей свидетельствует об отсутствии различий по полу и возрасту в обследованных группах. Обнаружены гендерные отличия в уровнях е-Ат для пациентов с хроническим болевым синдромом. Так, по орфанину 58% женщин имеют достоверно высокое значение уровня Ат по сравнению с 25% мужчин. Для β-эндорфина эти показатели соответствуют 46% для мужчин и 31% для женщин. Возрастные особенности в распределении уровней антител выявлены только для орфанина в группе женщин. Установлена диагностическая значимость метода определения е-Ат к β-эндорфину, орфанину, и возможность применения иммунологических маркеров для пациентов с болями не зависимо от возраста.

Ключевые слова: хронический болевой синдром, β-эндорфин, орфанин, естественные антитела, иммуноферментный анализ.

Исследования механизмов развития болевого синдрома не теряют актуальности на протяжении многих десятилетий и по-прежнему имеют фундаментальную биологическую и клиническую значимость. Боль выполняет исключительно важную для организма сигнальную функцию, предупреждая о внешнем или внутреннем воздействии повреждающего фактора. По разным оценкам от 70 до 90% всех известных медицине заболеваний и патологических состояний сопровождается болью [1]. Однако во многих случаях боль перестает быть защитой организма и ее действие становится патогенным, как, например, при хронической боли. В такой ситуации происходят значительные нейрохимические сдвиги [2, 3]. Кроме того, длительная, изнуряющая хроническая боль часто приводит к характерологическим изменениям личности [4]. При этом оценить степень вовлеченности организма в патологический процесс бывает довольно трудно, имея в виду лабораторные исследования, так как нет установившихся объективных показателей состояния систем, участвующих в образовании и проведении болевой пульсации. В здоровом организме возникающая боль эффективно контролируется эндогенными механизмами [5]. Боль проводящая, ноцицептивная система (НЦС) в равной степени сбалансирована комплексом противоболевой, антиноцицептивной системой (АНЦС). В физиологических условиях они функционируют содружественно и контролируют активность структур, участвующих в восприятии, проведении и анализе болевых сигналов. Активизация НЦС под влиянием многообразных ноцицептивных раздражителей всегда стимулирует АНЦС, что ограничивает, болевое ощущение и многочисленные поведенческие, вегетативные и метаболические реакции организма, способствуя более быстрому и эффективному восстановлению нарушенных структур и функций [6, 7]. Поэтому столь важной является задача разработки объективных и доступных методов диагностики хронического болевого синдрома (ХБС), необходимых как при первичной оценке боли, так и для мониторинга ее интенсивности на всех этапах противоболевых мероприятий. В настоящее время большинство методик общемедицинской практики оценки боли основано на интерпретации утверждений самих пациентов [8]. Их недостаток – субъективная оценка боли. Из литературных данных хорошо известно, что в процесс возникновения боли вовлечен ряд эндогенных биорегуляторов (ЭБ), связанных с передачей болевого сигнала и относящихся к НЦС и АНЦС [9]. Наиболее важными из них являются пептиды орфанин и β-эндорфин. Нейропептид β-эндорфин образуется в клетках ЦНС, являясь эндогенным лигандом опиоидных рецепторов, участвует в устранении отрицательных эмоций и боли [3]. Орфанин принадлежит к классу опиоидных пептидов, обеспечивает анальгезию в спинном мозге, регулирует высвобождение гормонов гипофиза в покое и при стрессе [10]. Он является природным лигандом нечувствительных к налоксону orphan-рецепторов, во многом гомологичных с опиоидными рецепторами [11]. Уровень указанных пептидов определяют при клиническом обследовании пациентов с болевым синдромом (БС). Сообщается о существовании связи между содержанием β-эндорфина в крови при БС и проводимой терапией [12].

Исследования указанных маркеров болевой чувствительности в основном проводили путем измерения концентрации непосредственно самого ЭБ [12]. Однако быстрый метаболизм пептидных молекул не позволяет их выбрать в качестве объективного критерия долгосрочной оценки развития болевого синдрома.

В последнее десятилетие накоплен значительный фактический материал, который убедительно свидетельствует о существенной роли иммунологических механизмов в развитии болевых синдромов. Исследования в области нейроиммунного взаимодействия показывают, что при развитии ряда заболеваний могут происходить изменения гуморального иммунитета, связанные с продукцией естественных антител (е-Ат), специфичных к эндогенным биорегуляторам [13, 14]. В частности, существует тесная взаимосвязь механизмов регуляции болевой чувствительности и работой иммунокомпетентных клеток организма.

Вот почему, перспективными для объективизации оценки боли являются методы, основанные на измерении содержания факторов нейрогуморальной регуляции, участвующих в передаче болевого сигнала. Их содержание отражает долговременные изменения НЦС и АНЦС при развитии хронической боли.

Цель работы заключалась в выявлении изменений уровня естественных антител к β-эндорфину, орфанину и установление взаимосвязи с гендерными и возрастными показателями у здоровых людей и больных дорсопатией с хроническим болевым синдромом.

МЕТОДИКА

Для проведения иммунохимических исследований применяли следующие материалы и методы: конъюгаты овечьих антител против иммуноглобулинов человека, меченых пероксидазой хрена, тетраметилбензидин, перекись водорода 30%, твин-20 (Sigma, США). Иммуноферментный анализ (ИФА) выполняли на полистирольных планшетах (Nunc, Дания). Учет результатов ИФА осуществляли на спектрофотометре с вертикальным ходом луча (Thermo, Финляндия) при длине волны 450 нм.

Материалами исследования служили образцы сыворотки крови 109 пациентов (51 мужчин и 58 женщин) с дорсопатией поясничного отдела позвоночника. Возраст пациентов составил от 16 до 72 лет (средний возраст 47 ± 12 лет). В качестве контрольной группы исследовали сыворотку крови 36 здоровых людей (17 женщин и 19 мужчин), возраст от 22 до 58 лет (средний возраст 38 ± ± 9 лет). У исследуемых лиц осуществляли забор 3 мл венозной крови натощак, в первый день при поступлении. Пробирки с кровью помещали в термостат на 30 мин при температуре 37°С, затем пробирку с образовавшимся сгустком оставляли на 18 ч при температуре 4°С. Полученную сыворотку центрифугировали при 3000 об./мин и хранили до момента тестирования. Образцы сыворотки исследовали на наличие антител к β-эндорфину, орфанину методом ИФА. Синтез конъюгированных антигенов β-эндорфина, орфанина, используемых в анализе, и процедуру ИФА осуществляли по методам, разработанным нами ранее [15]. Статистическую обработку данных проводили с помощью программы “Statistica 6.0”. На основании полученных результатов ИФА оценивали содержание антител в индивидуальных сыворотках обследуемых пациентов, и лиц контрольной группы, определяя достоверное изменение уровня антител. Предварительно используя критерии нормальности распределения показателей в выбранных группах здоровых лиц и больных, анализировали закономерность эмпирических распределений. В случае нормального распределения признаков для оценки значимости различий в группах использовали t-критерий Стьюдента. Для распределений, отличных от нормального, использовали таблицы сопряженности с применением критерия χ2. Результаты исследований представлены с использованием средней арифметической величины (М), их стандартной ошибки (m). Достоверными считали различия между группами при значении р < 0.05. Для описания степени отклонения от нормы исследуемых показателей е-Ат у пациентов были рассчитаны М (медианное значение) и σ (среднеквадратичное отклонение) по данным контрольной группы для каждого ЭБ. При сравнении уровня антител к ЭБ в качестве нормы считали интервал значений М ± σ. Повышенные значения находились в интервале от (М + σ) до (М + 3σ), к высоким относили значения, превышающие М + 3σ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В сыворотке крови обследованных лиц проведено определение антител к орфанину, β-эндорфину методом иммуноферментного анализа. В результате эксперимента обнаружено значительное повышение их уровней в группе больных по сравнению с показателями у здоровых. В табл. 1 представлены статистически обработанные данные проведенного анализа.

Таблица 1.  

Показатели естественных антител (OD450 ИФА (М ± m)) в сыворотке крови контрольной группы и обследованных пациентов

Показатель Контрольная группа
(средние по группе значения ОD450 в ИФА) 		Пациенты, страдающие хронической болью (средние по группе значения ОD450 в ИФА)**
е-Ат к β-эндорфину 0.57 ± 0.14 1.01 ± 0.13
е-Ат к орфанину 0.62 ± 0.16 1.02 ± 0.18

Примечание: * – различия достоверны при сравнении показателей в группах больных и здоровых (p < 0.05).

Дальнейший этап исследования заключался в проведении сравнительного определения уровней е-Ат к указанным ЭБ в группах мужчин и женщин с хронической болью. Предварительно для группы здоровых людей установлено нормальное распределение разброса значений показателя оптической плотности в ИФА как к орфанину, так и к β-эндорфину, поэтому для анализа отличия в распределении иммунологических показателей использовали параметрические методы статистики. Так, при сравнении данных ИФА для е-Ат в группах здоровых мужчин и женщин значение p оказалось больше 0.01 по всем исследуемым ЭБ. Это позволило сделать вывод об отсутствии различий в уровнях иммунологических показателей у здоровых людей по полу. В продолжение эксперимента обследуемые пациенты аналогично описанному выше были разделены на две группы мужчин и женщин. В табл. 2 представлены результаты сравнения иммунологических показателей в группах здоровых лиц и больных пациентов, разделенных по гендерному признаку.

Таблица 2.  

Показатели естественных антител (OD450 ИФА (М ± m)) в сыворотке крови здоровых людей и больных, с хроническим болевым синдромом

Антитела к Значение оптической плотности в ИФА (OD450)
мужчины женщины
здоровые больные* здоровые больные*
β-эндорфину 0.58 ± 0.16 0.96 ± 0.31 0.56 ± 0.18 1.16 ± 0.23
орфанину 0.64 ± 0.16 1.04 ± 0.31 0.62 ± 0.24 1.23 ± 0.26

Примечание: * – различия между группами здоровых и больных достоверны, значение р < 0.001.

Результаты, полученные в целом по группе мужчин и женщин с болевым синдромом, не показали достоверных отличий между собой, аналогично данным для обследованных здоровых лиц.

Другая ситуация наблюдается при сравнении иммунологических показателей внутри групп мужчин и женщин. Для более детального анализа изменения уровня е-Ат к ЭБ использовали искусственную модель со значением нормы, в которой приняли интервал значений оптической плотности Хср ± σ, для повышенных значений этот интервал составил от (Хср + σ) до (Хср + 3σ), к высоким относили значения, превышающие порог Хср + 3σ. По вышеописанному принципу каждую группу больных мужчин и женщин поделили на три подгруппы по уровню обнаруживаемых е-Ат и сравнили данные этих подгрупп между собой. Результаты представлены на рис. 1.

Рис. 1.

Распределение уровня антител к β-эндорфину и орфанину в группах мужчин и женщин с хронической болью. А – распределение пациентов по уровням е-Ат к эндорфину; а – >1.01; б – 0.73−1.01; в – до 0.72. Б – распределение пациентов по уровням е-Ат к орфанину; а – >1.11; б – 0.80–1.11; в – до 0.79.

Анализируя полученные результаты, можно отметить, что различия в уровнях е-Ат в группах между мужчинами и женщинами наблюдаются не для всех исследуемых веществ, а степень различий варьирует от группы к группе. Так, по орфанину достоверно больше женщин имеют высокое (больше 3σ) значение уровня Ат (58% женщин и только 25% мужчин). Для β-эндорфина эти показатели соответствуют 46% для мужчин и 31% для женщин.

Задача следующего этапа исследования заключалась в выявлении возрастных особенностей у обследованных пациентов. Предварительно провели оценку изменения иммунологических показателей в группах сравнения. Для этого здоровых лиц (пациентов не страдающих хронической болью) поделили на группы по возрасту: 1 – до 39 лет, 2 – от 40 до 55 лет, 3 – старше 55 лет. При сравнении групп между собой значение р также во всех случаях оказалось больше 0.01. Таким образом, уровень е-Ат к β-эндорфину, орфанину у здоровых мужчин и женщин не зависит от возраста. Среди больных пациентов, страдающих хронической болью, были выделены три аналогичные описанным выше возрастные группы. Для мужчин и женщин анализ проводили отдельно. Внутри возрастные группы были поделены каждая на три подгруппы по уровню Ат. Это – норма, повышенные значения и высокие значения. Анализ полученных результатов показал отсутствие для всех групп мужчин достоверных отличий по исследуемым веществам. У женщин с возрастом также не обнаружено достоверных отличий для β-эндорфина. Только по показателям к орфанину в женских группах наблюдались отличия (рис. 2).

Рис. 2.

Распределение уровня антител в группах женщин различного возраста, страдающих хронической болью. 1 – до 39 лет; 2 – 40–55 лет; 3 – старше 55 лет; а – >1.11; б – 0.80–1.11; в – 0.46–0.79.

Для орфанина обнаружено значительное повышение уровней е-Ат в обследованных возрастных группах женщин. При этом высокие показателя (больше 3σ) преобладают во всех трех случаях. В группах до 39 лет, 40–55 лет и старше 55 лет и соответствуют значения 67, 54 и 60%. Следует отметить, что в группе женщин старше 55 лет практически отсутствуют показания е-Ат с повышенными, промежуточными значениями, и это является достоверным отличием от всех женщин, имеющих меньший возраст (p < 0.05).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Иммунологические показатели, включающие определение е-Ат к эндогенным биорегуляторам, использовали для оценки болевого синдрома. По современным научным представлениям антитела к нейромедиаторам рассматриваются как фактор обратной связи взаимодействия ЦНС и иммунной системы [6, 11]. С помощью антител специфичных к нейромедиаторам происходит иммуномодуляция активности системы болевой проводимости [2].

Ранее нами было установлено, что содержание и свойства е-Ат связаны с биохимической индивидуальностью организма человека, и могут отражать развитие патологических процессов. Антитела участвуют в системе регуляции гомеостаза на молекулярном уровне, путем взаимодействия с соответствующими, значимыми при заболевании, антигенами [13, 14]. Для иммунологических исследований в качестве антигенов выбраны ЭБ, которые, в первую очередь, обеспечивают процесс передачи болевых импульсов [6, 7]. У людей, страдающих различными формами болевого синдрома обнаружены изменения содержания в крови некоторых регуляторных пептидов: β-эндорфина, орфанина [10, 11]. Основой хронизации боли являются стойкие очаги гиперактивности в задних корешках и задних рогах спинного мозга. У больных с дорсопатией поражена периферическая нервная система [16]. Многочисленные исследования механизмов реализации патологической боли и ее торможения позволили установить, что периферические сенсорные нейроны экспрессируют опиатные рецепторы, функции которых модулируют эндогенные опиаты, высвобождаемые различными иммунными клетками и сенсорными нейронами [10, 11, 17].

Перечисленные выше ЭБ обеспечивают биохимическую связь между головным мозгом, нейроэндокринной и иммунной системами и относится к медиаторам физиологической активации и торможения в системе ноцицепции и антиноцицепции [1, 18].

Анализируя полученные в исследованиях данные, можно отметить, что антитела к β-эндорфину, орфанину присутствуют в сыворотке крови обследованных пациентов и лиц контрольной группе, но на разном уровне. Установлено, что у пациентов, как мужчин, так и женщин, уровни указанных антител в среднем по группе статистически значимо выше, чем показатели в контрольных группах. В дальнейшем проведено исследование закономерностей распределения антител в группе больных. Пациентов разделили на группы с учетом пола и возраста.

Выраженность боли не всегда прямо связана с интенсивностью ноцицепции – нейрофизиологическим механизмом передачи болевого импульса [18, 19]. При диагностике хронической боли и выборе методов лечения врачи сталкиваются с фактором субъективности в оценке боли пациентом, особенно проявляющимся при ХБС [20]. На индивидуальное восприятие боли влияют: пол, возраст, социальные факторы, условия или обстоятельства, при которых возникла боль, психологическое состояние человека, и др. [20]. Мужчины и женщины по-разному описывают боль [19]. В то время как мужчины концентрируются на стратегии решения проблемы, женщины фокусируются на межличностных и социальных аспектах, в их поведении прослеживаются тенденции к катастрофизации БС [20]. Над решением проблемы объективизации оценки БС работают специалисты различных областей.

В настоящее время основными методами оценки боли являются субъективные методы, разнообразные опросники, основанные на оценке боли самим пациентом [3, 20]. В связи с этим разрабатываются методы, повышающие объективность определения БС и позволяющие проводить оценку ноцицептивного компонента боли. А именно, эти данные помогают врачу выбрать стратегию лечения. Поэтому результатом проведенного исследования стало подтверждение научного предположения о том, что вклад в процесс развития боли далеко не одинаков для разных веществ, участвующих в системах ноцицепции и антиноцицепции. Различия по полу достоверно отражаются на распределении уровней е-Ат к исследуемым эндогенным веществам. Полученные данные свидетельствуют о том, что антитела к лигандам основной противоболевой системы организма (β-эндорфин, орфанин) остаются патологически повышенными, что может указывать на сохраняющийся дефицит эндогенного антиноцицептивного воздействия. Это позволяет сделать вывод об использовании показателя изменения уровня е-Ат к ЭБ в качестве возможного маркера оценки состояния системы ноцицепции и антиноцицепции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в ходе исследования были выявлены особенности распределения иммунологических показателей е-Ат к болевым и противоболевым эндогенным биорегуляторам у здоровых людей и пациентов, страдающих хронической болью в спине. При сравнительном определении е-Ат в группах больных и здоровых лиц обнаружены индивидуальные особенности их изменения. Анализ распределения иммунологических показателей в обследованных группах здоровых людей свидетельствует об отсутствии различий по полу и возрасту. Установлены гендерные отличия в уровнях е-Ат для пациентов с хроническим болевым синдромом. Так, достоверно высокое значение антител к орфанину найдено у значительно большего количества женщин по сравнению с мужчинами. Причем, превышение этого показателя наблюдается более чем в два раза именно в группе женщин. Для β-эндорфина отмечается обратная тенденция. Половина обследованных мужчин имеет повышенное значение уровня е-Ат по сравнению со здоровыми лицами, и лишь треть женщин достоверно отличается по этому показателю от нормы. Возрастные особенности в распределении уровней антител выявлены только для орфанина в группе женщин. Разработанный метод определения иммунологических показателей имеет практическую значимость и может помочь в решении задачи выбора способа лечения, прогнозирования и определения степени хронизации болевого синдрома.

Этические нормы. Все исследования проведены в соответствии с принципами биомедицинской этики, сформулированными в Хельсинкской декларации 1964 г. и ее последующих обновлениях, и одобрены локальным биоэтическим комитетом Института физиологически активных веществ РАН (Черноголовка).

Информированное согласие. Каждый участник исследования представил добровольное письменное информированное согласие, подписанное им после разъяснения ему потенциальных рисков и преимуществ, а также характера предстоящего исследования.

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

Благодарности. Авторы благодарят старшего научного сотрудника А.И. Левашову за предоставление материала при подготовке статьи.

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

Список литературы

  1. Решетняк В.К., Кукушкин М.Л. Центральные и периферические механизмы физиологической и патологической боли // Клиническая патофизиология. 2015. № 1. С. 1.

  2. Манжуло И.В., Дюйзен И.В. Нейрохимические изменения в ростральном вентромедиальном ядре продолговатого мозга крысы при развитии нейропатического болевого синдрома // Нейрохимия. 2015. № 3. С. 259.

  3. Walker A.K., Kavelaars A., Heijnen C.J., Dantzer R. Neuroinflammation and comorbidity of pain and depression // Pharmacol Rev. 2014. V. 66. № 1. P. 80.

  4. Вознесенская Т.Г. Хроническая боль и депрессия // Фарматека. 2008. № 6. С. 10.

  5. Левашова А.И., Мягкова М.А. Механизм действия антиопиатных пептидов при болевом синдроме // Известия АН. Серия химическая. 2018. № 4. С. 624.

  6. Pan H.L., Wu Z.Z., Zhou H.Y. et al. Modulation of pain transmission by G-protein-coupled receptors // Pharmacol. Ther. 2008. V. 117. № 1. P. 141.

  7. Овсянников В.Г., Бойченко А.Е., Алексеев В.В. и др. Антиноцицептивная система // Медицинский вестник Юга России. 2014. № 3. С. 46.

  8. Williamson A., Hoggart B. Pain: a review of three commonly used pain rating scales // J. Clin. Nurs. 2005. V. 14. № 7. P. 798.

  9. Мягкова М.А., Петроченко С.Н., Морозова В.С. Определение антител к эндогенным биорегуляторам для диагностики функционального состояния организма // Известия АН. Серия химическая. 2018. № 4. С. 762.

  10. Hegadoren K.M., O’Donnell T., Lanius R. et al. The role of beta-endorphin in the pathophysiology of major depression // Neuropeptides. 2009. V. 43. № 5. P. 341.

  11. Игонькина С.И., Кукушкин М.Л., Ветрилэ Л.А., Решетняк В.К. Антитела к нейромедиаторам антиноцицептивной системы усиливают и пролонгируют невропатическую боль // Российский журн. боли. 2014. № 1(42). С. 15.

  12. Мягкова М.А., Морозова В.С. Естественные антитела и их физиологические функции // Иммунопатология. Аллергология. Инфектология. 2014. № 3. С. 75.

  13. Петроченко С.Н., Боброва З.В., Мягкова М.А. и др. Определение антител к эндогенным биорегуляторам для оценки функционального состояния здоровья спортсменов // Клиническая лабораторная диагностики. 2017. Т. 62. № 6. С. 346.

  14. Пальцев М.А., Полетаев А.Б., Сучков С.В. Аутоиммунитет и аутоиммунный синдром: границы нормы и патологии // Вестник РАМН. 2010. № 8. С. 1.

  15. Chiou L.C., Liao Y.Y., Fan P.C. et al. Nociceptin/orphanin FQ peptide receptors: pharmacology and clinical implications // Current drug targets. 2007. V. 8. № 1. P. 117.

  16. Голубев В.Л., Вейн А.М., Данилов А.Б. Гендер и боль // Журн. неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2005. V. 105. № 10. С. 72.

  17. Williams F.M., Scollen S., Cao D. et al. Genes contributing to pain sensitivity in the normal population: an exome sequencing study // PLoS Genet. 2012. V. 12. № 8. P. 1.

  18. Давыдова Т.В., Колобов В.В., Горбатов В.Ю. и др. Антитела к глутамату, нейродегенеративные повреждения головного мозга. Перспективы иммунотерапии // Патогенез. 2012. Т. 10. № 3. С. 26.

  19. Подчуфарова Е.В. Лечение острой и подострой скелетно-мышечной боли в спине // Российский журнал боли. 2010. № 1. С. 37.

  20. Третьякова Е.А., Каракулова Ю.В. Клинико-биохимическое исследование механизмов формирования хронической боли в пояснично-крестцовой области // Журн. неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2011. Т. 111. № 9. С. 58.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физиология человека

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал