Neurocytokine blood profile of veterans of modern combat conflicts with post-traumatic stress disorder

Full Text

Введение

Иммунобиологические механизмы формирования постстрессовых расстройств у ветеранов современных боевых конфликтов тесно связаны с особенностями взаимовлияния психических и иммуно-эндокринных процессов, направленных на поддержание стабильности организма в условиях хронической активации физиологических систем посредством процесса, известного как аллостаз [1, 9]. Формирование долгосрочных адаптационных стратегий организма, отвечающих концепции аллостаза, сопровождается изменением ряда пластических физиологических констант [3]. Аллостаз при остром стрессе формируется посредством синергетической активности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси и системы LC-NE в стволе головного мозга ((LC) – голубое пятно, NE норэпинефрин) [9] и детерминирован функциональным состоянием мозга и его отдельных структур. Формирование аллостатических изменений инициируется высвобождением семейства кортикотропин-рилизинг-факторов, стимуляцией секреции адренокортикотропного гормона (АКТГ) из аденогипофиза, который в свою очередь активирует кору надпочечников и выброс в кровь секрецию кортизола в качестве гормона стресса [3, 9]. Однако вызванные длительным и интенсивным по силе стрессовым воздействием нейроэндокринные реакции приводят к аллостатическому сбою, определяемому как реакция на стресс, превышающая основные потребности и приводящая к дезадаптивным последствиям [3]. Накопление «аллостатического груза» эквивалентно совокупности стресс-индуцированных нейро-иммунных и эндокринных изменений в организме и рассматривается в качестве «цены адаптации», обеспечивающей постоянство внутренней среды «через изменение». Нейробиологические реакции на стрессор значительно варьируют в связи с различной индивидуальной нейрокогнитивной реактивностью, клиническими эквивалентами которой могут выступать пограничные расстройства личности или посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР). С позиций выраженности психопатологической симптоматики наиболее часто у комбатантов имеет место тревожно-эксплозивный клинический вариант ПТСР, реже диссоциативный и апатический, требующие значительных усилий психосоциальной коррекции и реабилитации [2].

Целью исследования явилось изучение уровней стресс-медиаторов гипоталамо-гипофизарного и надпочечникового происхождения, показателей цитокинового профиля крови ветеранов современных войн с посттравматическим стрессовым расстройством.

Материалы и методы

Данное исследование проведено в рамках программы комплексной реабилитации ветеранов современных военных конфликтов на базе ГБУЗ «Челябинский областной клинический терапевтический госпиталь для ветеранов войн», в котором приняли участие 88 военнослужащих в возрасте от 28 до 57 лет (средний возраст 48,3±4,6 года), среди которых 38 пациентов – ветеранов специальной военной операции на территории Украины (УСВО), вошли в основную (1) группу исследования и имели документально подтвержденный диагноз ПТСР (МКБ-10: F43.1; МКБ-11: 6B40). Группу сравнения (2) составили 30 ветеранов второй Чеченской военной кампании (2 ЧВК), средний возраст которых составил 55,2±4,4 года, у которых отсутствовали клинические признаки психопатологии. Длительность пребывания в зоне боевых действий от 3 мес. до 1,9 года. Группу референсных значений (3) составили 20 здоровых военнослужащих, не принимавших участия в боевых действиях (средний возраст 48,7±3,6 года). Проводимые исследования рассмотрены с позиций биомедицинской этики и одобрены на заседании этического комитета ООО «ДокторЛаб» (протокол № 3 от 17.10.2020 г.). Права исследователей и пациентов оформлены в виде подписания информированного согласия пациента. С целью выставления диагноза, в соответствии рекомендациями ФГБУ «НМИЦ психиатрии и неврологии имени В.М. Бехтерева» МЗ РФ (Санкт-Петербург) [2] всем участникам исследования проводилось нейропсихологическое тестирование, включающее: Структурированное клиническое диагностическое интервью (СКИД), модуль I «ПТСР»; Шкалы для клинической диагностики ПТСР (Clinical-Ad-ministered PTSD Scale – CAPS); Миссисипскую шкалу для оценки посттравматических реакций; Шкалу оценки интенсивности боевого опыта (Combat Exposure Scale – CES)), Шкалу оценки выраженности психофизиологической реакции на стресс. Патопсихологическое тестирование позволяло анамнестически выявить наличие, характер, силу, интенсивность и продолжительность психотравмирующего события и определить уровень выраженности симптоматики ПТСР. Верификация диагноза ПТСР проводилась путем сравнения диагностических критериев МКБ-10 (F43.1 ПТСР), МКБ-11 «Расстройства, непосредственно связанные со стрессом: ПТСР (6B40)» и DSM-IV (рубрика «Тревожные расстройства» (300.хх)) и с учетом изменений, указанных в DSM-V пересмотра. В исследование не были включены пациенты с тяжелыми контузиями, ЧМТ, психоорганической патологией, декомпенсацией соматического состояния, употребляющих наркотические и психотропные средства.

Венозную кровь для исследования собирали в утренние часы, натощак. Определение уровня стрессовых гормонов проводилось с помощью конкурентного иммуноферментного метода: концентрация адрено-кортикотропного гормона (АКТГ) в сыворотке крови (пг/мл) помощью тест-системы IBL International GmbH (Гамбург, Германия); норадреналина (НА) (пг/мл) тест-системой Cloud-Clone (Китай); уровень кортизола (ООО «Хема-Медика», Россия (нмоль/л)); дегидроэпиандростерон, ДГЭА, (нг/мл) тест-системой DBC (Канада). Цитокиновый профиль крови оценивали при помощи мультиплексного анализа на иммуноанализаторе Luminex Magpix 100 (США) с использованием тест-системы мультиплексного анализа Bio-Plex (MERZ, Германия) для определения IFNγ, IL-1β, IL-10, IL-6, IL-13, IL-12, IL-2, IL-4, IL-8, TNFα, TGF-β.

Статистическую обработку материала проводили с применением пакета прикладных программ Statistica for Windows vers. 10.0. (StatSoft Inc. (США)) с представлением данных в виде медианы и квартильного размаха Me (Q_0,25-Q_0,75). Различия между показателями оценивали при помощи модуля непараметрической статистики, используя критерий Манна–Уитни для независимых выборок, при достижении уровня значимости (р) не более 0,05.

Результаты и обсуждение

Объективным показателем накопления «аллостатического груза» при действии на организм комбатанта интенсивного и пролонгированного стресса в условиях пребывания в зоне боевых действий является изменение уровней стрессовых гормонов гипоталамо-гипофизарного и надпочечникового происхождения (табл. 1).

 

Таблица 1. Уровни стрессовых гормонов гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси у ветеранов боевых действий, Me (Q_0,25-Q_0,75)

Table 1. Levels of stress hormones of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis in combat veterans, Me (Q_0.25-Q_0.75)

Показатели Indicators	Группа 1 Ветераны УСВО с ПТСР Group 1 USVO veterans with PTSD n = 38	Группа 2 Ветераны 2 ЧВК Group 2 Veterans 2 PMCs n = 30	Группа 3 Контрольная Group 3 Control n = 20
АКТГ (пг/мл) ACTH (pg/ml)	128,8 (110,7-144,1)	48,4 (33,6-58,9)*	38,6 (26,3-48,9)*
Норадреналин (нг/мл) Norepinephrine (ng/ml)	298,3 (219,4-324,6)	96,8 (79,5-117,6)*	79,8 (66,3-89,7)*
Кортизол (нмоль/мл) Cortisol (nmol/ml)	1286,5 (1189,8-1452,4)	312,3 (289,6-412,5)*	198,3 (110,6-256,9)*,**
ДГЭА (нг/мл) DHEA (ng/ml)	19,5 (15,6-24,3)	28,6 (26,3-33,9)*	32,6 (28,4-35,4)*

Примечание: Достоверность различий (р) – критерий Манна–Уитни; * – значимые различия с группой 1; ** – с группой 2.

Note. Significance of differences (p), Mann–Whitney test; *, significant differences with group 1; **, with group 2.

 

Анализ содержания в крови стрессовых гормонов показал значимое повышение в крови ветеранов УСВО с ПТСР концентраций АКТГ, норадреналина, кортизола, рассматриваемое, с одной стороны, как пластический эквивалент тяжести перенесенного пролонгированного психоэмоционального стресса, с другой – как отражение накопления «аллостатического груза», являющегося совокупностью стресс-индуцированных нервных и эндокринных изменений в организме и своеобразной «ценой адаптации», обеспечивающей постоянство внутренней среды «через изменение» [9]. Такая «цена адаптации» с высоким и длительно сохраняющимся повышенным уровнем гормонов стресса приводит к накоплению, кумуляции «аллостатического груза» клиническим эквивалентом которого может являться ПТСР. О повышении симпатонейральной активности головного мозга при ПТСР также свидетельствует зафиксированный нами повышенный уровень норадреналина в крови, в сравнении с группой сравнения и контрольной.

Известно, что наиболее пролонгированные фазы стрессовой реакции детерминированы включением соматотропного и тиреотропного паттернов эндокринной регуляции. В то же время гонадотропная составляющая в условиях стресса характеризуется дисбалансом синтоксической и более энергозатратной кататоксической программ адаптации и при подавлении синтоксической программы снижается выделение фертильных факторов, в частности α2-микроглобулина, трофобластического – PI гликопротеида, препятствующих деструктивному действию дезадаптивных стрессовых реакций [4].

Особое значение имеет снижение содержания дегидроэпиандростерона (ДГЭА) в крови ветеранов с ПТСР в сравнении с показателями группы сравнения и контрольной. При остром и пролонгированном стрессе повышение концентрации ДГЭА является не только маркером остроты стрессовой реакции, но и протекторным ограничительным механизмом в отношении других гормонов стресса, в частности кортизола и катехоламинов, максимум его концентрации в крови фиксируется на пике и к окончанию стрессовой реакции [5]. Имеются данные о снижении уровня ДГЭА через 3 месяца после острого стрессового события [6]. Кроме того, показано, что ДГЭА предотвращает развитие психологической дезадаптации и стресс-индуцированных расстройств, а снижение концентрации ДГЭА наблюдается при наличии негативных поведенческих реакций при ПТСР [8].

Запуск иммуноопосредованных нейровоспалительных процессов на территории ЦНС при формировании аллостаза возникает в контектсте повышенных стрессовых реакций совместно с изменениями функции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси (ГГН) и активности автономной нервной системы. Однако при ПТСР наблюдается дисбаланс в виде гипоактивной ГГН оси и гиперактивации симпатической нервной системы, приводящий к усилению нейровоспалительных реакций на территории головного мозга [10]. Массивный выброс катехоламинов в кровоток индуцирует рекрутинг иммунных клеток. Роль интерлейкинов в запуске и разворачивании адаптационных постстрессовых программ достаточно дискутабелен, однако, имеются сведения о роли IL-4, IL-6, IL-1β, IL-10 в активации симпатического отдела ВНС (кататоксический профиль программы), а IL-2, IL-12 в активации парасимпатического отдела (синтоксическая программа адаптации) [4]. Определение цитокинового профиля крови ветеранов показало ряд характерных изменений (табл. 2).

 

Таблица 2. Цитокиновый профиль крови ветеранов современных боевых конфликтов, Me (Q_0,25-Q_0,75)

Table 2. Blood cytokine profile of veterans of modern combat conflicts, Me (Q_0.25-Q_0.75)

Показатели, пг/мл Indicators, pg/ml	Группа 1 Ветераны УСВО с ПТСР Group 1 USVO veterans with PTSD n = 38	Группа 2 Ветераны 2 ЧВК Group 2 Veterans 2 PMCs n = 30	Группа 3 Контрольная Group 3 Control n = 20
TNFα	13,5 (11,9-18,6)	3,3 (2,9-4,5)*	1,7 (0,9-2,3)*
IFNγ	10,6 (8,6-12,6)	18,1 (16,3-24,6)*	33,4 (28,5-38,6)*,**
IL-1β	23,7 (13,3-25,9)	10,5 (8,3-11,6)*	7,4 (4,2-8,3)*
IL-6	17,8 (16,6-19,6)	13,1 (11,5-15,6)*	11,2 (9,2-12,5)*
IL-12	25,6 (18,6-29,6)	16,4 (14,3-18,2)*	14,5 (11,2-15,8)*
IL-4	1,22 (0,98-1,96)	4,2 (2,8-6,2)*	3,9 (2,8-5,1)*
IL-10	11,2 (10,3-13,3)	44,5 (59,3-65,3)*	48,2 (35,7-54,2)*
IL-13	18,6 (14,2-23,3)	22,3 (19,6-25,6)	24,3 (15,6-25,8)
IL-2	10,6 (6,3-12,3)	41,9 (34,5-48,9)*	56,3 (48,5-69,3)
TGF-β	10,3 (8,8-11,5)	29,6 (25,4-36,5)*	23,4 (18,6-26,5)*

Примечание: Достоверность различий (р) – критерий Манна–Уитни; * – значимые различия с группой 1; ** – с группой 2.

Note. Significance of differences (p), Mann–Whitney test; *, significant differences with group 1; **, with group 2.

 

Согласно нашим данным, аллостатические реакции при ПТСР включали наличие в крови ветеранов УСВО значимого повышения концентрации провоспалительных цитокинов (IL-1β, IL-6, IL-12, TNFα) и снижения концентрации цитокинов, проявляющих противовоспалительную и регуляторную направленность действия (IL-4, IL-10, TGF-β, IL-2).

Включение симпатонейральных реакций при накоплении «аллостатического груза» сопровождается повышением секреции норадреналина/норэпинефрина, а при действии последнего на клетки нейроглии, лимфоциты приводит к стимуляции выброса IL-1β и IL-6 [3]. В свою очередь кортизол индуцирует образование и выброс в кровоток ряд медиаторов воспаления: TNFα, IL-6 и метаболитов арахидоновой кислоты, в частности циклооксигеназы-2. Кроме того, известно об участии мелатонина в секреции цитокинов при стрессе [4]. Данная нейровоспалительная реакция в первые фазы стрессовой реакции улучшает мозговое кровоснабжение, утилизацию глюкозы, повышает синаптическую пластичность и обеспечивает стимуляцию гиппокамп-зависимых и переднелобных зон, отвечающих за когнитивное обеспечение эмоциональной составляющей стресса [4].

В то же время цитокин-индуцированная стимуляция блуждающего нерва («воспалительный рефлекс») оказывает понижающую регуляцию относительно продукции провоспалительных цитокинов. Микроглиальные клетки в условиях пролонгированного стресса усиливают продукцию IL-4, проявляющего на территории головного мозга нейротрофические свойства и снижающего экспрессию системы медиаторов воспаления IL-1β/IL-1βR1 [13]. Установленное нами повышение уровня TGF-β реализуется в виде усиления протекции тканей мозга в отношении деструктивного действия повышенных концентраций медиаторов воспаления TNFα, IL-1β, IL-6, оксида азота и эйкозаноидов, также предотвращая развитие эндотелиальной дисфункции [7]. Цитокиновые сигналы, подаваемые высокими концентрациями TGF-β1, увеличивают количество и функциональную активность Т-регуляторных клеток (Treg), а IL-2 и IL-10 способствует выработке и дифференцировке последних, способствуя таким образом реализации синтоксической программы адаптации к стрессу [4].

В эксперименте показано, что в крови мышей, подвергавшихся длительному иммобилизационному стрессу, в крови определяются высокие уровни Th1-зависимых цитокинов (IL-6, IL-10, IL-4), напротив, интактные мыши характеризовались преобладанием Th2-цитокинов (IFNγ и IL-2) [11].

Отдельными исследованиями показано, что нейровоспалительный статус при ПТСР может быть связан с развитием психо-поведенческих симптомов ПТСР, в частности экспериментально показано, что нейровоспаление ухудшает когнитивные функции и замедляет сроки исчезновения возвратных воспоминаний о психотравмирующем событии [12]. Напротив, показано, что глюкокортикоиды уменьшают длительность и эмоциональный окрас вызывающих отвращение воспоминаний через изменение функциональных связей между миндалиной и лобной корой [10].

ДГЭА оказывает стимулирующее влияние на синтез IL-2, IFNγ, IGF-I (инсулиноподобный фактор роста), IL-10, VEGF (сосудистого эндотелиального ростового фактора), тем самым приводя к нивелированию стресс-индуцированных нарушений иммунной системы и реализации когнитивной дисфункции. Предположительно, зафиксированное нами снижение уровня ДГЭА в группе ветеранов УСВО определенным образом связано с наличием ПТСР.

Заключение

Таким образом, формирование дезадаптивных изменений у ветеранов современных боевых конфликтов при накоплении «аллостатического груза» клинически выражается в формировании различных постстрессовых расстройств, в частности ПТСР, и сопровождается изменением нейроцитокинового профиля крови. При ПТСР наблюдается дисбаланс адаптационных программ в виде преобладания кататоксической программы, заключающейся в повышении уровней АКТГ, норадреналина, кортизола, провоспалительных цитокинов: IL-1β, IL-6, IL-12 и TNFα и подавлении выраженности энергосберегающей синтоксической программы в виде снижения ДГЭА, уровней противовоспалительных цитокинов: TGF-β, IL-4, IL-10, IL-2, что в целом способствует формированию клинических эквивалентов дезадаптивных расстройств.

About the authors

S. L. Pashnin

Chelyabinsk Regional Clinical Hospital

Email: davidova-ev.med@yandex.ru

Neurosurgeon, Honored Physician of the Russian Federation, Head, Department of Neurosurgery

Russian Federation, Chelyabinsk

E. V. Davydova

Chelyabinsk Regional Clinical Hospital; South Ural State Medical University

Author for correspondence.
Email: davidova-ev.med@yandex.ru

PhD, MD (Medicine), Associate Professor, Professor of the Department of Medical Rehabilitation and Sports Medicine; Head, Department of Early Medical Rehabilitation

Russian Federation, Chelyabinsk; Chelyabinsk

D. S. Altman

Chelyabinsk Regional Clinical Hospital

Email: davidova-ev.med@yandex.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Honored Physician of the Russian Federation, Chief Physician

Russian Federation, Chelyabinsk

References

Supplementary files