Фактор роста эндотелия сосудов VEGF и металло-лигандный гомеостаз в патогенезе ишемического инсульта
Журнал: Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2021;121(8‑2): 30‑34
Прочитано: 2060 раз
Как цитировать:
Ишемический инсульт (ИИ) вызывает цепочку биохимических перестроек, приводящих к функционально-адаптационным изменениям в головном мозге [1].
Изучение многоуровневых механизмов, важных для жизни патологических процессов на молекулярном, нейрональном, системном и организменном уровнях, выявление их связи и взаимодействий являются актуальными задачами фундаментальной медицины. Выявление механизмов патогенеза дизрегуляционной патологии головного мозга необходимо для разработки нового алгоритма диагностических критериев и новой стратегии реабилитационной терапии с целью обеспечения максимальной сохранности мозговой ткани при дисциркуляторных расстройствах, а также с целью первичной и вторичной профилактики инсульта [2, 3].
Всемирной организацией по борьбе с инсультом принята концепция «время—мозг», важна каждая минута для максимального сохранения нейронов и синапсов и восстановления большинства функций головного мозга. Для этой цели необходима разработка биомаркеров самых ранних признаков неврологических нарушений и надежных критериев сохранности мозговой ткани при уже произошедшей сосудистой катастрофе [4, 5].
Цель исследования — изучение сопряженной динамики VEGF и компонентов металло-лигандного гомеостаза у больных в остром периоде ИИ.
На базе неврологического отделения Клинической больницы №123 ФМБА России было проведено комплексное исследование роли VEGF, мощного проангиогенного протеина, с ключевой ролью в регуляции ангиогенеза и микроэлементов в этиопатогенезе ИИ.
Обследованы пациенты с ИИ (n=158) в острейшем периоде, возраст от 50 до 75 лет, средний возраст — 68±0,7 года; из них 87 (55%) мужчин и 71 (45%) женщина.
У обследованных пациентов по критериям TOAST (Trial of Org 10172 in Acute Stroke Treatment) были диагностированы атеротромботический, кардиоэмболический, лакунарный патогенетические подтипы ИИ.
Критерии включения в исследование: верифицированный ишемический инсульт; возраст обследуемых 18 лет и старше. Критерии невключения в исследование: геморрагический характер инсульта, смешанный характер инсульта. Группа сравнения представлена здоровыми (n=150), возраст от 50 до 60 лет, средний возраст — 56±0,6 года; мужчин — 102 (68%), женщин — 48 (32%).
Методом иммуноферментного анализа ELISA была определена концентрация в сыворотке крови специфического белка VEGF (пг/мл). Анализ выполнялся в клинико-диагностической лаборатории Клинической больницы №123 ФМБА России на автоматическом биохимическом анализаторе «Сапфир-400», автоматическом гематологическом анализаторе Medonic MC-15, МЕК 7222, автоматическом иммуноферментном анализаторе «Лазурит», «Вектор-бест», Россия), с использованием реагентов производства «Randox» (Великобритания), «CORMAY» (Польша), «Юнимед» (Россия), «Вектор-бест» (Россия) . Пробы крови брали свободным истечением из локтевой вены утром натощак через 12—14 ч после приема пищи.
Определение концентрации макро- и микроэлементов в сыворотке крови проводилось методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой (прибор NexION 300D, Perkin Elmer, США). Была определена концентрация в сыворотке крови: макроэлемента — магния (Mg) и микроэлементов — меди (Cu), марганца (Mn), селена (Se), цинка (Zn) и железа (Fe) (мкг/мл).
Пробоподготовка сыворотки крови для определения концентрации микроэлементов. Образцы сыворотки разбавлялись в пропорции 1:15 подкисленным дилюентом. Дилюент состоит по объему из 1% 1-Butanol (#1.00988, Merck KGaA, 64271 Darmstadt, Germany), 0,1% Triton X-100 (Sigma #T9284 Sigma-Aldrich, Co., St. Louis, MO 63103 USA) и 0,07% HNO3 (Fluka #02650 Sigma-Aldrich, Co., St. Louis, MO 63103 USA), растворенных в дистиллированной деионизованной воде с удельным сопротивлением 18,2 Мом/см, полученной с использованием деионизатора (9000602, Labconco Corp., Kansas City, MO 64132, USA). Такой дилюент имеет pH=2,0, он быстро и полностью растворяет клетки крови и протеины, позволяя получать чистые и стабильные растворы образцов.
На этом пробоподготовка заканчивается и полученный раствор образца вводится для анализа в масс-спектрометр с индуктивно связанной плазмой (или в англоязычной литературе ICP-MS — inductively coupled plasma mass spectrometry) ИСП-МС систему Nexion 300D (PerkinElmer Inc., Shelton, CT 06484, USA). Такая технология пробоподготовки разработана в Центре биотической медицины проф. А.В. Скальным.
Статистическая обработка результатов проводилась с помощью пакета прикладных программ Statistica 10 и метода оптимальных достоверных разбиений (ОДР), входящего в группу методов интеллектуального анализа данных Data mining [6—8].
На первом этапе исследования были определены значения концентрации VEGF (пг/мл) в сыворотке крови у пациентов с ИИ и здоровых. Пациенты были разделены на две группы, различающиеся по концентрации VEGF: в одну группу вошли пациенты с концентрацией VEGF <246 пг/мл, (нормальное значение показателя), в другую вошли пациенты с концентрацией VEGF >246 пг/мл (патологическое значение показателя).
Как показали уже первые результаты нашего исследования, у мужчин с ИИ по сравнению со здоровыми концентрация VEGF была значительно выше и составила 708,596 и 152,21 пг/мл соответственно (p=0,000000) (табл. 1).
Таблица 1. Средние значения VEGF (пг/мл), макро- и микроэлементов в группах мужчин с ИИ и здоровых
|
Показатель |
Референсные значения |
Больные ИИ, n=87 |
Здоровые, n=102 |
Достоверность (критерий Манна—Уитни) p |
|
VEGF, пг/мл |
10—246 |
708,5±788,9 |
152,21±56,7 |
<0,000001 |
|
Cu, мкг/мл |
08—1,65 |
1,27±0,21 |
1,09±0,17 |
0,008 |
|
Mg, мкг/мл |
20—25 |
22,72±2,63 |
22,09±2,02 |
0,013 |
|
Mn, мкг/мл |
0,0011—0,004 |
0,002±0,0001 |
0,0011±0,0002 |
0,000003 |
|
Se, мкг/мл |
0,07—0,12 |
0,113±0,023 |
0,091±0,015 |
0,000336 |
|
Zn, мкг/мл |
0,75—1,5 |
1,19±0,24 |
0,93±0,03 |
0,000011 |
В табл. 1 представлены значения макро- и микроэлементов у мужчин больных ИИ и здоровых с разной концентрацией VEGF (пг/мл). Были зарегистрированы статистически значимые различия концентрации микроэлементов в сыворотке в группах мужчин с ИИ и здоровых.
На следующем этапе исследования нами была определена концентрация макро- и микроэлементов в группе мужчин с ИИ, характеризующихся высокой концентрацией VEGF >246 пг/мл (табл. 2).
Таблица 2. Значение фактора VEGF, макро- и микроэлементов (мкг/мл) у мужчин (n=87) с ИИ при высоком уровне VEGF >246 пг/мл
|
Показатель |
M |
SD |
Me |
Min |
Max |
|
VEGF |
869,22 |
725,70 |
685,11 |
291,60 |
3175,89 |
|
Cu |
1,243 |
0,200 |
1,270 |
0,663 |
1,780 |
|
Mg |
22,293 |
2,740 |
22,705 |
19,290 |
30,041 |
|
Mn |
0,002 |
0,001 |
0,002 |
0,001 |
0,111 |
|
Se |
0,111 |
0,021 |
0,108 |
0,073 |
0,161 |
|
Zn |
1,126 |
0,260 |
1,135 |
0,497 |
1,781 |
Примечание. Здесь и в табл. 3: M — среднее значение; SD — стандартное отклонение; Me — медиана; Min — минимальное значение; Max — максимальное значение.
Были обнаружены статистически значимые различия между концентрацией VEGF в группе больных ИИ и здоровых.
Аналогичное сравнение концентрации макро- и микроэлементов в сыворотке крови в группе женщин с ИИ, храктеризующихся высокой концентрацией VEGF >246 пг/мл и в группе здоровых женщин (табл. 3).
Таблица 3. Значение фактора роста VEGF, макро- и микроэлементов у женщин с ИИ (n=71), при высоком уровне VEGF >246 пг/мл
|
Показатель |
M |
SD |
Me |
Min |
Max |
|
VEGF |
874,68 |
951,51 |
653,92 |
128,01 |
3590,11 |
|
Cu |
1,247 |
0,311 |
1,210 |
0,833 |
1,951 |
|
Mg |
22,623 |
2,391 |
22,795 |
16,630 |
28,741 |
|
Mn |
0,002 |
0,001 |
0,002 |
0,001 |
0,101 |
|
Se |
0,105 |
0,023 |
0,105 |
0,051 |
0,151 |
|
Zn |
1,084 |
0,121 |
1,070 |
0,777 |
1,391 |
В сыворотке крови у мужчин и женщин с ИИ не наблюдается достоверной разницы в концентрациях VEGF и макро- и микроэлементов.
Данные результаты свидетельствуют о наличии многоуровневых механизмов ИИ, представленных на молекулярном и биохимическом уровнях. Участие специфического белка VEGF в многофакторном этиопатогенезе ИИ в комплексе с показателями концентрации макро- и микроэлементов дает основание для разработки стратегии оптимизации репаративных процессов ишемизированной нервной ткани с помощью модуляции металло-лигандного гомеостаза.
На следующем этапе статистической обработки результатов был использован метод ОДР, входящий в группу методов интеллектуального математического анализа Data mining. Для анализа было проведено разделение пациентов с ИИ на две группы: 1) с VEGF >750 пг/мл и 2) с VEGF <750 пг/мл. В качестве целевой переменной Y был выбран бинарный показатель уровня VEGF, задаваемым с помощью порога 750 пг/мл (верхняя граница нормы) [8].
Нами выявлены закономерности, которым подчиняется соотношение концентраций VEGF, Cu и Zn.
Наблюдения, соответствующие уровню VEGF >750 пг/мл, на диаграммах обозначены +. Наблюдения, соответствующие уровню VEGF <750 пг/мл, на диаграммах обозначены О.
На рисунке показано распределение значений Mn и Cu друг относительно друга с разделением на подгруппы в зависимости от уровня VEGF.
График рассеяния с квадрантами распределения значений Mn и Cu друг относительно друга с разделением на подгруппы в зависимости от уровня VEGF у пациентов с ИИ.
При уровне Mn выше 0,921 мкг/мл и уровне Cu ниже 1,115 мкг/мл (верхний левый квадрант I) содержится только 4 наблюдения, соответствующие пациентам с VEGF >750 пг/мл. В верхнем правом квадранте II, напротив, преобладают наблюдения с VEGF <750 пг/мл: 6 наблюдений, соответствующих уровню VEGF >750 и 16 наблюдений, соответствующих уровню VEGF <750 пг/мл. При уровне Mn <0,000185 мкг/мл уровень VEGF повышается с ростом содержания Cu.
Такое соотношение показателей является закономерным, если учесть, что Cu является обязательным фактором во всех ангиогенных сигнальных каскадах настолько, что дефицит Cu приводит к уменьшению неоваскуляризации [9].
В то же время Mn играет важную роль в предупреждении апоптоза посредством Mn-зависимых эндонуклеаз и регуляции Mn — супероксиддисмутаза: связь между уровнем VEGF и содержанием Cu носит противоположный характер при уровне Mn выше и ниже границы 0,00185 [10—12].
Проведенное исследование подтвердило сопряженность комплекса показателей, находящихся на разных уровнях биологической организации (атомарном, как Mg, Cu, Mn, Se, Zn и Fe, и биохимическом, как VEGF, которые принимают участие в патогенезе ИИ). VEGF является ключевым фактором ангиогенеза и нейрогенеза, осуществляя еще и нейропротекторную функцию. Металло-лигандный гомеостаз является важным эндогенным звеном в механизмах патогенеза ИИ: макро- и микроэлементы принимают участие в ферментативных реакциях и входят в состав подавляющего большинства кофакторов ферментов, факторов танскрипции ДНК.
Выявленные механизмы формирования ишемии мозга и разработка стратегии устранения патологических звеньев ишемического каскада необходимы для оптимизации лечения больных с ИИ.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Литература / References:
Подтверждение e-mail
На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.
Подтверждение e-mail
Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.