Активация аутоиммунного процесса после черепно-мозговой травмы (ЧМТ) происходит вследствие развития воспаления, повышения проницаемости гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) и выброса в кровь через поврежденный ГЭБ структурных компонентов нервных и глиальных клеток [3, 4]. Увеличение содержания в крови аутоантител (аАТ) к различным мишеням мозга в посттравматическом периоде ЧМТ прежде всего свидетельствует о повреждении «забарьерных» антигенных структур, в значительной степени представленных различными мембранными рецепторами нейрофункциональных белков [9, 21]. Некоторые аАТ в начальном периоде заболевания способны выполнять компенсаторные функции, экранируя поврежденный рецептор, и таким образом облегчать течение травмы мозга [4, 6]. Однако известны аАТ, вызывающие дополнительное повреждение различных структурных компонентов ткани мозга, усиливая отек, воспаление, а также вход Са²⁺ в нейроны [5, 25]. В настоящее время все больше исследователей приходят к выводу, что для более глубокого изучения аутоиммунных процессов, происходящих при ЧМТ, необходимо проведение исследований содержания аАТ к возможно большему числу нейрофункциональных белков [24]. Это может способствовать более глубокому пониманию патогенетических механизмов посттравматического периода и в будущем привести к созданию новых подходов для лечения больных с ЧМТ.

В наших предыдущих исследованиях мы попытались связать тяжесть и прогноз ЧМТ с уровнем аАТ к рецепторам глутамата [4, 6] и многофункциональному глиальному белку S100B [7]. Мы предположили, что у детей, перенесших ЧМТ, среди образующихся аАТ могут присутствовать и аАТ к нейрональным ацетилхолиновым рецепторам (АХР) α-7 типа (α7), определение содержания которых должно способствовать изучению патогенеза посттравматического периода [2]. Наши предположения основывались на данных о том, что α7 тип АХР (α7-АХР) играет центральную роль в регуляции синтеза провоспалительных цитокинов [22, 23], повышающихся при воспалении, что, как правило, сопровождает острый период ЧМТ и может приводить к когнитивным расстройствам [12].

Целью данной работы являлось исследование уровня аАТ к α7-AXP и их возможной диагностической значимости в тяжести повреждений мозга при ЧМТ.

У 10 детей, перенесших ЧМТ различной степени тяжести, в различные дни после ЧМТ был исследован уровень аАТ к различным участкам α7-AXP.

Тяжесть ЧМТ оценивалась по шкале комы Глазго (ШКГ), исход - по шкале исходов Глазго (ШИГ). В соответствии с этими данными были выделены 5 групп пациентов: 1-я группа - полное восстановление; 2-я - умеренная инвалидизация; 3-я - тяжелая инвалидизация; 4-я - вегетативное состояние; 5-я - летальный исход. Из 10 пациентов 5 перенесли легкую ЧМТ (ЛЧМТ, ШКГ 13-15 баллов) и полностью восстановились. Из 5 детей, перенесших тяжелую ЧМТ (ТЧМТ, ШКГ 3-8 баллов), 1 полностью выздоровел, 3 остались инвалидами и 1 умер после пребывания в длительном вегетативном состоянии.

Кровь для исследования брали на 1-3, 7, 21-38-й дни пребывания пациентов в стационаре. У пациента с вегетативным статусом исследование крови проводили на 365-й день после ЧМТ за несколько дней до летального исхода.

Содержание аАТ к АХР определяли иммуноферментным методом, оценивая способность сывороток связываться с различными участками N-концевого экстрацеллюлярного домена α7-АХР, смоделированными синтетическими пептидами. Эти участки представлены в виде трех пептидов. Фрагмент АХР 1-23 имеет аминокислотную последовательность GEFQRKLYKELVKNYNPLERPVA и соответствует N-концевому -спиральному экспонированному участку молекулы рецептора. Пептид АХР (159-167)-(179-188) имеет аминокислотную последовательность QMQEADISGY-IPGKRSERFY и объединяет два экспонированных участка α7-АХР-(159-168) и (179-188) [1]. Пептид АХР (173-193) имеет аминокислотную последовательность EWDLVGIPGKRSERFYECCKE, экспонирован на поверхности рецептора и включает аминокислотные остатки Y-188 и С-190, играющие ключевую роль при связывании рецептора с ацетилхолином [19].

При проведении иммуноферментного анализа вначале на планшет наносили пептиды, а затем сыворотку пациента в различных разведениях от 1:50 до 1:1000. В качестве контроля были исследованы сыворотки 4 здоровых пациентов. Для оценки специфичности связывания АХР с указанными пептидами использовали данные связывания с контрольным фрагментом 197-213 белка VP1 вируса ящура (Swiss-Prot АСС63169) последовательности SQDRHKQKIIAPAKQLL.

Результаты определения аАТ к α7-АХР представлены в виде единиц оптической плотности (ЕОП) при Х=492 нм.

Результаты содержания аАТ по связыванию сывороток 10 пациентов с фрагментами α7-АХР приведены на рис. 1-3 и в таблице.

Анализ данных, представленных на рис. 1, показывает, что у детей, перенесших легкую ЧМТ, увеличения содержания аАТ к фрагментам АХР не отмечалось, наблюдалась лишь тенденция к повышению уровня связывания с пептидом с последовательностью 173-193 на 3-й день после ЧМТ. У детей, перенесших тяжелую ЧМТ, к 7-му дню отмечен рост концентрации аАТ ко всем трем исследованным фрагментам α7-АХР. По сравнению с пациентами с легкой ЧМТ у детей с тяжелой ЧМТ связывание сывороток крови с фрагментами α7-АХР увеличилось на 75% к участку 1-23, на 58% - к двум участкам, представленным составным пептидом - 159-167, 179-188, и на 67% к участку 173-193.

Анализ приведенных в таблице индивидуальных данных содержания аАТ к функционально значимому участку α7-АХР, ответственному за связывание АХ с участком АХР (173-193), показывает, что после легкой ЧМТ у всех детей уровень аАТ или не изменялся, оставаясь несколько повышенным, или снижался до контрольного уровня. При этом у всех пациентов не выявлено увеличения содержания аАТ к 7-му дню (рис. 2). При тяжелой ЧМТ, напротив, у всех детей, за исключением 1 пациента (наблюдение 6), отмечался рост содержания аАТ ко всем фрагментам α7-АХР, в частности к фрагменту (173-193) (см. табл., рис. 2). У этого пациента, с хорошим восстановлением неврологических функций после тяжелой ЧМТ (1-я группа по ШИГ), содержание аАТ к центральному участку (173-193) и другим фрагментам α7-АХР к концу 1-й недели снижалось до контрольного уровня. В наблюдениях №7 и 10 с тяжелыми неврологическими осложнениями после тяжелой ЧМТ (2-я и 4-я группы по ШИГ) увеличение уровня аАТ к α7-АХР к 7-му дню было максимальным. Следовательно, чем тяжелее ЧМТ и более тяжелые повреждения мозга отмечались у пациентов, тем больший рост содержания аАТ к фрагментам α7-субъединицы АХР в крови наблюдался в первую неделю после травмы. Возникает вопрос - какое физиологическое значение может иметь подобная динамика содержания аАТ при тяжелой ЧМТ?

Определение содержания аАТ к нейрофункциональным белкам имеет большое значение в понимании патогенеза ЧМТ, поскольку их повышенный уровень прежде всего указывает на травматический процесс. Помимо этого аАТ за счет блокады активных центров рецепторов могут играть значительную роль в защитных механизмах в ответ на стресс, обеспечивая компенсаторно-приспособительные процессы [8]. Известно, что передача сигнала, опосредованная через α7-субъединицу АХР, в норме обеспечивает нейрональную пластичность и выживание нейронов [10, 13]. При патологии α7-субъединице АХР отводится центральная роль в регуляции, посредством которой подавляется синтез множества провоспалительных цитокинов, в особенности фактора некроза опухоли-α (TNF-α) [17, 18]. Подобная регуляция опосредуется через холинергический путь и n. vagus и осуществляется через селезенку, в которой источником TNF-α являются макрофаги [11]. Использование селективных ингибиторов α7-субъединицы АХР показало их эффективность на экспериментальной модели сепсиса [20], геморрагического шока [14] и таких состояний, как панкреатит [23]. Аналогичные терапевтические подходы с использованием пептидов в качестве стимуляторов выработки аАТ к α7-субъединице АХР могут применяться к лечению нейродегенеративных заболеваний. Известно, что центральным патологическим звеном при болезни Альцгеймера является воспалительный процесс с активацией микроглии, проникновением β-амилоида (Аβ) внутрь нейронов и образованием β-амилоидных бляшек. Это в свою очередь приводит к снижению количества АХР на нейронах, гибели нейронов и снижению когнитивных функций. Подобное развитие нарушений с накоплением Аβ в аксонах описано и при ЧМТ у человека [15]. В работах О.М. Вольпиной и соавт. [1, 2, 16] на экспериментальной модели болезни Альцгеймера было показано, что иммунизация животных пептидными фрагментами α7-субъединицы АХР приводит к выработке аАТ к АХР, что способствует сохранению когнитивной способности этих животных.

Если рассматривать факт увеличения содержания аАТ к α7-субъединице АХР как компенсаторно-приспособительный механизм, то становится понятным, что у более тяжелых больных требуется большее количество аАТ для связывания с АХР. Однако это верно в том случае, если содержание самих рецепторов АХ не снижается. Означает ли факт большего образования аАТ к АХР и более выраженное разрушение самих рецепторов АХ? На этот вопрос окончательного ответа пока нет.

В наших предыдущих исследованиях было показано, что у пациентов с благоприятным исходом после тяжелой ЧМТ по сравнению с пациентами, имеющими неблагоприятный исход, сразу после травмы мозга отмечался более высокий уровень в крови аАТ к глутаматному рецептору [6]. Таким образом, возможно, что рост титра аАТ в 1-ю неделю после травмы мозга к различным участкам α7-субъединицы АХР (и преимущественно к участку АХР, отвечающему за связывание с рецептором) может указывать на развитие компенсаторно-приспособительных механизмов, в которых аАТ играют защитную роль, выполняя функцию блокаторов рецептора АХ.

У больного с вегетативным состоянием вследствие тяжелой ЧМТ (наблюдение №10) долгое время наблюдался рост аАТ к функционально значимому участку α7-субъединицы АХР, однако этот уровень резко снижался до контрольных величин незадолго до летального исхода (рис. 3). Мы полагаем, что столь выраженное снижение уровня аАТ при резком ухудшении состояния больного может быть связано со значительным снижением количества АХР в результате гибели нейронов. Можно также предположить, что резкое снижение выработки аАТ связано с нарушением взаимодействия иммунной и нервной систем, что способно привести к дизрегуляции образования провоспалительных цитокинов, таких как TNF-α. В этом отношении важными данными являются экспериментальные исследования [17], свидетельствующие о способности TNF-α повреждать астроциты, нарушая их взаимоотношение с нейронами при гиперстимуляции глутаматных рецепторов и возможности использования AT к TNF-α, которые, частично восстанавливая глутаматный ответ в астроцитах, непрямым образом улучшают синаптическую трансмиссию в нейронах.

Полученные в настоящем исследовании данные свидетельствуют о том, что α7-субъединицы АХР включаются в патогенез травматических повреждений мозга и, возможно, играют важную роль в протекании посттравматического периода ЧМТ. Такого рода предварительные результаты определения аАТ к α7-субъединице АХР свидетельствуют о необходимости проведения дальнейшей работы, направленной на изучение механизма действия данных аАТ на нейроны мозга и их возможного использования для диагностики и лечения посттравматических осложнений.