Важным и неотъемлемым свойством синаптических контактов как в центральной, так и периферической нервной системе является пластичность, т.е. способность синапсов к функциональным и морфологическим перестройкам в процессе активности. Именно благодаря этому свойству синапсы выполняют множество разнообразных физиологических функций в организме. Выделяют кратковременные формы синаптической пластичности (СП), которые длятся секунды и минуты, и долговременные - которые могут продолжаться в течение часов, месяцев и даже лет. Долговременные виды пластичности формируются на базе кратковременных и лежат в основе когнитивных функций нервной системы - обучения, памяти, внимания, психомоторной координации и др. [5, 39, 43].

Механизмы и регуляция СП сегодня интенсивно исследуются специалистами в области молекулярной психиатрии, поскольку их нарушение обусловливает как нарушение когнитивных функций, так и развитие психических нарушений, в том числе депрессивных состояний и посттравматического стрессового расстройства (ПТСР) [15, 25, 34].

Молекулярные механизмы, лежащие в основе нарушений СП при ПТСР [29, 31], пока еще недостаточно изучены. Мы предположили, что одним из факторов, способствующих развитию таких нарушений, может быть аномальный апоптоз, который, как известно, является важнейшим регулятором СП [1, 21, 36]. Это предположение основано на полученных данных [20, 48] о том, что в патогенез ПТСР включены некоторые вялотекущие воспалительные процессы, как правило, ассоциирующиеся с аномальным апоптозом [35, 38].

Воспалительные процессы при ПТСР сопровождаются гиперпродукцией хемокинов и провоспалительных цитокинов, таких как интерлейкин (ИЛ)-1β, ИЛ-6, фактор некроза опухолей-α (ФНО-α) [2, 3, 26]. Цитокины играют важную роль в регуляции и запуске сигнальных путей апоптоза [10, 24]. Установлено, что повышение уровней провоспалительных цитокинов активирует процессы апоптоза [17, 23, 49]. Так, связывание ФНО-α с ФНО-рецептором первого типа (ФНО-R1) на мембранах клеток запускает апоптоз. Кроме того, центральное место в регуляции апоптоза принадлежит цистеиновым протеазам, родственным интерлейкин-1β-конвертазе. Предполагают, что связывание ФНО-α с ФНО-R1 приводит к активации этих протеаз через многоступенчатый процесс белковых взаимодействий, что, в конечном итоге, запускает апоптоз [33, 41, 44].

Цель настоящего исследования - получение экспериментального подтверждения высказанного предположения с помощью определения уровня маркерных белков апоптоза и СП, аннексина-А5 [8] и комплексина-2 [28, 51] соответственно, а также провоспалительного цитокина ФНО-α в крови больных ПТСР в сравнении со здоровыми лицами и проведения корреляции между указанными показателями.

Обследовали страдающих ПТСР 37 ветеранов войны (код по DSM-IV-TR: 309.81) [13] (средний возраст (М±δ) - 47±8 лет; средняя длительность заболевания - 17 лет).

Контрольную группу соматически и психически здоровых без наследственной отягощенности психическими заболеваниями составили 35 сотрудников академии (средний возраст - 46±3 года). Как больные ПТСР, так и здоровые были мужского пола.

Диагностическую оценку состояния больных, анализ выраженности и частоты проявления клинико-психопатологических признаков (симптомы) ПТСР проводили врачи-психиатры центра «Стресс» Армении по критериям DSM-IV-TR [13], критериям структурированного клинического интервью для DSM-IV (SCDI-I) [16] и шкалы клинической диагностики ПТСР - CAPS [7].

Все обследованные были проинформированы врачами о предстоящем исследовании и дали согласие на взятие крови. Исследование было одобрено комитетом по этике Института молекулярной биологии Национальной академии наук Республики Армения.

Забор крови проводили в 9:00-10:00 ч утра натощак пункцией из локтевой вены. Пробы крови сразу же помещали на лед, затем центрифугировали при 3000 g в течение 10 мин и отбирали сыворотку, которую использовали в последующих экспериментах. Образцы сыворотки хранили при -30 °С. Все исследуемые образцы анализировали в двух параллельных пробах.

Концентрации аннексина-А5 и комплексина-2 в сыворотке крови определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа при использовании коммерческих наборов реагентов (Uscn Life Science, Inc.) в соответствии с инструкциями производителя и выражали в нг/мл и пг/мл сыворотки соответственно. Концентрацию ФНО-α в сыворотке крови определяли методом ИФА, используя коммерческие наборы реагентов («Gen-Probe», Франция) в соответствии с инструкциями производителя, и выражали в пг/мл сыворотки.

Статистическую обработку полученных данных проводили, используя программный пакет «GraphPad Prism 3.03» (GraphPad Software, Inc., США), с помощью U-теста Манна-Уитни и корреляционного анализа, включающего расчет рангового коэффициента корреляции Спирмена (Rs). Значения p<0,05 были приняты как статистически достоверные.

Концентрация аннексина-А5 и комплексина-2 в сыворотке крови больных ПТСР была в среднем соответственно в 2,3 (p<0,0001) и 1,2 разa ниже, чем в норме (p<0,05). Полученные данные представлены на рис. 1 и 2.

Что касается уровней ФНО-α, то у больных ПТСР они в среднем в 1,3 раза статистически значимо превышали характерные для нормы значения (p<0,03), подтверждая результаты исследований, опубликованных ранее как нами [2, 3], так и другими исследовательскими группами [26].

Корреляционный анализ выявил наличие статистически значимой положительной корреляции между уровнями аннексина-А5 и комплексина-2 у больных ПТСР (Rs=0,38, p<0,045). При этом в норме не было обнаружено какой-либо статистически значимой корреляции между отмеченными параметрами (Rs= -0,14; p>0,425).

Кроме того, у больных ПТСР была обнаружена статистически значимая отрицательная корреляция между уровнями аннексина-А5 и ФНО-α (Rs= -0,35, p<0,047).

В последние годы большое внимание уделяется изучению биологической активности белков, относящихся к семейству аннексинов. Аннексин-А5, как и другие, не выделяется из нормальных клеток; источник внеклеточного (растворимый) аннексина-А5 - апоптотические и разрушенные клетки [37]. В механизме действия аннексина-А5 большое значение имеет свойство аннексинов связываться с отрицательно заряженными фосфолипидами, в том числе фосфатидилсерином, экспозиция которого на клеточной мембране является одним из ранних признаков апоптоза [42, 46]. Кроме того, исследования последних лет показали, что аннексин-А5 обладает антикоагулянтными и противовоспалительными свойствами: связываясь с экспонированными на поверхности апоптотических клеток молекулами фосфатидилсерина, он ингибирует прокоагулянтную и провоспалительную активность гибнущих клеток [4, 37].

Таким образом, пониженное содержание растворимого аннексина-А5 в сыворотке крови больных ПТСР по сравнению с нормой свидетельствует о характерной для этих больных гипофункции апоптоза, что одновременно может являться одной из причин развития вялотекущего системного воспаления при этом заболевании. В связи с этим интересно отметить, что, как показали результаты недавно проведенного исследования, длительный прием нейролептиков приводит к повышению уровней аннексина-А5, коррелирующему с понижением уровней ФНО-α у хронически больных шизофренией [18].

Комплексин-2 - пресинаптический белок, экспрессируемый преимущественно возбужденными нейронами. Понижение уровней экспрессии этого белка, приводящее к функциональному дефициту синаптической передачи, вносит существенный вклад в этиологию, патогенез и прогрессирование шизофрении, болезней Гентингтона, Паркинсона, Альцгеймера, депрессии, биполярного расстройства, черепно-мозговой травмы, энцефалопатии Вернике и фетального алкогольного синдрома [9, 14, 19, 22, 45]. Таким образом, пониженное содержание этого белка в сыворотке крови больных ПТСР свидетельствует о дефиците СП при данной патологии, ранее наблюдаемом и другими авторами [29, 31].

Кроме того, показано, что ряд полиморфизмов гена комплексина-2, наличие которых может быть зарегистрировано на уровне уменьшения содержания этого белка в периферической крови, ассоциируется с нарушением когнитивной функции [6]. Основываясь на этих данных, можно предположить, что низкие уровни комплексина-2 в крови больных ПТСР наследственно обусловлены и отражают характерное для данной патологии нарушение когнитивных функций [25, 34]. Дальнейшее исследование ассоциации функциональных полиморфизмов гена комплексина-2 с ПТСР позволит прояснить этот вопрос.

Как гипо-, так и гиперфункция апоптоза ведут к нарушению гомеостаза и вовлечены в развитие большого количества заболеваний человека [27, 40], в том числе психических [18, 47, 50]. Показано, что концентрация аннексина-А5 в крови больных шизофренией и болезнью Альцгеймера значительно повышена по сравнению с нормой [18, 50]. Получены также данные о низких уровнях этого белка в цереброспинальной жидкости больных с паркинсонизмом по сравнению с нормой [47].

Как показали исследования последних лет, нарушения на уровне апоптоза вносят существенный вклад в синаптическую дисфункцию и приводят к изменениям структурно-функциональной целостности нейронных цепей. Этот процесс рассматривается как важнейший регулятор СП [11, 21, 30, 32]. В случае ПТСР наблюдаемая нами корреляция низкого уровня маркера апоптоза аннексина-А5 с пониженными уровнями индикатора СП комплексина-2 свидетельствует о вовлечении аномального апоптоза в характерное для ПТСР нарушение СП. Для выяснения молекулярно-клеточных основ взаимосвязи между нарушениями на уровне апоптоза и СП при ПТСР необходимы дополнительные исследования.

Кроме того, как уже было отмечено выше, у больных ПТСР наблюдается наличие вялотекущего воспалительного процесса [20, 48]. Механизмы, задействованные в развитии этого процесса при ПТСР не ясны. Результаты настоящего исследования показали наличие отрицательной корреляции между уровнями провоспалительного цитокина ФНО-α и маркера апоптоза - белка аннек­сина-А5 в крови больных ПТСР. Основываясь на полученных данных, мы полагаем, что низкий уровень аннексина-А5 у больных ПТСР может быть ответственным за понижение уровней апоптоза иммунокомпетентных клеток, как это наблюдается при аутовоспалительных заболеваниях [48], и, таким образом, вносит существенный вклад в развитие ассоциирующегося с ПТСР хронического воспаления. Это предположение согласуется с данными литературы [12, 20, 48] относительно хронически повышенного уровня лейкоцитов в крови больных ПТСР.

Таким образом, полученные результаты позволяют считать, что патогенез ПТСР характеризуется гипофункцией апоптоза, коррелирующей с дефектами СП и уровнем ФНО-α. Аномальный апоптоз при ПТСР может являться одним из факторов, обусловливающих развитие хронического воспаления, ассоциирующегося с данной патологией.

Работа выполнена при поддержке гранта Государственного комитета науки Республики Армения.