Активность ферментов глутаматного, энергетического и глутатионового обмена при первых юношеских депрессиях с аттенуированными симптомами шизофрении

Направление исследований, сфокусированных на распознавание шизофренического процесса до формирования развернутой клинической картины, свидетельствует о необходимости поиска клинических и биологических маркеров для разработки методов профилактики и ранней интервенции. По современным представлениям [1, 2], высоким диагностическим потенциалом обладают ослабленные (аттенуированные) симптомы шизофрении, которые включают психопатологические феномены из спектра позитивных, негативных и когнитивных симптомов с явлениями дезорганизации речи и поведения. Они могут быть обнаружены на ранних стадиях заболеваний шизофренического спектра и позволяют отнести таких пациентов к группе с высоким риском их манифестации. Известно, что ранняя стадия шизофрении представлена рядом неспецифических симптомов, которые невозможно дифференцировать от таковых в рамках аффективных расстройств [3—5]. Продолжительность этого этапа составляет до нескольких лет [6] и при обращении пациентов за специализированной помощью может диагностироваться в рамках других, отличных от шизофрении, нозологий.

Этиология эндогенных психозов остается неясной, но традиционно рассматриваются потенциально связанные патофизиологические процессы, которые определяют как формирование острой фазы с проявлением позитивных симптомов, так и процессы, связанные с негативными симптомами и когнитивным дефицитом. Важными аспектами патогенеза считаются как подкорковая дофаминергическая дисфункция, приводящая к психотическим симптомам и нарушению поведения [7], так и вовлечение глутаматной системы в патологический процесс [8]: гипофункция глутаматных NMDA-рецепторов (NMDAR), расположенных на ингибирующих ГАМК-интернейронах, снижает их активность, что приводит к усилению глутаматергической нейротрансмиссии и различным симптомам, возникающим при остром психозе [9]. Нарушения в глутаматергической системе и метаболизме глутамата были обнаружены при исследованиях мозга [10, 11] и крови пациентов с психозами [12].

Биохимические и генетические данные свидетельствуют о том, что в патофизиологии шизофрении участвует не только гипофункция глутаматных NMDAR, но и окислительный стресс. Имеются свидетельства того, что эти факторы взаимозависимы и способствуют развитию патологии, связанной с шизофренией [13], и приводят не только к развитию позитивных и негативных симптомов, но и к когнитивному дефициту у пациентов с психотическими расстройствами [14].

Подростковый возраст — критический период особой уязвимости к развитию психоза, а как известно, глутамат является основным возбуждающим нейромедиатором, опосредующим половое созревание [15]. Также следует учесть, что окислительный стресс вместе с другими факторами негативно влияет на развитие нервной системы, приводя к нарушению нейронных связей и когнитивному дефициту у пациентов с ранним психозом [14]. Роль окислительного стресса в психозе подтверждается исследованиями, в которых сообщается о снижении уровня глутатиона в головном мозге [16] и крови пациентов с психозом [17]. Это также подтверждается генетическими данными: полиморфизмы генов, ответственных за синтез глутатиона, связаны с психозом [18].

Глутатионзависимые ферменты, в том числе глутатион S-трансферазы (ГСТ), играют важную роль в качестве нейропротективных антиоксидантов, защищающих нервные клетки от окислительного стресса. ГСТ конъюгируют токсичные соединения с образованием гидрофильных нетоксичных метаболитов. Уровень ГСТ в цереброспинальной жидкости снижается у больных шизофренией [19] и таким образом, ГСТ может играть определенную роль в развитии и прогрессировании этого расстройства. Ранее нами обнаружено снижение активности тромбоцитарных глутатионредуктазы (ГР) и ГСТ у пациентов с ультравысоким риском (УВР) развития психоза и у пациентов с первым психотическим приступом [20], а также у пациентов с шизофренией [21] по сравнению с контрольными группами.

Свой вклад в патогенез эндогенных психозов вносят и тесно связанные с окислительным стрессом и глутаматной системой изменения активности митохондриальной дыхательной цепи. Об этом свидетельствуют обобщенные результаты исследований активности/концентрации белковых комплексов митохондриальной дыхательной цепи, в частности комплекса IV (цитохром с-оксидаза — ЦО), при психических заболеваниях [22].

Цель исследования — выявление корреляций между клиническими симптомами и уровнем активности ферментов глутатионового, глутаматного и энергетического метаболизма в крови у пациентов с аттенуированными симптомами шизофрении при первых юношеских депрессиях.

Клинико-биохимическое исследование проведено совместно с лабораторией нейрохимии и Отделом юношеской психиатрии ФГБНУ НЦПЗ. Проведение исследования одобрено Этическим комитетом ФГБНУ НЦПЗ (Протокол №8 от 26.02.2019) и выполнено с соблюдением современных этических норм и правил биомедицинских исследований, утвержденных Хельсинкским соглашением Всемирной медицинской ассоциации (в редакциях 1975/2000 г.).

Обследован 81 госпитализированный пациент (юноши) в возрасте 16—25 лет, медиана 19,0 года [18,0; 21,0], (F32.1, F32.2, F32.38, F32.8 по МКБ-10).

Для оценки тяжести депрессивных симптомов использовалась шкала оценки депрессии Гамильтона (HDRS-21. Для оценки тяжести аттенуированных психотических симптомов использовалась шкала продромальных симптомов SOPS и ее подшкалы симптомов позитивных (SOPS-P), негативных (SOPS-N), дезорганизации (SOPS-D) и общих психопатологических (SOPS-G), представляющая часть Структурированного интервью для продромальных симптомов (SIPS).

Критерием включения в основные 1 и 2-ю группы было наличие в структуре депрессивного состояния ослабленных феноменов шизофрении, из спектра позитивных и негативных симптомов. Выделение аттенуированных симптомов шизофрении (АСШ) при юношеских депрессиях основывались на представленных в DSM-5 формулировках аттенуированного психотического синдрома и несколько видоизменены в соответствии с особенностями клинического материала настоящего исследования [23]. Аттенуированные позитивные симптомы (АПС) представляют «подпороговые» психотические симптомы, не соответствующие критериям истинных психотических расстройств [24, 25]. Клинически они проявляются в нестойких, кратковременных бредовых идеях отношения, особого значения, инсценировки, воздействия, а также в идеях персекуторного характера, возникающих на фоне непомраченного сознания; зрительных и слуховых иллюзиях, элементах истинных галлюцинаторных и псевдогаллюцинаторных переживаний, идеаторных, сенестопатических и кинестетических автоматизмах. Аттенуированные негативные симптомы (АНС) представлены отдельными явлениями социальной изоляции и социального избегания, истощаемости энергетического потенциала, снижением продуктивности волевой деятельности с признаками эмоционального обеднения, которые имеют тенденцию к усилению в структуре развившегося депрессивного эпизода и становятся доступными для клинической верификации [1].

На основании этого выделены следующие группы больных: 1-я группа (n=36) — пациенты с АПС; 2-я группа (n=24) — пациенты с АНС.

Также была набрана группа сравнения, состоящая из пациентов с депрессивным эпизодом без АСШ со сходными социально-демографическими, возрастными и нозологическими характеристиками (3-я группа, n=21).

Критерии невключения: наличие анамнестических данных о нарушениях психического развития, отчетливые психотические симптомы, позволяющие диагностировать психотическую депрессию с конгруентным (F32.33) и неконгруентным (F32.34) аффекту бредом, очерченный дефицитарный синдром, сопутствующая психическая патология, клинически значимые хронические соматические и неврологические заболевания, инфекционные заболевания.

Фармакотерапия была назначена в день поступления в стационар. Клиническое и психометрическое (по HDRS-21 и SOPS) обследования и взятие крови на анализ проводились в течение 3 дней после поступления и при выписке из стационара после купирования острой психопатологической симптоматики.

Антидепрессанты (в основном флувоксамин и амитриптилин) были препаратами выбора для лечения пациентов, при этом средние суточные дозы, соответствующие эквиваленту флуоксетина, составляли 43,1±24,4 мг/сут для группы 1, 53,8±37,4 мг/сут для группы 2, 42,6±26,2 мг/сут для группы 3. Применялось лечение атипичными антипсихотиками (кветиапин, оланзапин, рисперидон, арипипразол), а когда их эффективность была недостаточной — антипсихотиками второй линии (флупентиксол, трифлуоперазин, бутирофенон, зуклопентиксол, клозапин). Их средние суточные дозы (средние дозы за весь период стационарного лечения приведены в хлорпромазиновом эквиваленте (ХПЭ) [26]) составляли 263,13±168,67 мг/сут для пациентов группы 1, 199,40±147,50 мг/сут для пациентов группы 2 и 121,85±99,66 мг/сут для пациентов группы 3 (назначаемые в начале курса терапии в связи с особенностями психического состояния, высоким суицидальным риском и стойкими нарушениями сна).

Дозы фармакотерапии и ее продолжительность определялись эффективностью, т.е. степенью уменьшения выраженности психопатологических симптомов. В соответствии с клиническими рекомендациями, принятыми в РФ и разработанными на основе структурированной информации по профилактике, диагностике, лечению и реабилитации в соответствии с пунктом 23 статьи 2 Закона РФ №323-ФЗ «Об основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации» и Национальным стандартом РФ ГОСТ Р 56034-2014, эффективность фармакотерапии оценивалась по трем градациям: 1) лечение эффективно, эффект значительный и достаточный: выраженность симптомов, оцениваемых по психометрическим шкалам, уменьшилась на 50% и более; 2) лечение эффективно, эффект частичный — общая тяжесть симптомов уменьшилась на 20—50%; 3) лечение неэффективно, общая тяжесть симптомов уменьшилась менее чем на 20% в соответствии с глобальной шкалой клинических впечатлений. В последнем случае, т.е. при отсутствии эффективности терапии, средняя дозировка и время лечения были увеличены.

Ограничения исследования: 14 пациентов (8 — из группы 1, 5 — из группы 2 и 1 — из группы 3) отказались от повторного забора крови для анализа ферментативной активности и это было учтено при анализе изменений активности ферментов после лечения.

Контрольную группу составили 20 молодых мужчин без психической и соматической патологии 19—25 лет, медиана 23,5 [22,0; 24,5] года.

Биохимические параметры были определены дважды у всех пациентов и однократно в контрольной группе. Измерена активность 4 ферментов в тромбоцитах: ЦО — фермента энергетического метаболизма, глутаматдегидрогеназы (ГДГ) — фермента глутаматного метаболизма, ГР и ГСТ — ферментов глутатионового обмена, а также активности ГР и ГСТ в эритроцитах (ГРэр, ГСТэр).

Образцы крови из локтевой вены обследуемых бралинатощак рано утром, идентично — в контрольной группе и у пациентов — в вакутейнеры с 3,2% цитратом натрия. Из цельной крови выделяли тромбоциты и эритроциты и готовили экстракты, как описано ранее [21].

Активность ферментов определялась спектрофотометрическими кинетическими методами с использованием планшетного спектрофотометра xMark («Bio-Rad», США). Удельная активность ЦО определялась по скорости ферментативного окисления кислородом воздуха химически восстановленного ферроцитохрома с до феррицитохрома с посредством мониторинга кинетики снижения поглощения реакционной среды при 550 нм [27]. Активность ГДГ определялась по убыли поглощения НАД·Н, регистрируемого при 340 нм [12]. Активность ГР определялась по окислению НАДФ·Н (по убыли поглощения, регистрируемого при 340 нм) в реакции восстановления окисленного глутатиона [21]. Активность ГСТ определялась по скорости образования хромогенных конъюгатов глутатиона с 1-хлоро-2,4-динитробензолом (нарастанию поглощения, регистрируемого при 340 нм) [21]. После определения концентрации белка по методу Лоури для всех ферментов рассчитывали удельную активность.

Для статистической обработки данных использовали программное обеспечение Statistica 8.0 («Statsoft», непараметрический модуль, U-критерий Манна—Уитни, критерий Краскела—Уоллиса, парный тест Вилкоксона, расчет коэффициентов ранговых корреляций Спирмена).

Методом Краскела—Уоллиса проанализированы демографические и клинические параметры обследуемых групп. Группы не различались по возрасту, но достоверно различались по длительности текущего эпизода и заболевания (табл. 1).

Таблица 1. Демографические и клинические данные обследованных больных

Примечание. Здесь и в табл. 2: приведены медианы и [25%, 75% квартили].

На начало лечения обследованные группы достоверно различались по степени выраженности позитивных и негативных симптомов, симптомов дезорганизации, а также по сумме баллов SOPS (см. табл. 1), а степень тяжести депрессии в группах достоверно не различалась. После лечения группы стали достоверно различаться по степени выраженности депрессии (p=0,005). Также группы различались по дозам антипсихотической фармакотерапии в ХПЭ как назначенным на момент поступления в стационар, так и на момент выписки (p=0,003 и p=0,005 соответственно).

Результаты определения биохимических параметров в клетках крови пациентов и в контрольной группе приведены в табл. 2.

Таблица 2. Активность ферментов в группах больных и контрольной группе

Примечание.** — значимые различия между обследованными группами больных и контрольной группой сравнения, p<0,01; * — p<0.05.

Методом Краскела—Уоллиса сравнивали активность исследуемых ферментов в трех группах пациентов и контрольной группе и обнаружили достоверные различия в активности тромбоцитарных ферментов ГДГ, ГР и ГСТ (p<0,0001) как до, так и после проведения курса терапии.

Методом Манна—Уитни провели парное сравнение активности ферментов в контрольной группе и каждой группе пациентов (на начало и окончание курса терапии). Было выявлено достоверное снижение активности ГДГ, ГР и ГСТ в тромбоцитах (p<0,0002, p<0,0001 и p<0,0001 соответственно) во всех трех группах пациентов (см. табл. 2). В группе 1 была снижена активность ГСТэр на начало и окончание курса терапии относительно контрольной группы (p<0,01 и p<0,05 соответственно), и в группе 3 активность ГРэр и ГСТэр была ниже, чем в контрольной группе (p<0,05 на начало и окончание курса терапии) (см. табл. 2).

Наиболее сильное снижение активности тромбоцитарных ГДГ и ГР обнаружено в группе 2 как по отношению к контрольной группе, так и по сравнению с группой 3 (и если для активности ГДГ — это только тенденция, p=0,082, то активность ГР в группе 2 достоверно ниже, чем в группе 3 p=0,041).

Активности остальных ферментов в анализируемых группах пациентов достоверно не различались.

Обнаружены достоверные корреляции между базовыми (на начало лечения) уровнями активности ферментов и баллами по подшкалам SOPS, и баллами по HDRS-21 после лечения.

Так, в группе 1 активность ЦО положительно коррелировала с суммой баллов по подшкале негативных симптомов SOPS-N (R=0,579, p=0,0003), а уровни активности ГР в тромбоцитах и эритроцитах отрицательно коррелировали с суммой баллов по подшкале симптомов дезорганизации SOPS-D после лечения (R=–0,354, p=0,0367, R=–0,413, p=0,0188 соответственно). Также активность ГРэр отрицательно коррелировала с суммой баллов по HDRS-21 (R=–0,591, p=0,0004) после лечения (рис. 1).

Рис. 1. Связь базовой активности эритроцитарной ГРэр с суммой баллов по шкале HDRS-21 после лечения в группе 1.

В группе 2 базовая активность ГДГ положительно коррелировала с баллами по подшкалам позитивных (R=0,425, p=0,0384) и негативных (R=0,500, p=0,0129) симптомов и суммарным баллом по SOPS (R=0,526, p=0,0083) после лечения (рис. 2). Активность ГДГ также положительно коррелировала с суммарным баллом по HDRS-21 (R=0,479, p=0,0180) после лечения. Активность ГСТ в тромбоцитах положительно коррелировала с баллами по подшкале негативных симптомов SOPS-N (R=0,493, p=0,0144) и суммой баллов по SOPS (R=0,473, p=0,0197) после лечения.

Рис. 2. Корреляции базовой активности тромбоцитарной ГДГ с суммой баллов по подшкале позитивных симптомов SOPS-P (треугольники), подшкале негативных симптомов SOPS-N (ромбы) и по шкале SOPS-Sum (круги) после лечения в группе 2.

В группе 3 достоверных корреляций активностей ферментов с данными обследования пациентов по психометрическим шкалам не обнаружено.

Таким образом, в обследованных группах пациентов наблюдались различные корреляции между биохимическими параметрами, причем коэффициенты корреляции были как положительными, так и отрицательными.

В настоящем исследовании клинические данные и биохимические показатели крови оценивались у пациентов с АСШ при первых юношеских депрессиях и пациентов без АСШ (АПС и/или АНС) в структуре юношеской депрессии с целью выявления возможных клинико-биологических корреляций и поиска клинических и биологических маркеров для раннего выявления развития эндогенного психоза. В ходе проведенного исследования были обнаружены различия как в клинических, так и биологических параметрах и статистически значимые корреляции между анализируемыми параметрами. Важным является тот факт, что у пациентов с АПС отмечались также и АНС, что соответствует современным представлениям о динамике эндогенного процесса: сначала формируются негативные симптомы, а затем к ним присоединяются позитивные [1, 28]. Необходимость в назначении антипсихотической терапии у больных группы 1 и группы 2 определялась наличием АПС и АНС, а в группе сравнения — высокой представленностью симптомов неаффективного регистра (психопатоподобных и неврозоподобных), характерных для больных юношеского возраста, а также высоким риском суицида.

Установленные различия в дозах антипсихотиков с наибольшими значениями в группе 1 и наименьшими — в группе 3 при проведении эффективной психофармакотерапии подтверждают различный патогенез формирования юношеских депрессий с и без АСШ, что также находит отражение в различных биохимических характеристиках групп (т.е. различия имеют биохимическую основу, выявленную в настоящем исследовании). Но с точки зрения характеристик активности ферментов в тромбоцитах, по сравнению с контрольной группой, группы пациентов также имеют схожие особенности: снижение активности тромбоцитарных ферментов метаболизма глутамата и глутатиона (ГДГ, ГР и ГСТ). При этом изменения в активности эритроцитарной ГРэр наблюдаются только в группе 3, а ГСТэр — в группах 1 и 3..

В исследовании было выявлено снижение активности тромбоцитарной ГДГ, которая имеет митохондриальную локализацию. Наиболее сильное снижение активности выявлено в группе 2, где базовый уровень ГДГ положительно коррелировал с баллами по позитивной подшкале (R=0,425, p=0,0384), подшкале негативных симптомов SOPS (R=0,500, p=0,0129) и с суммарными баллами по SOPS (R=0,526, p=0,0083), а также с суммарным баллом по HDRS-21 (R=0,479, p=0,0180).

ГДГ является ключевым ферментом метаболизма глутамата, а нарушения в глутаматергической системе занимают центральное место в патогенезе шизофрении [8] и связаны с патофизиологией депрессии [29]. ГДГ катализирует окислительное дезаминирование глутамата с образованием альфа-кетоглутарата, который метаболизируется в цикле Кребса, где в ходе реакций образуется АТФ. Кроме участия в энергетическом обмене, ГДГ также участвует в поддержании окислительно-восстановительного баланса в клетках и внутриклеточной передаче сигналов. Ранее нами было обнаружено, что активность ГДГ в группе больных шизофренией с хроническим течением болезни в период обострения психотической симптоматики до курса лечения достоверно ниже, чем в контрольной группе [12].

Поскольку изменения в функционировании митохондрий рассматриваются как один из аспектов этиологии психических заболеваний, нами также изучался уровень активности комплекса IV дыхательной цепи митохондрий (ЦО). В ряде исследований были показаны изменения активности различных компонентов дыхательной цепи митохондрий в тромбоцитах у пациентов с депрессией [22] и с уже диагностированным психотическим расстройством. Например, D. Ben-Shachar и соавт. [30] обнаружили повышенную активность комплекса I, но не обнаружили изменений активности комплекса IV (ЦО) в тромбоцитах пациентов с шизофренией. Другие авторы [31] обнаружили повышение активности митохондриального комплекса I в тромбоцитах пациентов в остром состоянии (p<0,0001) и снижение его активности в тромбоцитах пациентов с резидуальными симптомами (p<0,002) наряду с отсутствием изменений в функционировании комплексов II и III. Ранее нами было обнаружено снижение активности ЦО тромбоцитов в острой психотической фазе заболевания у пациентов с хроническим течением шизофрении [27]. Однозначный ответ на вопрос, предшествует ли митохондриальная дисфункция возникновению психоза, не получен. По мнению некоторых исследователей, несмотря на то, что изменения в активности и содержании компонентов митохондриальной дыхательной цепи в клетках крови еще не очевидны у лиц с УВР, и достоверных различий в функционировании митохондриальных дыхательных комплексов (I—V) у лиц с УВР по сравнению с контрольной группой не обнаружено [32], такие изменения все же могут быть связаны с симптомами инициального этапа, особенно с появлением негативных симптомов. Обнаружена корреляция между содержанием комплекса III дыхательной цепи митохондрий и тяжестью негативных продромальных симптомов [32]. Хотя в настоящем исследовании также не обнаружено достоверных различий в активности комплекса IV (ЦО) у пациентов в целом, по сравнению с контрольной группой, этот биохимический показатель оказался связанным с тяжестью аттениурованных негативных симптомов в группе 1: базовая активность ЦО достоверно положительно коррелировала с баллами по подшкале SOPS негативных симптомов как до (R=0,413, p=0,0123), так и после курса лечения (R=0,580, p=0,0003). Ответ на вопрос, подтверждает ли это предположение о первичном развитии негативных симптомов с последующим добавлением позитивных, может быть получен лишь после проведения длительного наблюдения за развитием заболевания у пациентов группы 1.

Окислительный стресс — общий фактор развития психических заболеваний, включая депрессию и шизофрению. В данном исследовании выделенные группы больных достоверно отличались от контрольной группы по активности глутатион-зависимых ферментов, что указывает на участие окислительного стресса в развитии патологического процесса. Ранее нами было показано снижение активности глутатион-зависимых ферментов в тромбоцитах пациентов группы УВР, причем это снижение регистрировалось по сравнению как с контрольной группой, так и с группой больных с первым психотическим приступом [20].

В связи с обнаруженной биохимической гетерогенностью группы пациентов с АСШ при юношеской депрессии вызывает большой интерес дальнейшая судьба пациентов с целью наблюдения за динамикой клинических и биологических показателей.

Различия в состоянии и ответе на терапию антипсихотиками и антидепрессантами у пациентов с АСШ в структуре депрессии и группе сравнения без АСШ имеют разные биохимические основы, регистрируемые по уровням активности ферментов глутаматного, энергетического и глутатионового метаболизма в крови. Неоднородность юношеских депрессий представляет проблему как для терапии, так и для прогноза состояния пациентов, что весьма важно, учитывая юношеский возраст пациентов. Представляется актуальным выделение более гомогенных подгрупп (классификации внутри группы) больных на основе биологических (в частности, биохимических) параметров. Обнаружение клинико-биологических корреляций в группах с АПС и АНС способствует пониманию патогенетических механизмов развития эндогенного процесса и вносит вклад в поиск маркеров распознавания инициальных этапов шизофрении. Выявление биохимических особенностей и клинико-биологических корреляций у пациентов с АСШ при юношеских депрессиях открывает перспективу установления специфических маркеров шизофренического процесса на его ранних этапах.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.