Провоспалительная активность моноцитов и активность глутатион-зависимых ферментов в эритроцитах крови у женщин с депрессивными состояниями

Иммунная система играет важную роль в развитии и прогрессировании симптомов психических заболеваний. На это указывают результаты исследований иммунных клеток в головном мозге и на периферии при депрессиях и расстройствах шизофренического спектра [1].

Одну из основных ролей во взаимодействии нервной и иммунной систем, наряду с микроглией и нейтрофилами, отводят активированным моноцитам периферической крови [2], которые являются важными продуцентами цитокинов, инициирующих развитие системного воспаления. В ряде исследований показано участие моноцитов в развитии хронического воспаления при психической патологии. Так, выявлены повышение количества моноцитов в крови больных шизофренией [3] и высокий уровень продуцируемых моноцитами провоспалительных цитокинов при шизофрении, биполярно-аффективном расстройстве и депрессии [4, 5], а также изменение уровня экспрессии «провоспалительных» генов и генов, связанных с митохондриальной дисфункцией в моноцитах при большом депрессивном расстройстве и эндогенном психозе у больных с так называемым воспалительным фенотипом [6, 7]. Следует отметить, что в наших предыдущих исследованиях у пациентов с юношескими депрессиями и больных с депрессивными состояниями в рамках шизофрении также выявлялся высокий, по сравнению с контролем, уровень провоспалительной активности моноцитов (ПАМ), оцениваемый по количеству моноцитов с провоспалительным фенотипом CD14⁺CD16⁺ [8] и больших моноцитов [9].

Хроническое воспаление связывают с повышенным образованием свободных радикалов и свободнорадикальным окислением, что является важным патологическим процессом, сопровождающим развитие психических заболеваний. Показано, что индукция воспаления при окислительном стрессе может быть вызвана активацией транскрипционного фактора NF-κB, регулирующего экспрессию генов, кодирующих цитокины, хемокины и белки острой фазы [10].

При психических заболеваниях в крови больных фиксируется повышенное содержание оксидантов. Для оценки окислительного стресса в качестве объекта исследования часто применяют определение активности антиоксидантных ферментов в эритроцитах. Эритроциты подвергаются воздействию как эндогенных, так и экзогенных свободных радикалов/активных форм кислорода и азота, и у них существует эффективная система защиты в виде низкомолекулярных и ферментативных антиоксидантов [11]. В литературе представлены данные об активации различных ферментативных антиоксидантов, в частности ферментов глутатион-зависимой антиоксидантной системы в эритроцитах и моноцитах крови у пациентов с соматическими и психическими заболеваниями [12]. Так, изменения активности ферментов метаболизма глутатиона были выявлены в эритроцитах крови больных с заболеваниями шизофренического спектра [13, 14] и у больных юношескими депрессиями с атеннуированными симптомами шизофрении [15], что свидетельствует о вкладе глутатион-зависимых антиоксидантных ферментов в развитие окислительного стресса при шизофрении и депрессии.

Хроническое воспаление и окислительный стресс представляют собой два взаимосвязанных процесса, о чем свидетельствует сообщение ряда авторов, показавших, что в условиях системной патологии провоспалительный цитокин IL-6 способен стимулировать высвобождение активных форм кислорода из моноцитов и вызывать окислительное повреждение других клеток, в том числе эритроцитов [16]. Несмотря на то что изучение возможной связи между этими процессами при психических заболеваниях представляет несомненный интерес, сообщения об этом в литературе отсутствуют.

Цель исследования — изучение уровня ПАМ и активности ферментов антиоксидантной системы глутатиона в эритроцитах крови у пациентов с депрессивными состояниями (ДС) и поиск возможных связей между изученными биологическими параметрами, а также их связей с клиническим состоянием больных.

В исследование была включена 61 женщина (средний возраст 29,0±1,4 года, медиана 28 [18; 37]), проходившая стационарный курс лечения в клиническом отделе эндогенных психических расстройств и аффективных состояний ФГБНУ НЦПЗ по поводу ДС, развившихся в рамках приступообразно-прогредиентной шизофрении (n=32, 52,5%), шизотипического расстройства (n=21, 34,4%) и биполярного аффективного расстройства (n=8, 13,1%).

Критерии включения: возраст 18—65 лет; соответствие клинической картины наблюдаемого расстройства диагностическим критериям депрессивного или депрессивно-бредового состояния в рамках различных эндогенных психических заболеваний: шизофрения с приступообразным/приступообразно-прогредиентным/непрерывным типом течения (F 20.00—2), аффективное заболевание (F 31.1—5; F 32.0—3; F 33.0—3), шизотипическое расстройство с аффективными колебаниями (F 21.3—4).

Критерии невключения: наличие в анамнезе признаков зависимости от алкоголя и психоактивных веществ; органического поражения ЦНС; обострение воспалительных и инфекционных заболеваний.

Контрольную группу составили 23 психически и соматически здоровых женщины соответствующего возраста.

Исследование проведено с соблюдением норм современной биомедицинской этики и этических стандартов, разработанных в соответствии с Хельсинкской декларацией ВМА и одобренных Этическим комитетом ФГБНУ НЦПЗ (Протокол №343 от 14.04.17).

Клиническое состояние больных оценивали до и после курса лечения с помощью шкалы Гамильтона, разработанной для оценки тяжести депрессивных симптомов (HDRS-21). В случае наличия в структуре депрессии симптомов 1-го ранга по К. Шнайдеру использовалась также психометрическая шкала позитивных и негативных синдромов (The Positive and Negative Syndrome Scale, PANSS). В качестве критерия оценки эффективности терапии использовали редукцию среднего суммарного балла по шкалам HDRS (HDRS_tot) и PANSS (PANSS_tot) (при расстройствах шизофренического спектра). Эффективность терапии оценивали после лечения как снижение PANSS_tot на 20% и HDRS_tot на 80%. По результатам оценки, больных распределили в группы респондеров (больных, отвечавших на лечение) и не-респондеров (не отвечавших на психофармакотерапию).

Биологические исследования проводили до и после лечения на моноцитах и эритроцитах, выделенных из периферической венозной крови больных и здоровых на базе лабораторий биохимии и нейрохимии ФГБНУ НЦПЗ. ПАМ определяли с помощью разработанного и запатентованного способа подсчета количества «больших» (диаметром от 12,5 до 15 мкм) моноцитов и общего количества моноцитов диаметром от 9 до 15 мкм (патент №RU 2755493C1/16.09.21.) на многофункциональном счетчике и анализаторе клеток Multisizer MS-4 («Beckman Coulter»). Результат представляли как отношение в процентах количества «больших» моноцитов к общему количеству моноцитов в виде индекса ПАМ [17]. Получение чистой популяции моноцитов проводили с использованием набора EasySep Human CD14 Positive Selection Kit II, разработанного для выделения CD14 моноцитов из пула мононуклеарных клеток методом позитивной магнитной сепарации («STEMCELL Technologies Canada Inc.») [9].

Биохимические исследования включали оценку активности ферментов глутатионового метаболизма в гемолизатах эритроцитов: глутатион-S-трансферазы (ГТ) и глутатионредуктазы (ГР). Активность ферментов определяли спектрофотометрическими кинетическими методами с использованием спектрофотометра DU-800 («Beckman Coulter», США), как описано ранее [13]. Для расчета удельной ферментативной активности обоих ферментов определяли концентрацию белка по методу Лоури.

Статистический анализ проводили с помощью программы Statistica, версия 10 («Statsoft Inc.», США) с использованием непараметрических методов анализа. Корреляционный анализ проводили с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена (Spearman r). Статистически значимые различия отмечали при p<0,05.

Результаты исследования биологических показателей в общей группе больных и лиц контрольной группы представлены в табл. 1. В общей группе больных до начала лечения выявлялось статистически значимое повышение уровня ПАМ по сравнению с контролем (p<0,05). После проведенного лечения значение ПАМ снижалось до контрольного уровня.

Таблица 1. Показатели уровня ПАМ и активности глутатион-зависимых ферментов в общей группе больных и лиц контрольной группы

Примечание. Здесь и в табл. 3: приведены медианные значения показателей; в квадратных скобках — квартили [25%, 75%]; статистически значимые различия между показателями у больных с ДС и лицами контрольной группы обозначены как * — p<0,05, между показателями у больных до и после лечения как # — p<0,05.

Активность ГР и ГТ в общей группе больных на момент начала лечения практически не отличалась от контроля, в ходе лечения наблюдалось повышение активности ГТ по сравнению с контролем (p<0,05). Активность ГР достоверно не менялась. Согласно проведенному метаанализу [18], имеющиеся в литературе данные об активности ГР и ГТ в эритроцитах у больных с расстройствами шизофренического спектра и депрессиями немногочисленны и неоднозначны. Сообщается как о повышении, так и о снижении активности ГР. В некоторых исследованиях активность ГР и ГТ не отличалась от контрольных значений. Результаты проведенных ранее исследований в группе молодых мужчин (20—45 лет) с расстройствами шизофренического спектра до начала лечения также не выявили отличий значений ГР и ГТ от контрольной группы, тогда как в группе больных с шизоаффективным расстройством в ходе лечения наблюдалось повышение активности ГТ [13].

В связи с большим разбросом значений ПАМ у больных в нашем исследовании до лечения был проведен персонализированный анализ, который позволил разделить всех больных в общей группе по медианному значению ПАМ на сравнительно однородные группы: подгруппу с исходно высоким, по сравнению с контролем, значением ПАМ (12,44±1,42, подгруппа 1, p<0,001) и подгруппу с исходно низким, на уровне контроля, значением этого показателя (4,39±0,26, подгруппа 2).

Можно видеть, что до лечения значение ПАМ в подгруппе больных с исходно высоким уровнем этого показателя было существенно выше (в 2 раза) его значения в общей группе больных за счет присутствия в ней больных с исходно высоким уровнем ПАМ. После лечения в подгруппе 1 значение показателя существенно снижалось (p<0,001) и уже не отличалось от его уровня в подгруппе 2 и в контроле. Дальнейший анализ проводили в сформированных подгруппах больных.

Было проанализировано распределение больных разных диагностических групп по подгруппам, выделенным по уровню ПАМ (табл. 2). В каждой подгруппе доли больных с разными диагнозами значимо не различались, т.е. в рамках отдельных диагностических групп приблизительно в равных соотношениях встречались пациенты с разным уровнем активации воспалительных реакций и показателями антиоксидантной защиты глутатиона, поэтому при проведении дальнейшего анализа в обозначенных подгруппах больных их диагностический состав не учитывали.

Таблица 2. Распределение больных из разных диагностических групп в подгруппах, выделенных по уровню ПАМ

Выделенные подгруппы больных статистически значимо отличались друг от друга по уровню ПАМ (p<0,001), активности ГР до и после лечения (p<0,05 и p<0,01 соответственно) и активности ГТ после лечения (p<0,01) (см. рисунок). При этом в подгруппе 1 с исходно высоким уровнем ПАМ до лечения наблюдались более низкие значения активности ГР и ГТ по сравнению с их величинами в подгруппе больных с исходно низким уровнем ПАМ (p<0,05). Обратная связь между уровнем ПАМ и значением ГТ была подтверждена выявлением до лечения в подгруппе больных с исходно высоким уровнем ПАМ отрицательной корреляционной связи между этими показателями (r=–0,52; p=0,039). Ранее высказывалось предположение, что причиной истощения антиоксидантов в плазме крови может быть высокий уровень секретируемого активированными моноцитами провоспалительного цитокина IL-6 [16], чем, возможно, объясняется относительно более низкая активность ГР и ГТ в эритроцитах больных в этой подгруппе. Следует отметить, что полученные нами данные согласуются с сообщениями других авторов, показавших нарушение функции моноцитов: увеличение в популяции моноцитов клеток с провоспалительным фенотипом CD14⁺CD16⁺ и повышение продукции моноцитами провоспалительных цитокинов [6, 7], а также изменение активности антиоксидантной системы глутатиона у больных с психическими расстройствами [19].

Показатели провоспалительной активности моноцитов и активности глутатион-зависимых ферментов в подгруппах больных с исходно высоким (подгруппа 1) и исходно низким (подгруппа 2) уровнями ПАМ и у лиц контрольной группы.

Темно-серые боксы — показатели до лечения в подгруппах больных, светло-серые боксы — показатели после лечения в подгруппах больных.

В подгруппе 2 у больных с исходно низким, на уровне контроля, уровнем ПАМ активность ГТ была повышена до и после лечения по сравнению с ее значением в контрольной группе (p<0,05 и p<0,01 соответственно), а также по сравнению с уровнем активности ГТ в подгруппе больных с исходно высоким уровнем ПАМ (p<0,01). Активность ГР в этой подгруппе больных оставалась на уровне контроля. По данным P. Maurya и S. Rizvi [20], повышенная активность ГТ, которая в нашем исследовании выявлялась в подгруппе больных с исходно низким уровнем ПАМ, могла быть реакцией на увеличение образования активных форм кислорода в эритроцитах больных и связана с началом развития у них воспалительного процесса. Возможно, что у больных с низким уровнем ПАМ развитие окислительно-восстановительного дисбаланса компенсируется увеличением в эритроцитах антиоксидантной активности, в том числе за счет повышения активности ГТ.

Таким образом, полученные результаты могут свидетельствовать о существовании у больных с ДС до и после лечения реципрокной связи между уровнем ПАМ и антиоксидантной активностью ГР и ГТ.

Анализ изменений клинического состояния больных, оцененного по психометрическим шкалам до и после лечения в зависимости от распределения в исследуемые подгруппы с исходно высоким и низким уровнем ПАМ, не выявил значимых различий между ними (табл. 3).

Таблица 3. Значения клинических показателей у больных с исходно высоким (подгруппа 1) и низким (подгруппа 2) уровнями ПАМ

Примечание. Статистически значимые различия между показателями до и после лечения обозначены как ### — p<0,001.

Тем не менее корреляционный анализ связи изученных биологических показателей с выраженностью психопатологических и депрессивных симптомов показал, что в подгруппе больных с исходно низким (на уровне контроля) уровнем ПАМ активность ГР на момент начала лечения положительно коррелировала с величиной суммарного балла по HDRS_tot (r=0,5; p<0,05).

Анализ корреляционных связей в зависимости от ответа больных на психофармакотерапию выявил выраженные отрицательные связи в группе респондеров по шкале PANSS между значением ПАМ до лечения и активностью ГР после лечения (r=–0,76; p=0,0001); в группе респондеров по шкале HDRS между значением ПАМ до лечения и активностью ГР до и после лечения (r=–0,67; p=0,0041 и r=–0,67; p<0,05 соответственно), а также в группе не-респондеров по PANSS отрицательную связь между значением ПАМ до лечения и активностью ГТ после лечения (r=–0,64; p<0,05).

Выявленные биологические корреляции могут опосредованно свидетельствовать о существовании реципрокных связей между повышенным уровнем ПАМ и сниженной активностью глутатион-зависимых антиоксидантов в эритроцитах крови больных с ДС, что позволяет предположить возможное участие отмеченных молекулярных механизмов в развитии системного иммунного воспаления в патогенезе расстройств шизофренического спектра с преобладающей депрессивно-бредовой симптоматикой. Выявленные нами клинико-биологические корреляции могут быть использованы для прогнозирования и оценки эффективности лечения.

Таким образом, проведенное исследование выявило у обследованных больных подгруппу с «воспалительным» фенотипом, в которой наблюдался исходно высокий уровень ПАМ, что может свидетельствовать о наличии компонента системного иммунного воспаления в патогенезе ДС у определенной группы больных. Впервые у больных с ДС с исходно высоким уровнем ПАМ отмечен низкий уровень активности глутатион-зависимых ферментов ГР и ГТ в эритроцитах крови по сравнению с их значениями в подгруппе больных с исходно низким уровнем ПАМ.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.