Значимость иммунологических маркеров у пациентов с обструктивным апноэ сна и коморбидной патологией

Особенности обструктивного апноэ сна (ОАС) описаны более 400 лет тому назад: «спит, как убитый и храпит, как лошадь» — так английский драматург Вильям Шекспир описал сэра Джона Фальстафа в пьесе «Генрих IV». Классическое определение ОАС дано в 1976 г. C. Guilleminault и соавт. [1], где это состояние авторы характеризовали наличием храпа, периодическим спадением верхних дыхательных путей на уровне глотки и прекращением легочной вентиляции при сохраняющихся дыхательных усилиях, снижением уровня кислорода в крови, грубой фрагментацией сна и избыточной дневной сонливостью.

Данная патология является распространенной во всех возрастных группах, которая к 70 годам жизни увеличивается до 60% [2] и рассматривается как серьезная проблема здравоохранения [3].

В настоящее время вызывает интерес изучение особенностей коморбидной патологии у пациентов с ОАС [4]. Показана связь этого заболевания с риском сердечно-сосудистых заболеваний [4], когнитивных нарушений [5, 6], тревоги [7], депрессивных расстройств [8, 9].

Важной задачей является своевременная диагностика этих состояний. В настоящее время ученые проводят поиск специфических маркеров. Наиболее изученным неспецифическим маркером является глиальный фибриллярный кислый белок (GFAP) [10]. Выделяют три формы GFAP — альфа, бета и гамма, при этом альфа превалирует в периферической нервной системе, а гамма — в ЦНС [11]. Его рассматривают как маркер гибели астроцитов [12]. Установлено, что при увеличении концентрации этого белка происходит снижение нейрогенеза [13] и у больных с деменцией она достигает наивысших значений [14]. А.В. Краснов [15] в своей работе показал, что определение GFAP является высокоинформативным в дифференциальной диагностике геморрагического и ишемического инсульта в первые часы заболевания. В.П. Чехонин и соавт. [16] отмечают большое значение оценки динамики уровня этого белка при критических состояниях, обусловленных заболеваниями с выраженной нервно-психической симптоматикой. Показано, что у пациентов с депрессивными расстройствами наблюдается снижение экспрессии GFAP в дорсолатеральной префронтальной и орбитофронтальной коре [17].

Важным регулятором функциональной и структурной пластичности в мозге, участвующим в процессах обучения и памяти, является мозговой нейротрофический фактор (BDNF) [18]. В физиологических условиях он экспрессируется нейронами, а в условиях гипоксического повреждения — активированными астроцитами, олигодендроцитами и микроглией [19]. Повышенная экспрессия BDNF у пациентов с ОАС не была способна предотвратить более выраженный у них когнитивный дефицит в сравнении с контрольной группой [20]. В работе И.И. Шепелевой и соавт. [21] сделан вывод, что BDNF играет ключевую роль в механизме возникновения и развития депрессии. Имеются данные, что у пациентов с большим депрессивным расстройством снижена концентрация BDNF в периферической крови, а проводимое лечение антидепрессантами и применение электросудорожной терапии приводят к нормализации этих показателей [22].

Известно, что активность N-метил-D-аспартатных (NMDA) рецепторов играет ключевую роль в синаптической передаче и нейропластичности [23] и участвует в процессах обучения и памяти [24]. Показано, что гиперактивность NMDA-рецепторов имеет существенное значение в механизмах развития деменций [25]. Установлено, что аутоантитела против субъединиц NR1 и NR2 NMDAR считаются патогенными и могут значительно влиять на синаптическую функцию [26]. В 1990 г. обнаружено, что антагонисты NMDA-рецепторов глутамата обладают выраженным антидепрессивным эффектом [27]. С тех пор ведутся исследования, посвященные роли глутаматергической системы в патогенезе депрессии [28].

Антитела к ацетилхолиновому рецептору (АТ к АХР) являются основной антигенной мишенью нарушения синаптической передачи и патофизиологической основой нервно-мышечных заболеваний, сопровождающихся слабостью мышц [29]. Установлено, что наиболее частой причиной ОАС является сниженный тонус мышц дыхательных путей [30], однако нами не найдено в литературе данных о связи этого заболевания с АТ к АХР.

Описанная возможность и перспективность оценки нейроспецифических белков при различных состояниях вызывает интерес к изучению маркеров у пациентов с апноэ и коморбидной патологией с целью дальнейшей коррекции выявленных нарушений.

Цель исследования — определить значимость биохимических маркеров у пациентов с ОАС и коморбидной патологией.

Выполнено обсервационное обследование 65 пациентов (40 мужчин и 25 женщин, средний возраст 52,86±9,75 года). У пациентов оценивали наличие в анамнезе гипертонической болезни (ГБ) и хронической ишемии головного мозга (ХИГМ). Диагноз ХИГМ I—II стадии устанавливали на основании рекомендаций экспертов [31].

Критерии включения: лица с жалобами на нарушения сна.

Критерии невключения: ОАС легкой степени тяжести, перенесенное острое нарушение мозгового кровообращения, острые инфекционные и респираторные, онкологические и психические заболевания.

Все больные были разделены на две группы: основную — с ОАС (n=37) и контрольную — пациенты без апноэ (n=28). Всем обследуемым проводили измерения массы тела (кг), роста (см), окружность шеи (см), расчет индекса массы тела (ИМТ, кг/м²).

Для выявления ОАС проведена полисомнография (ПСГ) с использованием программы Нейрон-Спектр NET (ООО «Нейрософт», Иваново, Россия). Степень тяжести ОАС определяли согласно классификации, предложенной Американской академией медицины сна (AASM) в 2009 г. [32]. Диагноз ОАС устанавливали исходя из данных анамнеза, опроса больного, ПСГ и критериев AASM [33]. В симптомокомплексе пациента учитывали наличие критериев А или Б в сочетании с критерием В: А. Повышенная сонливость днем, не объясняемая иными причинами. Б. Два из перечисленных признаков или более, не объясняемые иными причинами: 1) храп или удушье во время сна; 2) повторные пробуждения от сна; 3) неосвежающий сон; 4) сонливость в дневное время; 5) нарушение концентрации внимания. В. Мониторирование ночного сна выявляет 5 обструктивных апноэ/гипопноэ или более в час.

Для определения состояния когнитивных функций применяли краткую шкалу оценки психического статуса (MMSE) [34]. При анализе полученных данных использовали стандартную интерпретацию: 28—30 баллов — нет нарушений когнитивных функций, 25—27 баллов — преддементные когнитивные нарушения, 20—24 балла — деменция легкой степени выраженности, 11—19 баллов — деменция умеренной степени выраженности и 0—10 баллов — тяжелая деменция.

Уровень реактивной (ситуационной) тревожности как состояния и личностной тревожности как устойчивой характеристики человека оценивали с помощью опросника Спилбергера—Ханина [34]. При анализе полученных данных использовали стандартную оценку тревожности, где низкий уровень соответствовал суммарному баллу <30, умеренный — от 31 до 44, высокий — 45 и более.

Для оценки уровня тревоги и депрессии использовали госпитальную шкалу (HADS) [34]. При интерпретации результатов учитывали суммарный показатель по каждой подшкале: 0—7 — «норма» (отсутствие достоверно выраженных симптомов тревоги и депрессии), 8—10 — «субклинически выраженная тревога/депрессия», 11 и выше — «клинически выраженная тревога/депрессия».

Шкала Бека позволила провести скрининг и определить степень тяжести депрессивного состояния [34]. Оценивали сумму баллов, где 0—9 — отсутствие депрессии, 10—15 — легкая депрессия (субдепрессия), 16—19 — умеренная, 20—29 — выраженная (средней тяжести), 30—63 — тяжелая.

Используя шкалу стресса Холмса—Рея [34], определяли уровень социальной адаптации (стресса). Полученные результаты интерпретировали по сумме баллов: 11—150 — низкий уровень стресса, 150—299 — средний (существует опасность развития психосоматического заболевания), 300—600 — высокий (очень высокий риск серьезных проблем со здоровьем).

Выраженность дневной сонливости оценивали с помощью шкалы сонливости Эпворта (ESS) [35]. Суммарный балл по шкале ESS может составлять от 0 до 24 баллов: 0—5 баллов — низкая нормальная дневная сонливость, 6—10 — высокая нормальная, 11—12 — легкая излишняя, 13—15 — умеренная, 16—24 — тяжелая.

Для оценки астении использовали 10-балльную визуальную аналоговую шкалу (ВАШ). С помощью шкалы астении (MFI-20) [36] изучали уровень общей астении. Суммарный балл астении выше 12 был основанием для постановки диагноза «астенический синдром».

Исследование показателей биомаркеров проводили в сыворотке крови методом иммуноферментного анализа с использованием соответствующих тест-систем («Cloud-Clone Corp.», США): GFAP, BDNF, антитела к NR2 субъединице NMDA (АТ к GRIN2A) и к АХР на анализаторе иммуноферментных реакций Униплан (Россия). Результаты выражали для BDNF в пг/мл, для GFAP, АТ к GRIN2A и АТ к АХР в нг/мл.

Работу проводили в соответствии с этическими нормами Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы проведения научных исследований с участием человека» (с поправками 2013 г.), «Правилами клинической практики Российской Федерации», утвержденными приказом Минздрава России от 19.06.03 №266. Все обследуемые подписали информированное добровольное согласие.

Для статистической обработки полученных данных использовались программы IBM SPSS Statistics 23.0 (IBM Corporation, Armonk, NY, USA). При ненормальном характере распределения для описания полученных данных использовали медиану и квартили (Me [Q₂₅; Q₇₅]) а при нормальном — среднее и стандартное отклонение (M±m). Качественные переменные представлены в виде абсолютного значения (n) и процентного показателя (%). Для сравнения двух выборок использованы методы непараметрической статистики — критерий Манна—Уитни и параметрической статистики — t-критерий Стьюдента. Корреляционную связь оценивали с помощью коэффициентов Спирмена при ненормальном и Пирсона при нормальном распределении исследуемых показателей. Связь между показателями оценивали как сильную при r>0,70, имеющую среднюю силу при r от 0,69 до 0,30 и как слабую при r<0,29. Различия считались значимыми при уровне p<0,05.

Пациенты основной группы с ОАС (n=37) и контрольной — без апноэ (n=28) были сопоставимы по возрасту и числу курящих (табл. 1). Средний уровень сатурации был выше в контрольной группе, а индекс десатурации — у пациентов с ОАС. Нами установлена положительная связь между индексом десатурации и ИМТ (r=0,375, p=0,022), окружностью шеи (r=0,513, p=0,001) и индексом апноэ/гипопноэ (ИАГ) (r=0,670, p=0,000). ГБ чаще встречалась у пациентов с ОАС. Средние значения ИМТ и окружности шеи оказались выше в основной группе. Нами обнаружена положительная связь в основной группе между ИМТ и окружностью шеи (r=0,554, p=0,000) и ИАГ (r=0,399, p=0,014). ХИГМ выявлена у большинства пациентов с апноэ (p=0,000).

Таблица 1. Общая характеристика групп обследованных

Примечание. Здесь и в табл. 2: * — различия значений между показателями при p<0,05.

Анализ полученных результатов иммуноферментного исследования биомаркеров показал, что GFAP был значимо выше у пациентов в основной группе (см. табл. 1) и коррелировал с ИАГ (r=0,349, p=0,004), индексом десатурации (r=0,339, p=0,006). BDNF, АТ к АХР также были значимо выше у пациентов с апноэ (p=0,006 и p=0,002 соответственно), тогда как АТ к GRIN2A между группами не отличались (p=0,538).

Жалобы на нарушение памяти на текущие события предъявляли 75,70% пациентов с ОАС и 35,70% — контрольной группы (p=0,001). При оценке данных по шкале MMSE у обследованных пациентов деменций выявлено не было. Преддементные когнитивные нарушения в основной группе были у 62,20% пациентов, а в контрольной — у 3,60% (p=0,001). В подгруппе пациентов с ОАС средний балл по MMSE был равен 27,00 (26,00; 29,00), в подгруппе пациентов без апноэ — 30,00 (29,00; 30,00) (p=0,000). Нами обнаружена связь в основной группе между нарушениями по шкале MMSE и уровнем BDNF (r=0,302, p=0,014) и средним баллом по шкале MMSE и уровнем BDNF (r=–0,266, p=0,032).

Таким образом, ОАС ассоциировано с ХИГМ, преддементными когнитивными нарушениями, повышенным уровнем BDNF, GFAP и АТ к АХР, при этом концентрация GFAP увеличивается на фоне утяжеления степени тяжести апноэ и повышения уровня десатурации.

Не установлено значимых различий в показателях тревоги по шкале HADS, тревожности по шкале Спилбергера—Ханина (личностной и реактивной) и уровня стресса по шкале Холмса—Рея между группами (табл. 2). Частота депрессии по шкале HADS (p=0,004) и шкале Бека (p=0,000) у пациентов с ОАС была значимо выше, чем в контрольной группе. Средний балл депрессии также был значимо выше по шкале HADS (p=0,010) и шкале Бека (p=0,001) у пациентов с апноэ. Нами обнаружена связь в основной группе между выявленной депрессией по шкале Бека и наличием ХИГМ (r=0,415, p=0,013), по шкале HADS и наличием ХИГМ (r=0,415, p=0,011). Средний балл депрессии по шкале HADS у пациентов с апноэ коррелировал с ИАГ (r=0,333, p=0,044), ИМТ (r=0,326, p=0,049) и объемом шеи (r=0,337, p=0,042). В группе контроля нами не обнаружена связь между выявленной депрессией по шкале HADS и наличием ХИГМ (r=0,160, p=0,416), между средним баллом депрессии по шкале HADS и ИАГ (r=0,054, p=0,785), ИМТ (r=0,092, p=0640) и объемом шеи (r=0,085, p=0,669).

Таблица 2. Показатели эмоционального статуса в группах обследованных

Установлено, что сонливость по шкале ESS была у пациентов с ОАС в 51,40% случаев, а в контрольной группе — в 17,90% (p=0,005). Средний балл сонливости по шкале ESS в основной группе составил 11,00 (6,50; 16,00), а в контрольной — 5,00 (2,00; 8,75) (p=0,001). Нами обнаружена связь в основной группе между выявленной сонливостью по шкале ESS и ИАГ (r=0,669, p=0,000), средним баллом сонливости по шкале ESS и ИАГ (r=0,587, p=0,000), объемом шеи (r=0,445, p=0,006) и индексом десатурации (r=0,415, p=0,011). Степень астении по ВАШ была значимо выше в основной группе, чем в контрольной (6,05±2,06 и 4,07±2,15 соответственно, p=0,001). Астения по шкале MFI-20 выявлена у 70,30% пациентов с апноэ и у 39,30% — в контрольной группе (p=0,013). Степень астении по шкале MFI-20 также была значимо выше в основной группе, чем в контрольной (13,05±3,48 и 10,36±4,00 балла соответственно, p=0,007).

Связи между депрессией, сонливостью, астенией и показателями биомаркеров нами не выявлено.

Таким образом, изменения в эмоциональном фоне у пациентов с ОАС представлены депрессией, при этом степень тяжести депрессии возрастает с увеличением ИАГ, ИМТ и объема шеи и коррелирует с наличием ХИГМ. Коморбидными состояниями у пациентов с апноэ также часто являются сонливость и астения, при этом сонливость усиливается на фоне утяжеления степени тяжести апноэ, увеличения индекса десатурации и окружности шеи.

По нашим данным, GFAP является маркером поражения нервной системы у пациентов с ОАС и может увеличиваться на фоне утяжеления степени апноэ. Наиболее важным маркером нейропластичности у пациентов с апноэ оказался BDNF, тогда как значения другого нейромаркера АТ к GRIN2A не отличались между обследуемыми группами. Несмотря на повышения BDNF у пациентов в основной группе, это не компенсирует у них преддементные когнитивные нарушения, что согласуется с результатами работы K. Flores и соавт. [20]. Выявленные нами бóльшие значения показателя АТ к АХР у пациентов с ОАС могут указывать на возможные нарушения нервно-мышечной передачи [29], что следует учитывать в патогенезе мышечной гипотонии верхних дыхательных путей у пациентов с ОАС.

Известна положительная связь ОАС с депрессией [8], тревогой [7, 37], ХИГМ [5] и когнитивными нарушениями [5, 6], что подтверждется результатами нашего исследования.

Преддементные когнитивные нарушения, по нашим данным, выявлены у большинства пациентов с апноэ. По мнению В.В. Захарова и Т.Г. Вознесенской [34], низкие значения показателей по шкале MMSE отражают когнитивные нарушения памяти, характерные для болезни Альцгеймера. Полученные нами результаты могут отражать аналогичный тип нарушения у пациентов с апноэ. Обнаруженная нами положительная связь между выявленными предметными нарушениями и сниженным средним баллом по шкале MMSE и BDNF в основной группе может указывать на активацию адаптационных структурно-функциональных перестроек в головном мозге. Повышение нейропластичности при ХИГМ отмечено в работе В.В. Семченко и соавт. [38].

В нашей работе выявлено, что, наряду с более выраженнными сонливостью и астенией, у пациентов с ОАС имеются изменения в эмоциональном фоне, представленные преимущественно депрессией. При этом степень тяжести депрессии, выраженность астении возрастают с увеличением тяжести апноэ и, вероятно, связаны с низким уровнем сатурации, что в свою очередь приводит к дисрегуляции в отдельных структурах головного мозга. В работе E. Schwarz и соавт. [39] получены данные, демонстрирующие, что гипоксемия у пациентов с ОАС может подвергать риску работу префронтальной коры, гиппокампа и амигдалы. Нами не установлено связи между депрессией, сонливостью, астенией и показателями биомаркеров.

Можно полагать, что ХИГМ, преддементные когнитивные нарушения, депрессия, астения и сонливость у пациентов с ОАС связаны с гипоксией головного мозга, сопутствующей АГ и ожирением 2 ст. и выше. На фоне сохраняющейся интермиттирующей гипоксемии у пациентов с апноэ происходят снижение нейрогенеза, ухудшение нервно-мышечной передачи, активация адаптационных структурно-функциональных перестроек в головном мозге и повышение нейропластичности, однако это не компенсирует преддементные когнитивные нарушения. Расчет минимальных размеров выборок проведен в модуле Sample Size программы Compare2 пакета WinPEPI 11.85 для уровня статистической значимости 5% и мощности теста 20%, данных о распространенности и минимально значимых различий, полученных в пилотном исследовании. В наше исследование намеренно не включались пациенты с легким ОАС, поэтому результаты могут быть экстраполированы на популяцию больных с ОАС средней и тяжелой степени.

Представленные результаты работы демонстрируют связь нейроспецефических белков с когнитивными нарушениями у пациентов с ОАС.

Нейромаркер GFAP показал себя как предиктор снижения нейрогенеза у пациентов с ОАС, который может повышаться на фоне утяжеления степени апноэ и увеличения десатурации. По нашим данным, наиболее репрезентативным маркером нейропластичности у пациентов с апноэ является BDNF, тогда как другой нейромаркер АТ к GRIN2A не отличался между обследуемыми группами. Большие значения показателя АТ к АХР у пациентов с ОАС могут указывать на возможные нарушения нервно-мышечной передачи, что следует учитывать в патогенезе мышечной гипотонии верхних дыхательных путей.

Расстройства памяти у пациентов с апноэ, вероятно, являются вторичными в связи с разобщением деятельности передних отделов головного мозга с базальными ганглиями из-за интермиттирующей гипоксемии. Несмотря на повышение нейропластичности у пациентов с ОАС, это не компенсирует у них возникновение преддементных когнитивных нарушений.

Наряду с сонливостью и астенией, у пациентов с ОАС имеются изменения на эмоциональном фоне, представленные депрессией. Степень тяжести депрессии, выраженность астении возрастают с увеличением тяжести апноэ и, вероятно, связаны с низким уровнем сатурации, что в свою очередь приводит к дисрегуляции префронтальной коры, гиппокампа и амигдалы.

Своевременная оценка маркеров неспецифических белков, диагностика когнитивных и аффективных нарушений позволят выявить ранние признаки сосудистых, дегенеративных и эмоциональных изменений, что в дальнейшем улучшит персонифицированную стратегию ведения пациентов с ОАС.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.