Автореферат и диссертация по медицине (14.01.04) на тему:Тревожно-депрессивные расстройства и инсулинорезистентность: клинико-патогенетические параллели

ДИССЕРТАЦИЯ
Тревожно-депрессивные расстройства и инсулинорезистентность: клинико-патогенетические параллели - диссертация, тема по медицине
АВТОРЕФЕРАТ
Тревожно-депрессивные расстройства и инсулинорезистентность: клинико-патогенетические параллели - тема автореферата по медицине
Яузина, Нина Анатольевна Красноярск 2013 г.
Ученая степень
кандидата медицинских наук
ВАК РФ
14.01.04
 
 

Автореферат диссертации по медицине на тему Тревожно-депрессивные расстройства и инсулинорезистентность: клинико-патогенетические параллели

На правах рукописи

Щгг

Лузина Нина Анатольевна Тревожно-депрессивные расстройства и

1Ш(Ч! !1Ш

клинико-патогенетические параллели 14.01.04 - внутренние болезни 14.03.03 - патологическая физиология (медицинские науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

2 ч НОЯ 2013

005540457

Красноярск - 2013

005540457

Работа выполнена на базе кафедры поликлинической терапии, семейной медицины и ЗОЖ с курсом ПО, НИИ молекулярной медицины и патобиохимии ГБОУ ВПО «Красноярский государственный университет им. проф. В. Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор Петрова Марина Михайловна

доктор медицинских наук, профессор Салмина Алла Борисовна

Официальные оппоненты:

Догадин Сергей Анатольевич - доктор медицинских наук, профессор, заведующий Эндокринологическим центром КГБУЗ «Краевая клиническая больница», г. Красноярск

Смирнова Ольга Валентиновна - доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярно-клеточной физиологии и патологии ФГБУ «НИИ медицинских проблем Севера» СО РАМН

Ведущая организация:

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Читинская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Защита диссертации состоится «19» декабря 2013 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 208.037.01, созданного на базе ГБОУ ВПО «Красноярский государственный университет им. проф. В. Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России, по адресу: 660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого (660022, Россия, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, д. 1)

Автореферат разослан «_» ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, доцент

Штарик Светлана Юрьевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности

Тревожно-депрессивные расстройства (ТДР) являются наиболее распространенным психическим заболеванием среди всех заболеваний общей врачебной практики (ОВП). По данным российской эпидемиологической программы КОМПАС (Клинико-эпидемиологическая программа изучения депрессии в практике врачей общесоматического профиля) (2004 г.), распространенность ТДР в ОВП колеблется от 24 до 64% (Оганов Р.Г. и др., 2005). Отмечается ежегодное увеличение в России на 3-5% количества больных, страдающих ТДР.

Эпидемиологические данные, а также исследования, проведенные отечественными и зарубежными учеными, свидетельствуют о том, что в структуре заболеваемости ТДР зачастую преобладают атипичные и стертые формы (Ушкалова А.В., 2006; Киричкова Г.А. и др., 2005; Parashar S. et al., 2006; Thombs B.D. et al., 2006). Около 50-80% больных ТДР являются пациентами ОВП, обращающихся за медицинской помощью по поводу соматических симптомов. Выявление врачами ОВП случаев ТДР затруднено, в связи с тем, что половина пациентов стараются умолчать об имеющихся симптомах ТДР (Bell R.A. et al., 2011).

ТДР в России не диагностируются и не лечатся, несмотря на высокую распространенность, социальную и экономическую значимость. Это связано с недостаточной информированностью врачей ОВП о распространенности, современных возможностях диагностики и терапии ТДР, а также недостаточно изученными механизмами развития ТДР и , потому отсутствием высокоэффективных терапевтических стратегий.

Клеточно-молекулярные механизмы развития ТДР активно изучаются, но по-прежнему отсутствует стройная теория патогенеза этих расстройств. В последние годы внимание исследователей привлекает роль метаболических нарушений в развитии нейропсихической патологии. Активно обсуждается вопрос взаимосвязи ТДР и инсулинорезистентности (ИР), однако данные экспериментальных и клинических исследований противоречивы (Timonen M. et al., 2007). Некоторые исследования, основанные, главным образом, на клинических данных, указывают на связь ИР и ТДР, взаимосвязь между развитием ИР и депрессии была продемонстрирована в молодой популяции, и предполагается, что ИР может быть ключевым фактор формирования ТДР (Golomb В.А. et al., 2002; Frayn К., Kingman S., 1995).

Еще одним актуальным направлением в исследованиях механизмов развития ТДР является изучение особенностей нейрогенеза в головном мозге. Так, убедительно показано, что препараты с антидепрессивной активностью, стимулируют нейрогенез в некоторых регионах мозга (Drew M.R., Hen R., 2007; Jacobs B.L, 2002), однако особенности нарушения нейрогенеза при развитии ТДР практически не изучены.

Метаболические нарушения и повреждения механизмов пролиферации, дифференцировки клеток головного мозга могут быть спровоцированы действием стресса, одного из лидирующих этиологических факторов ТДР (Duman С.Н., 2010). Таким образом, представляется актуальным изучение взаимосвязи развития ТДР, ИР и нарушений нейрогенеза в комплексном клинико-экспериментальном исследовании.

В последние годы ИР рассматривается как один из ключевых механизмов развития ряда заболеваний головного мозга, в частности, болезни Альцгеймера, ряда нейропсихических расстройств (аутизм, шизофрения), тревожно-депрессивных расстройств (Duarte A.I., Moreira P.I., Oliveira C.R., 2012; Frayn К., Kingman S., 1997; Golomb B.A. et al., 2002), однако данные о роли локальной ИР в ткани головного мозга в формировании характерного для конкретной патологии типа нарушения структурной и функциональной пластичности мозга малочисленны и зачастую противоречивы. Изучение клеточно-молекулярных механизмов развития ИР позволит выявить новые молекулы-маркеры и молекулы-мишени для диагностики и терапии широкого круга заболеваний центральной нервной системы.

Цель исследования: изучить взаимосвязь инсулинорезистентности и тревожно-депрессивных расстройств у пациентов с метаболическим синдромом, оценить вклад дизрегуляции нейрогенеза, апоптоза в лимбической системе мозга в развитие тревожно-депрессивных расстройств в эксперименте.

Задачи исследования:

1. Выявить факторы, ассоциированные с развитием тревожно-депрессивных расстройств у пациентов с метаболическим синдромом и изучить особенности метаболических нарушений у пациентов с тревожно-депрессивными расстройствами.

2. Изучить выраженность инсулинорезистентности при метаболическом синдроме у пациентов с тревожно-депрессивными расстройствами.

3. Изучить особенности метаболических нарушений и поведенческих расстройств в экспериментальной модели депрессии у крыс.

4. Оценить особенности экспрессии маркеров нейрогенеза, апоптоза и инсулинорезистентности в ткани головного мозга в экспериментальной модели депрессии у крыс.

Научная новизна

Впервые установлены факторы риска (стресс, одиночество и отягощенная наследственность по АГ и СД 2 типа), ассоциированные с формированием тревожно-депрессивных расстройств у пациентов с метаболическим синдромом.

Впервые показано, что у пациентов с метаболическим синдромом и тревожно-депрессивными расстройствами развитие абдоминального типа ожирения имеет более выраженный характер по сравнению с лицами, имеющими только метаболический синдром.

Впервые показано, что у пациентов с метаболическим синдромом и тревожно-депрессивными расстройствами инсулинорезистентность носит более выраженный характер по сравнению с лицами, имеющими только метаболический синдром.

Впервые изучена экспрессия маркеров нейрогенеза, апоптоза во взаимосвязи с маркером инсулинорезистентности в лимбической системе мозга животных с экспериментальной депрессией и идентифицированы наиболее информативные изменения (экспрессия МЛРЗ, №иго01), соответствующие выраженности метаболических и поведенческих нарушений.

Практическая значимость исследования

Результаты работы демонстрируют, что пациенты с метаболическим синдромом являются группой риска по развитию тревожно-депрессивных расстройств (преимущественно женщины).

Применение госпитальной шкалы тревоги и депрессии НАББ рекомендуется для идентификации пациентов с формирующимися признаками тревожно-депрессивных расстройств из числа лиц, страдающих метаболическим синдромом.

Разработка новых подходов к фармакологической коррекции тревожно-депрессивных расстройств у пациентов с метаболическим синдромом должна учитывать модуляцию экспрессии ЫЬИРЗ и Кеиго01 и иметь своим результатом нормализацию процессов нейрогенеза и апоптоза в клетках лимбической системы мозга.

Внедрение в практику

Результаты, полученные в ходе диссертационного исследования, внедрены в рабочий процесс отделения ОВП Университетской клиники семейной медицины, в научный и учебный процесс НОЦ «Трансляционная медицина», кафедры поликлинической терапии, семейной медицины и ЗОЖ с курсом ПО ГБОУ ВПО «Красноярский государственный университет им. проф. В. Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Предрасполагающими факторами развития ТДР у пациентов с метаболическим синдромом являются стресс, отягощенная наследственность по артериальной гипертонии и сахарному диабету, одиночество.

2. У пациентов-женщин с метаболическим синдромом и тревожно-депрессивными расстройствами абдоминальный тип ожирения и инсулинорезистентность носят более выраженный характер по сравнению с лицами, имеющими только метаболический синдром.

3. Выраженность тревожно-депрессивных расстройств и признаки инсулинорезистентности коррелируют друг с другом у пациентов с метаболическим синдромом.

4. Развитие экспериментальной депрессии у крыс сопровождается изменением экспрессии маркеров локальной инсулинорезистентности в клетках лимбической системы головного мозга.

5. Поведенческие расстройства и метаболические нарушения, формирующиеся у животных с экспериментальной депрессией, сопровождаются подавлением нейрогенеза, интенсификацией апоптоза в коре и лимбической системе головного мозга.

Личный вклад автора:

Автором сформулирована рабочая гипотеза исследования, разработан дизайн эксперимента, проведены экспериментальные и клинические исследования, выполнена статистическая обработка результатов, их интерпретация, подготовка публикаций, диссертации и автореферата. Автор выражает благодарность к.м.н. А. В. Моргуну, к.фарм.н. Н. В. Кувачевой и к.м.н. Н. А. Малиновской за помощь в проведении иммуногистохимических исследований.

Апробация материалов диссертации

Основные положения диссертационного исследования доложены на семинарах НИИ молекулярной медицины и патобиохимии, кафедры поликлинической терапии, семейной медицины, ЗОЖ, НОЦ «Трансляционная медицина» ГБОУ ВПО КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава России (2012-2013 г.), на 7 Сибирском съезде физиологов с международным участием (г. Красноярск, 2012 г.), на межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 70-летию кафедры психиатрии и наркологии КрасГМУ им. проф. В. Ф. Войно-Ясенецкого (г. Красноярск, 2012 г.), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Сахарный диабет, метаболический синдром и сердечно-сосудистые заболевания» (г. Томск, 2012), 22-м Всероссийском съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (г. Волгоград, 2013).

Публикации по теме диссертации

По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Работа выполнена при поддержке гранта в рамках ФЦП "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" (Соглашение № 8061, 2012-2013 гг.).

Структура и объем диссертации

Материал диссертации изложен на 117 страницах машинописного текста, иллюстрирован 24 рисунками, 14 таблицами. Работа состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы. Список литературы состоит из 235 источников, в том числе 23 отечественных и 212 зарубежных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

Исследование включает в себя экспериментальную и клиническую части. Работа выполнена в НИИ молекулярной медицины и патобиохимии совместно с кафедрой поликлинической терапии, семейной медицины и ЗОЖ с курсом ПО ГБОУ ВПО КрасГМУ им. проф. В.Ф.Войно-Ясенецкого» Минздрава России в рамках проекта НОЦ «Трансляционная медицина». Исследование одобрено Локальным этическим комитетом (протокол № 37/2012 от 31.01.2012 г.) ГБОУ ВПО КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздравсоцразвития РФ.

Клиническая часть. Объектом исследования были мужчины и женщины в возрасте 30-60 лет. Всего обследовано 87 человек, в том числе 69 женщин (79,3%).

Критериями включения в исследование были: возраст 30-60 лет, клинически здоровые, тревожно-депрессивные расстройства, метаболический синдром. Критерии исключения: почечная и дыхательная недостаточность, ХОБЛ и бронхиальная астма, сахарный диабет, аутоиммунные и системные заболевания, беременность, онкологические заболевания. У всех пациентов брали информированное согласие на данное обследование. Обследование пациентов проходило по протоколу (Рисунок 1).

Диагноз и стадия гипертонической болезни (ГБ) были верифицированы в соответствии с национальными рекомендациями Всероссийского научного общества кардиологов (ВНОК) 2010 (Карпов Ю.А., 2010) и Международной классификацией болезней 10-го пересмотра. Диагноз «метаболический синдром» (MC) был верифицирован в соответствии с новыми критериями J1S (Joint Interim Statement, 2009) (Конов M.B. и др., 2011; Alberti K.G. et al., 2009). Разделение обследуемых на инсулинорезистентных (ИР) и инсулиночувствительных (ИЧ) осуществлялась с помощью расчета индекса: HOMA-IR= I*G/22,5 (норма <2,68), где I-базальный уровень инсулина, мкМЕ/мл; G-базальный уровень глюкозы плазмы крови, ммоль/л (Muniyappa R. et al., 2008; Pastucha D. et al., 2010).

Оценка ТДР проводилась по шкале Госпитальной шкале тревоги и депрессии HADS (Hospital Anxiety and Depression Scale). Данная шкала состоит из 2 подшкал: подшкалы A (Anxiety) - тревоги и подшкалы D (Depression) -депрессии. Оценка в пределах 0-7 баллов - отсутствие достоверно выраженных симптомов тревоги / депрессии; 8-10 баллов — «субклинически выраженная тревога / депрессия»; 11 баллов и выше - «клинически выраженная тревога / депрессия (Андрюшенко A.B., Дробижев М.Ю., Добровольский A.B., 2003; Zigmond A.S., Snaith R.P., 1983). Оригинальная версия интерпретации .HADS включает суммарную оценку по каждой из подшкал: 8-10 баллов -«субклинически выраженные ТДР»; 11 баллов и выше - «клинически выраженные ТДР» (Оганов Р.Г. и др., 2011).

Инсулин в сыворотке периферической крови определяли методом иммуноферментного анализа согласно инструкции по применению фирмы-производителя тест-системы (Immunotech A Beckman Coulter Company, США). Норма инсулина натощак составляет от 2,1 до 22 мкМЕ/ мл.

Рисунок 1 - Схематичное изображение протокола обследования пациентов

Экспериментальная часть. Объектом исследования стали крысы линии Wistar Kyoto обоего пола (п=54) со 2-го дня постнатального периода. Экспериментальную группу составили животные (п=30), которым проводилось моделирование стресса раннего периода жизни (стандартная модель экспериментальной депрессии). Предмет исследования - гиппокамп, миндалина и кора головного мозга - извлекали на 30, 60 и 90 сутки. Таким образом, были сформированы 3 экспериментальные подгруппы (п=10 в каждой подгруппе): РЗО, Р60, Р90, соответственно, где Р - день постнатального развития. Контрольную группу составили животные (п=24), разделенные на подгруппы: РЗО, Р60, Р90 (п=8 в каждой группе). План экспериментальных исследований представлен в таблице 1. Исследования на животных проводили в соответствии

с соблюдением принципов гуманности, изложенных в Директиве Европейского сообщества (86/609/ЕС).

Таблица 1 - План экспериментальной части исследования_

Метод исследования Дни постнатального развития

с Р2 по Р15 Р29-30 РбО Р90

Взвешивание крысят +

Оценка открытия глаз +

Тест Гипонеофагия +

Тест «ПКЛ» + + +

Тест «ОП» + + +

Иммуногистохимическое исследование +

Метаболические показатели + + +

Моделирование стресса раннего периода жизни (депрессии) проводили животным возраста Р2-Р15 путем ежедневного отделения детенышей от матери на 3 часа ежедневно в период с 9.00 до 12.00 в условия инкубатора по стандартному протоколу (Mesquita A.R. et al., 2007). В этот же период времени, в соответствии с указанным протоколом, проводили ежедневное взвешивание крысят (в экспериментальной группе - перед разделением, в контрольной группе отделение от матери при этом не превышало 15 минут). Оценку открытия глаз проводили все дни, начиная с PI2 по PI7 с 9.00 до 12.00 ч.

Фенотипирование экспериментальных животных с моделью депрессии включало оценку тревожности и эмоциональности (тесты «Открытое поле» и «Приподнятый крестообразный лабиринт»), интереса к новым стимулам (ангедонии) (тест «Гипонеофагия»), проведенной по стандартному протоколу (Самотруева М.А. и др., 2009; Deacon R.M., 2011).

Оценку апоптоза методом TUNEL осуществляли на депарафинизированных срезах головного мозга по стандартному протоколу фирмы-производителя (Apoptag Direct Detect kit, Immunotech, Франция). Апоптотический индекс рассчитывали как отношение числа TUNEL -позитивных ядер к общему количеству клеток.

Оценку экспрессии NLRP3 инфламмасом как маркера локальной инсулинорезистентности и нейровоспаления осуществляли по стандартному протоколу в депарафинизированных срезах мозга с использованием первичных антител (Anti-NLRP3 (C-terminal) goat polyclonal antibodies (Sigma-Aldrich, США) - 1: 200) и вторичных антител (Alexa Fluor 488 chicken anti-goat IgG (H+L) (Invitrogen, США) - 1: 1000).

Оценку экспрессии маркеров нейрогенеза (NeuN, NeuroDl, NgN2, Рахб) и синаптогенеза (PSD95) осуществляли по стандартному протоколу в депарафинизированных срезах мозга с использованием первичных антител

(Anti-Рахб mouse polyclonal antibodies (Abeam, Великобритания) - 1: 150; Anti-Ngn2 rabbit polyclonal antibodies (Abeam, Великобритания) - 1: 50; Anti-NeuroDl mouse polyclonal antibodies (Abeam, Великобритания) - 1: 200; Anti-PSD-95 mouse polyclonal antibodies (Abeam, Великобритания) - 1: 200; Anti-NeuN rabbit polyclonal antibodies (Millipore, США) - 1: 500) и вторичных антител (Alexa Fluor 488 chicken antirabbit IgG (H+L) (Invitrogen, США) - 1: 1000; Alexa Fluor 488 chicken antimouse IgG (H+L) (Invitrogen, США) - 1: 1000).

Люминесцентная микроскопия препаратов осуществлялась при увеличении х500 (люминесцентный микроскоп "Olympus СХ 41", Япония). Осуществлялся подсчет относительного количества клеток, экспрессирующих антиген, на 100 клеток в образце при анализе не менее 10 полей зрения. Оценка результатов проводилась с помощью пакета ImageJ.

Статистическая обработка полученных данных проводилась с помощью пакета прикладных программ Statistica 7,0. Анализ соответствия вида распределения признака закону нормального распределения проводился с использованием критерия Шапиро-Уилка. Признаки, имеющие нормальное распределение, анализировались при помощи параметрических методов: однофакторный дисперсионный анализ (критерий Фишера) и критерий Стьюдента для сравнения независимых выборок. Для признаков, распределение которых было отличным от нормального, использовались непараметрические методы: two-tailed, двухфакторный дисперсионный анализ с повторениями, однофакторный дисперсионный анализ Краскала-Уоллиса и критерий Манна-Уитни для сравнения независимых выборок. Для оценки связи признаков применен корреляционный анализ с расчетом корреляции по методу Пирсона и Спирмена. При сравнении признаков, характеризующих частоту, использовался точный критерий Фишера. Количественные значения представлены в виде медианы (Me) и интерквартильного интервала [Qi; Q3], где Qi — 25 процентиль, Q3 - 75 процентиль. Качественные переменные описаны абсолютными значениями и в виде процентных долей. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принимался равным 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Формирование тревожно-депрессивных расстройств у лиц с метаболическим синдромом

Встречаемость тревожно-депрессивных расстройств у пациентов с инсулинорезистентностью

Всего в исследование было включено 87 человек в возрасте 30-60 лет. Из них 18 (20,7%) мужчин и 69 (79,3%) женщин. Средний возраст мужчин составляет 51,0 [38,8; 55,0] лет, женщин - 53,0 [46,5; 57,5] лет.

Встречаемость тревоги среди обследуемых пациентов с MC по Госпитальной шкале HADS-A: 56 чел. (64,4%) имели оценку от 0 до 7 баллов,

что соответствует норме; 25 чел. (28,7%) имели оценку 7-10 баллов, что соответствует «субклинической тревоге» и 6 чел. (6,9%) имели 11 и более баллов, что соответствует клинически выраженной тревоге.

Встречаемость депрессии среди пациентов с МС по Госпитальной шкале НАОЗ-О: 66 чел. (75,9%) имели оценку от 0 до 7 баллов, что соответствует норме; 19 чел. (21,8%) имели оценку 7-10 баллов, что соответствует «субклинической депрессии» и 2 чел. (2,3%) имели 11 и более баллов, что соответствует клинически выраженной депрессии.

Применение оригинальной версии шкалы НАОБ-Л+О позволило получить следующие результаты: 22 чел. (25,3%) имели оценку от 0 до 7 баллов, что соответствует норме; 21 чел. (24,1%) имели оценку 7-10 баллов, что соответствует «субклиническим ТДР» и 44 чел. (50,6%) имели 11 и более баллов, что соответствует клинически выраженным ТДР.

Для решения задач следующего этапа работы были отобраны 69 пациентов, из них 56 пациентов с метаболическим синдромом (МС) и 13 -клинически здоровые лица. В зависимости от результатов оценки по госпитальной шкале тревоги и депрессии НАЕ)8, пациенты были разделены на следующие группы: 1-я группа - клинически здоровые, 2-я группа -метаболический синдром + тревожно-депрессивные расстройства (МС+ТДР) и 3-я группа - метаболический синдром (МС). В 1-ю группу вошли 13 женщин (100%), медиана возраста 36 [31; 52] лет, медиана ИМТ 23 [23; 26] кг/м2. Во 2-й группе наблюдалось 29 женщин (100%), медиана возраста 54 [51; 58] лет, медиана ИМТ 32 [29; 35] кг/м2. В 3-ю группу были включены 27 женщин (100%), медиана возраста 54 [47; 59] лет, медиана ИМТ 30 [28; 33] кг/м2.

Факторы, ассоциированные с формированием тревожно-депрессивных расстройств у пациентов с метаболическим синдромом

При сопоставлении факторов риска, ассоциированных с развитием ТДР у пациентов с МС имеем следующие данные: по отягощенному семейному анамнезу по АГ и СД обнаружены достоверные различия между 2-й и 3-й группами; по семейному положению обнаружены достоверные различия между 2-й и 3-й группами. А также при анализе стресса (смерть близких родственников) в качестве вероятного фактора развития ТДР нами были обнаружены достоверные различия между между 2-й и 3-й группами (Таблица 2).

Таким образом, выявлены следующие факторы, ассоциированные с формированием ТДР среди пациентов с МС: стресс (смерть близких родственников), одиночество и отягощенная наследственность по АГ и СД 2 типа.

Таблица 2 - Сравнительная характеристика групп обследованных по факторам,

ассоциированным с формированием ТДР

Показатель 2-я группа 3-я группа Достоверность различий (р)

Абс. (%)

Отягощенная наследственность по АГ, СД 21(72,4%) 11(40,7%) Р2-з=0,03

Семейное положение (замужем) 14(48,3%) 23(85,2%) р2-э-0,005

Стресс 15(51,7%) 5 (18,5%) Р2-3=0,01

Высшее образование 5(17,2%) 11(40,7%) р2-з>0,05

Примечание: р- различия по исследуемым показателям рассчитаны с использованием критерия Хи-квадрат.

Анализ признаков, составляющих метаболический синдром в обследуемых группах

По значению абдоминального ожирения (ОТ) мы обнаружили достоверно значимые различия между 1-й и 2-й группами, 1-й и 3-й группами, 2-й и 3-й группами (Таблица 3). По абсолютным значениям показатели выше нормы имели: в 1-й группе - 4 чел. (30,8%), во 2-я группа - 29 чел. (100%) и 3-я группа - 26 чел. (96,3%). Таким образом, абдоминальный тип ожирения имел более выраженный характер у лиц, имеющих ТДР.

Содержание триглицеридов (ТГ) в сыворотке крови было достоверно повышено во 2-ой группе по сравнению с контролем (Таблица 3). По абсолютным значениям повышенный уровень ТГ имели 1-я группа - 2 женщины (15,4%), 2-я группа - 15 женщин (51,7%), 3-я группа - 10 женщин (37%).

Уровень холестерина липопротеинов высокой плотности (ХС ЛПВП) был снижен во 2-ой, 3-й группах по сравнению с контрольной группой (Таблица 3). По абсолютным значениям ХС ЛПВП (<1,3 ммоль/л) имели 1-я группа - 10 женщин (76,9%), 2-я группа - 1 женщина (3,4%), 3-я группа - 3 женщины (11,1%).

По уровню артериального давления (АД) достоверно значимые отличия наблюдаются между 1-й и 2-й, 1-й и 3-й группами (Таблица 3). По абсолютным значениям АД > 130/85 мм рт. ст. имели: 1-я группа - 0 чел., 2-я группа - 14 чел. (48,3%), 3-я группа - 14 чел. (51,9%). Уровень глюкозы плазмы натощак был достоверно выше во 2-й и 3-й группах по сравнению с контролем (Таблица 3). Уровень глюкозы (>5,6 ммоль/л) имели 2-я группа - 4 женщины (13,8%), 3-я группа - 1 женщина (3,7%).

Таким образом, из числа всех проанализированных признаков, ассоциированных с развитием МС, у лиц, имеющих его сочетание с ТДР, только абдоминальный тип ожирения позволяет говорить о его большей выраженности при МС+ТДР.

Таблица 3 - Сравнительная характеристика групп по признакам, составляющим метаболический синдром

Показатель 1-я группа 2-я группа 3-я группа Достоверность различий (р)

ОТ, см Ме[<}1;03] 75 [71; 84] 94 [90; 104] 91 [89; 94] Р1-2<0,0001 Ри«М>001 Р2-3=0,024

ТГ, ммоль/л Ме[01;03] 1,5 [1,2; 1,6] 1,7 [1,4; 1,8] 1,6 [1,2; 1,8] Р1.2=0,09 Р1-з>0,05 Рг-з>0,05

ХС ЛПВП, ммоль/л Ме[01,03] 1,4 [1,2; 1,4] 1,1 [1,0; 1,2] 1,1 [1,0; 1,2] р,.2=0,005 р,о=0,007 Р2-З>0,05

Глюкоза, ммоль/л МеКПОЗ] Л ГЭ 1. Л 11 -г т,*.] Л П ГЛ 1. С 11 -т, 1 14,1, л с хл * Р*,.2<0,001 Р«,_,<0.П01 Р*2-З>0,05

АГ Аб. (%) 0 (0%) 14 (48,3%) 14(51,9%) рл,.2<0,001 рлю<0,001 рл2.1>0,05

Примечание: р - различия по исследуемым показателям рассчитаны с использованием критерия Манна-Уитни; рЛ - с использованием критерия Хи-квадрат; р* - с использованием критерия Стьюдента.

Оценка инсулинорезистентности по индексу Нота-1К

Содержание инсулина в сыворотки крови было достоверно повышено во 2-й и 3-й группах по сравнению с контролем. В таблице 4 приведены данные об уровнях инсулина крови и значениям индекса Нота-Ж.

Таблица 4 - Сравнительная характеристика групп по уровню инсулина и индексу Нота-Ш

Показатель 1-я группа 2-я группа 3-я группа Достоверность различий (р)

Инсулин, мкМЕ/мл 8,0 [7,0; 16,2] 25,8 [24,4; 29,7] 24,0 [20,6; 27,9] р,.2<0,001 Ри<0,001 ргл=0,014

Нота-Ш 1,6 [1,1; 2,6] 5,1 [4,5; 7] 4,7 [4,1; 5,6] Рг-«<0,00] ры=0,011

Примечание: р - различия по исследуемым показателям рассчитаны с использованием критерия Стьюдента.

Таким образом, пациенты с МС и МС+ТДР имеют лабораторные признаки ИР, выраженность ИР достоверно выше у пациентов МС+ТДР.

Взаимосвязь развития абдоминального ожирения, инсулинорезистентности и тревожно-депрессивных расстройств

Результаты нашего исследования свидетельствуют о том, что достоверные средние положительные связи отмечаются между тревогой и ИР, депрессией и ИР, ТДР и ИР, тревогой и ОТ, депрессией и ОТ, ТДР и ОТ, ИР и ОТ, ОТ и АГ (Таблица 5).

Таблица 5 - Корреляционные взаимосвязи между абдоминальным ожирением, ИР и ТДР

Показатель 1 Показатель 2 Коэффициент корреляции (г) Достоверность различий (р)

ИР тревога г=0,327 р=0,006

депрессия г=0,361 р=0,002

ТДР г=0,386 р=0,001

ОТ г=0,583 р=0,0001

АГ ОТ г=0,31 р=0,01

ОТ тревога г=0,271 р=0,024

депрессия г=0,371 р=0,002

ТДР г=0,36 р=0,002

Примечание: корреляции рассчитаны по Спирману.

Таким образом, формирование ТДР у лиц с МС и ИР взаимосвязано, однако невысокий уровень корреляционной связи между отдельными параметрами, их характеризующими, не позволяет сделать вывод о причинно-следственных взаимоотношениях. Вместе с тем, очевидно, что перенесенный стресс актуален для развития ТДР у лиц с МС и ИР, а формирование абдоминального ожирения наиболее выражено у лиц с сочетанием МС (ИР) и

ТДР.

Нарушения развития мозга, метаболизма, поведения, процессов нейрогенеза, апоптоза и экспрессии NLRPЗ в головном мозге крыс с экспериментальной депрессией

Применение экспериментальной модели депрессии на животных позволяет оценить клеточно-молекулярные механизмы нарушения структурной и функциональной пластичности мозга, ответственные за формирование поведения, характерного для ТДР у человека. При оценке развития мозга в контрольной группе животных и в группе животных с экспериментальной депрессией нами продемонстрированы особенности состояния лимбической системы головного мозга при действии стресса раннего периода жизни, способствующего формированию депрессии.

Динамика прибавки массы тела. Выявлены значительные различия между группами Р =147,27, р<0,0000001, это говорит о том, что в группе с экспериментальной депрессией имеется отставание в физическом развитии (Рисунок 2).

Динамика прибавки веса со 2-го по 15-й день.

РигуноК 2 - Динямик? ПрибяВКН веСЯ крысят С ЭКСПбриМбНТЯ.^ЬНОЙ Д£ПП£ССИ6Й по сравнению с контрольной группой в период Р2-Р15

Открытие глаз. К 15-му дню постнатального периода 100% и 62,5 % детенышей из опытной и контрольной группы, соответственно, открыли глаза. Количество детенышей с открытыми глазами значительно отличается между группами на Р14 (р=0,0379). Детеныши из опытной группы на два дня раньше открывают глаза по сравнению с контролем. Это говорит о том, что материнское разделение стимулирует созревание ЦНС у детенышей, вероятно, вследствие отсутствия тактильных стимулов с матерью.

Анализ поведения у крыс на 30, 60 и 90 сутки. Материнское разделение приводит к увеличению общего уровня тревоги и эмоциональности у взрослой особи, и эта гипотеза была проверена использованием нейропсихического тестирования: «приподнятый крестообразный лабиринт» и «открытое поле» (Рисунок 3, 4).

знач 300, -я

200 / вв

□ опыт

100- / ■ контроль

С^вР/

N ЗР 60 1 ЗР 90 -{ Щ90

Рисунок 3 - Параметры в тесте ПКЛ у крыс с экспериментальной депрессией по сравнению с контрольной группой (Р60-Р90)

N - количество переходов; I - среднее время; ЗР - «закрытые рукава»; Ц - центр; 60, 90 -день постнатального развития. * - значимость различий рассчитана с помощью критерия Манна-Уитни.

знач-я

200^

150-

100 /

50-

0

* * 1 гъ

□ опыт ■ контроль

(3 30 ВС 60 МП 60 13 90

Рисунок 4 - Параметры в тесте ОП у крыс с экспериментальной депрессией по сравнению с контрольной группой (Р30-Р90)

N - количество переходов; I - среднее время; ВС - вертикальные стойки; 3 - замирание; 30. 60 и 90 - день постнатального развития. * - значимость различий рассчитана с помощью критерия Манна-Уитни.

Формирование депрессивного фенотипа ассоциировано с отсутствием интереса к еде и всему окружающему (ангедония), что продемонстрировано в тесте «Гипонеофагия» (Рисунок 5).

знач-я *** 100 80 60-

ЁЗ

с опыт

40 -к^ I

' —" "контроль

20-)

ЯП IЕ тЕ

Рисунок 5 - Параметры в тесте «Гипонеофагия» у крыс с экспериментальной депрессией по сравнению с контрольной группой (Р29).

ЛП - латентный период; I Е- среднее время еды; т Е - средняя масса съеденного. * -значимость различий рассчитана с помощью критерия Манна-Уитни.

Таким образом, мы обнаружили, что у крыс с экспериментальной депрессией по сравнению с контрольной группой отмечается: на Р29 отсутствие интереса к новым стимулам, увеличение среднего времени замирания (тест «ОП»); Р60 увеличение количества переходов в «ЗР» (тест «ПКЛ»), снижение вертикальной и горизонтальной активности (тест «ОП»); Р90 увеличение времени нахождения в «ЗР», снижение нахождения в центре (тест «ПКЛ») и увеличение среднего времени замирания (тест «ОП»), Отсюда следует, что у крыс с экспериментальной депрессией на 90 сутки постнатального развития регистрируются повышение тревожности, эмоциональности и отсутствие интереса к новым стимулам.

Мы установили, что характерные для ИР метаболические изменения формируются у животных с экспериментальной депрессией к 90-м суткам постнатального развития (Таблица 6).

Таблица 6 - Сравнительная характеристика метаболических изменений в экспериментальной модели депрессии у крыс

Показатели Контроль Опыт Достоверность различий

60 сутки

Общий жир, г. 6,8 [6,3; 7,7] 7,7 [7,5; 8,0] Р1-2=0,001

90 сутки

Глюкоза, ммоль/л 5,9 [5,2; 6,1] 7,0 [5,7; 8,0] Р1-2=0,039

Брыжеечный жир, г. 5,5 [4,6; 6,3] 7,3 [5,7; 8,6] Рь2=0,008

Общий жир, г. 17,8 [17,0; 19,6] 22,3 [19,7; 23,3] Р1_2=0,003

Примечание: р - различия по исследуемым показателям рассчитаны с использованием критерия Стьюдента.

Для оценки характера нейрогенеза в коре и лимбической системе головного мозга животных мы выбрали анализ молекул, последовательно экспрессирующихся от стадии стволовых/прогениторных клеток до стадии постмитотических зрелых нейронов.

Мы обнаружили (Таблица 7) признаки подавления ранних этапов нейрогенеза в миндалине и гиппокампе при сохраненном уровне синаптогенеза. При исследовании апоптоза в лимбической системе головного мозга у крыс на 90 сутки постнатального развития обнаружено статистически значимое увеличение интенсивности апоптоза в миндалине и гиппокампе у животных экспериментальной группы (р=0,045; р=0,001), соответственно (Рисунок 6, 7).

А Б

Рисунок 6 - Экспрессия Кеиго01 в миндалине головного мозга крыс с экспериментальной депрессией (90 сутки постнатального развития) (увеличение х500)

(А) - контрольная группа, (Б) - группа с экспериментальной депрессией

Рисунок 7 - Лпоптоз в гиппокампе головного мозга крыс на Р90 (увеличение х500)

(А) - контрольная группа, (Б) - группа с экспериментальной депрессией

Таблица 7 - Экспрессия Рахб, №еи1Ч, Р8Б95, №иго01, ^п2 и аиоптоз в коре, миндалине ; с экспериментальной депрессией (Р90)_

и гиппокампе крыс

Маркер

Рахб

№игоШ

РвО 95

NeuN

Группа

Регион мозга

кора миндалина гиппокамп

контроль

контроль

контроль

контроль

ОПЫТ

контроль

Относительное количество клеток,

Ме[25;75]

47,5 [41,7; 55,2]

43 [40,9; 48,4]

26,4 [19,8; 32,4]

35,3 [33,1; 38,4]

46,7 [33,8; 56,3]

49,6 [46,8; 53,4]

44,0 [34,9; 54,4]

19,3 [19,0; 19,7]

2,8 [2,2; 7,0]

9,4 [7,6; 11,0]

59,6 [58,1;70,3]

43,5 [36,8; 46,7]*

29,8 [26; 36,4]

13,7 [13; 18,01*

18,5 [10,0; 22,8]

38,5 [22,7; 43,2]*

38,2[24,0; 42,0]

30,8 [15,8; 45,3]

3,8 [3,0; 4,4]

11,1 [10,1; 11,3]*

44,9 [41,7; 54,3]

29,8 [28,0; 33,3]*

46,2 [43,2; 46,6]

18,4(15,9; 21,5]*

54,2 [53,7; 55,7]

41,2 [34,5; 42,3]*

31,2[25,8; 44,3]

40,0 [38,0; 41,7]

3,7[2,4; 4,2]

13,6 110,0; 25,8]*

Примечание: различия по исследуемым показателям рассчитаны с критерия Хи-квадрат. * -р<0,05; **- р<0,01, ***- р<0,001 по сравнению с контрольной группой.

Мы впервые показали (Рисунок 9), что в гиппокампе головного мозга крыс, перенесших стресс раннего периода жизни, происходит увеличенная экспрессия ]чГЫ1РЗ инфламмасом. Интересно, что и базальный уровень экспрессии МЛРЗ в гиппокампе достаточно высок по сравнению с корой и миндалиной головного мозга (Таблица 8).

Таблица 8 - Экспрессия 1ЧЬКРЗ в коре, миндалине и гиппокампе у крыс на 90 сутки постнатального развития при депрессии

Регион головного мозга Группа Относительное количество клеток, экспрессирующих маркер NLRP3, % Достоверность различий

Mef25;75]

Кора Контроль 0 [0; 1,81 р>0,05

Опыт 1,6 [0; 6,11

Миндалина Контроль 3,1 [0; 6,5] р>0,05

Опыт 6,8 [5,3; 7,41

Гиппокамп Контроль 3,7 [2,4; 4,21 р=0,001

Примечание: различия по исследуемым показателям рассчитаны с критерия Хи-квадрат.

А Б

Рисунок 9 - Экспрессия NLRP3 в гиппокампе головного мозга крыс (90 сутки постнатального развития) (увеличение х500)

(А) - контрольная группа, (Б) - группа с экспериментальной депрессией

Результаты этого анализа свидетельствуют о том, что усиление апоптоза в клетках лимбической системы мозга соответствует увеличению экспрессии NLRP3 инфламмасом, в то время как интенсификация апоптоза и формирование NLRP3 инфламмасом ассоциировано с подавлением нейрогенеза и снижением экспрессии NeuroDl. При оценке корреляционной взаимосвязи между выраженностью поведенческих расстройств к 90-суткам развития животных и экспрессией NLRP3 и NeuroDl мы установили, что между ними отмечается умеренная отрицательная взаимосвязь (Таблица 9).

В целом, можно заключить, что для экспериментальной депрессии характерным является подавление нейрональной дифференцировки, интенсификация синаптогенеза на фоне усиленных процессов апоптоза и экспрессии NLRP3 в лимбической системе головного мозга. Снижение экспрессии NeuroDl у животных с экспериментальной депрессией свидетельствует о нарушении этапа окончания амплификации прогениторных клеток и выхода из клеточного цикла. Интересно, что полиморфизм гена, кодирующего NeuroDl, ассоциирован с развитием ИР у людей (Gong Z.C. et al., 2012), а экспрессия NLRP3 соответствует развитию метаболических нарушений и ИР (Benetti Е. et al., 2013). Поэтому выявленное нами подавление экспрессии

КеигоБ1 и увеличение экспрессии >1Ы1РЗ в лимбической системе головного мозга может маркировать собой развитие локальной инсулинорезистентности у животных с экспериментальной депрессией, что соответствует характеру метаболических нарушений и формированию специфического поведенческого фенотипа (тревожно-эмоциональные расстройства, потеря интереса к новым стимулам).

Таблица 9 - Взаимосвязь процессов нейрогенеза, апоптоза и микроглии в гиппокампе головного мозга крыс с экспериментальной депрессией

Маркер 1 Маркер 2 Коэффициент корреляции Достоверность различий

Т1ГЫЕЬ+(маркер апоптоза) NeuN -0,05 р>0,05

Рахб -0,519 р<0,0001

PSD-95 -0,032 р>0,05

NeuroDl -0,409 р<0,0001

Ngn2 -0,61 п>0 05

NLRP3 (маркер инфламмасом) NeuN 0,104 р>0,05

Рахб -0,56 р<0,0001

PSD-95 -0,11 р>0,05

NeuroDl -0,334 р<0,001

Ngn2 -0,141 р>0,05

апоптоз 0,489 р<0,0001

NeuroDl (маркер терминально дифференцирующихся нейронов) NLRP3 -0,334 р=0,004

апоптоз -0,409 р<0,0001

Примечание: корреляции рассчитаны по Спирману.

В целом, проведенное нами клинико-экспериментальное исследование демонстрирует, что коморбидность MC, сопровождающегося ИР, и ТДР является вполне закономерной, и одной из вероятных причин существования тесной связи является альтерация механизмов нейрогенеза в лимбической системе мозга, запускаемая перенесенным острым или хроническим стрессом. Патогенетическая связь между этими состояниями может осуществляться через молекулярные механизмы нейровоспаления и локальной ИР.

Формирование инфламмасом в лимбической системе мозга ответственно за продукцию провоспалительных цитокинов, которые, действуя локально, нарушают процессы нейрогенеза, стимулируют апоптоз и влияют на метаболизм глюкозы в клетках головного мозга. Действительно, развитие ТДР сопровождается увеличением продукции провоспалительных цитокинов (Yang К et al., 2007), в то же время, подавление активности NLRP3 инфламмасом улучшает чувствительность к инсулину и гомеостаз глюкозы, а у NLRP3 нокаутных мышей отмечается снижение уровня IL-lß и повышение чувствительности к инсулину жировой ткани (Stienstra R. et al., 2010).

Важным представляется обнаружение нами подавления экспрессии транскрипционного фактора №игоБ1 в клетках гиппокампа и миндалины головного мозга. Коль скоро этот транскрипционный фактор является регулятором продукции инсулина в Р-клетках ПЖ и контролирует процессы терминальной дифференцировки нейронов головного мозга (МасЫс1а М. е1 а1., 2012; Ка\уа1 Т. е1 а1., 2008), логично предположить, что торможение его экспрессии при развитии депрессии может вносить вклад в механизм формирования ИР в головном мозге.

Интересным представляется обнаружение нами снижения интенсивности нейрогенеза в клетках лимбической системы мозга: в гиппокампе (одном из основных нейрогенных регионов развивающегося и зрелого мозга) к 90 суткам развития животных, перенесших стресс раннего периода жизни, нарушаются начальные этапы нейрогенеза, нейрональная дифференцировка и синаптогенез; в миндалине аналогичным образом нарушаются ранние этапы нейрогенеза, но формирование синапсов интенсифицировано, что вполне соотносится с физиологической функцией этого региона мозга (восприятие и оценка эмоциональных событий). Полученные нами данные об увеличении экспрессии маркера синаптогенеза Р8Б95 в миндалине головного мозга животных, перенесших стресс раннего периода жизни, соответствуют недавно сформулированной (Е13сЬ АЛ., РеШк Б., 2012) гипотезе о неоднозначной роли дизрегуляции нейрогенеза в патогенезе депрессии, в контексте т.н. «буферной» функции вновь образующихся нейронов по отношению к действию стрессового фактора (увеличение количества активно взаимодействующих нейронов необходимо для преодоления последствий стресса).

Мы полагаем, что среди потенциальных мишеней для коррекции ИР в ткани головного мозга следует рассматривать ИЬКРЗ и Меиго01. Изучение клеточно-молекулярных механизмов развития ИР позволит реализовать новые фармакотерапевтические подходы при тревожно-депрессивных расстройствах и метаболическом синдроме.

На рисунке 10 представлена обобщенная схема патогенеза ТДР и ИР с учетом полученных нами клинических и экспериментальных данных.

ВЫВОДЫ

1. Наличие метаболического синдрома с лабораторными признаками ИР является фактором риска развития ТДР. Стресс, отягощенная наследственность по АГ и СД, одиночество являются факторами, ассоциированными с формированием ТДР у пациентов с МС.

2. У пациентов с МС и ТДР более выражена ИР по сравнению с пациентами, имеющими только МС. У женщин, имеющих сочетание МС и ТДР, регистрируются положительные корреляционные связи между ТДР/депрессией и ИР (г=0,361, г=0,386), достоверно чаще встречается абдоминальный тип ожирения.

3. Развитие стресс-индуцированной депрессии у экспериментальных

животных (крысы) сопровождается формированием метаболических нарушений в динамике постнатального развития: к 60 суткам - увеличение массь! общего абдоминального жира на 13%; к 90 суткам - увеличение уровня глюкозы крови на 19%; брыжеечного жира на 34%; массы общего абдоминального жира 25% по сравнению с контрольной группой.

4. Появление поведенческих признаков стресс-индуцированной депрессии у экспериментальных животных (крысы) - тревожность, потеря интереса к новым стимулам - сопровождается снижением экспрессии маркеров ранних этапов постанатального нейрогенеза в клетках гиппокампа и миндалины головного мозга (в миндалине на 73%, в гиппокампе на 66,4%) по сравнению с контролем, экспрессии транскрипционного фактора КеигоВ1 (в миндалине на 46%, в гиппокампе на 39,8%), на фоне интенсификации апоптоза в лимбической системе мозга и трехкратного увеличения экспрессии 1^Ы1РЗ в клетках гиппокампа.

Рисунок 10 - Клеточно-молекулярные механизмы формирования тревожно-депрессивных расстройств и ннсулинорезистентности.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Молекулярные механизмы инсулинорезистентности: новые молекулы-маркеры и молекулы-мишени для диагностики и терапии заболеваний центральной нервной системы / А. Б. Салмина, М. М. Петрова, С. В. Прокопенко, Г. А. Морозова, Н. А. Лузина И Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием Сахарный диабет, метаболический синдром и сердечно-сосудистые заболевания, г. Томск, Печатная мануфактура.-2012.-С. 155-156.

2. Перспективы использования тестов для оценки эмоциональности и тревожности у крыс / Ю. К. Комлева, Я. А. Лузина, А. Б. Салмина, Г. А. Морозова, Н. А. Малиновская // VII Сибирский съезд физиологов. Материалы съезда / Красноярск. - 2012. - С. 242-243.

3. Петрова, М. М. Распространенность депрессии в мире / М. М. Петрова, Н. А. Лузина // Актуальные вопросы психиатрии и наркологии. - Томск. - 2012. -С. 106-109.

4. Влияние обогащенной среды на поведение зрелых и стареющих крыс / Ю. К. Комлева, С. М. Черепанов, Н. А. Лузина, К. В. Рондова, Д. Д. Гасымлы, А. В. Моргун, Н. В. Кувачева, О. Л. Лопатина, Н. А. Малиновская, А. Б. Салмина // Вестник НГУ. Сер. Биология, клиническая медицина. - 2012. - Т. 10, № 5. -С. 57-62.

5. Молекулярные механизмы нарушения развития мозга в пренатальном и неонатапьном периодах / А. Б. Салмина, Ю. К. Комлева, Н. В. Кувачева, О. Л. Лопатина, А. И. Инжутова, С. М. Черепанов, Н, А. Лузина, Г, А. Морозова, Н. А. Малиновская, Е. А. Пожиленкова, А. В. Моргун, Т. Е. Таранушенко, М. М. Петрова // Вопросы современной педиатрии. - 2012. - Т. 11, № 6. - С. 14-19.

6. Современные экспериментальные модели депрессии / Н. А. Лузина, Ю. К. Комлева, А. Б. Салмина, М. М. Петрова, Г. А. Морозова, Н. А. Малиновская, Г. Е. Герцог // Биомедицина. - 2013. - №1. - С. 61-71.

7. Проницаемость гематоэнцефалического барьера в норме, при нарушении развития головного мозга и нейродегенерации / Н. В. Кувачева, А. Б. Салмина, Ю. К. Комлева, Н. А, Малиновская, А. В. Моргун, Е. А. Пожиленкова, Г. С. Замай, Н. А. Лузина, М. М. Петрова // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. -2013. - 113, № 4. - С. 80-85.

8. Влияние стресса раннего периода жизни на поведение, нейрогенез и апоптоз клеток головного мозга крыс / Н. А. Лузина, С. М. Черепанов, Ю. К. Комлева, Е. Д. Хилажева, О. В. Фролова, Д. И. Лалетин, Ю. Б. Говорина, А. С. Замай, К. В. Рондова, Н. В. Кувачева, А. В. Моргун, М. М. Петрова, А. Б. Салмина // Сибирское медицинское обозрение. - 2013. -№ 5. - С. 22-26.

9. Molecular mechanism of adult neurogenesis in enriched environment / Yu. K. Komleva, A. B. Salmina, A. V. Morgun, N. V. Kuvacheva, N. A. Malinovskaya, A. Chernyh, S. V. Cherepanov, N. A. Yauzina II Abstract Book, Shanghai. - 2013. - P. 532-533.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АГ - артериальная гипертензия;

АД - артериальное давление;

АИ - апоптотический индекс;

ГЭБ - гематоэнцефалический барьер;

ИМТ - индекс массы тела;

ИР - инсулинорезистентность;

ЛПВП - липопротеины высокой плотности;

ЛПНП - липопротеины низкой плотности;

ЛПС - липополисахариды;

MC — метаболический синдром;

MX - митохондрии;

Hl 1 - нарушение толерантности к глюкозе;

ОП - тест открытое поле;

ОТ - окружность талии;

ОВП - общая врачебная практика;

IIKJI — тест приподнятый крестообразный лабиринт;

СД - сахарный диабет;

ТГ - триглицериды;

ТДР - тревожно-депрессивные расстройства; XJI - холестерин;

HADS-A - Hospital Anxiety and Depression Scale -Anxiety (тревога);

HADS-D - Hospital Anxiety and Depression Scale -Depression (депрессия);

P - день постнатального развития;

TNF - фактор некроза опухоли;

TUNEL - TdT-mediated dUPT nick end labeling.

Подписано в печать 12.11.2013 г. Бумага офс. 80 г/м2. Печать ризограф. Усл. печ. л. 1,39. Тираж 100 экз. Заказ № 205.

Отпечатано в ООО «Версо». 660079, г. Красноярск, ул. А. Матросова, ЗОк. Тел.: 235-04-89, 235-05-89, e-mail: versona24@yandex.ru

 
 

Текст научной работы по медицине, диссертация 2013 года, Яузина, Нина Анатольевна

Государственное бюджетное образовательное учреиедение высшего

профессионального образования «Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения

Российской Федерации

На правах рукописи

0420Н54591 ^

Яузина Нина Анатольевна

Тревожно-депрессивные расстройства и инсулинорезистентность: клинико-патогенетические параллели

14.01.04 - внутренние болезни 14.03.03 - патологическая физиология (медицинские науки)

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор

М.М.Петрова Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

А.Б.Салмина

Красноярск - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................5

Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ВЗАИМОСВЯЗИ ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТИ И ТРЕВОЖНО-ДЕПРЕССИВНЫХ РАССТРОЙСТВ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)........................................................13

1.1. Инсулин и его биологические эффекты............................................13

1.2. Инсулин и инсулинрецепторная сигнальная система клеток головного мозга.......................................................................................................................14

1.3. Регуляция метаболизма глюкозы в ЦНС...........................................15

1.4. Влияние инсулина на процессы нейрогенеза...................................15

1.5. Нейропротективное действие инсулина............................................17

1.6. Инсулинорезистентность....................................................................18

1.7. Маркеры инсулинорезистентности в современной практике.........19

1.8. Инсулинорезистентность и патология головного мозга..................20

1.9. Роль рецепторов врожденного иммунитета в формировании инсулинорезистентности......................................................................................21

1.10. Тревожно-депрессивные расстройства............................................24

1.11. Тревожно-депрессивные расстройства: модели и их анализ........27

1.12. Фенотипирование экспериментальных животных с моделью депрессии (стресса раннего периода жизни).....................................................34

1.13. Нейрогенез в головном мозге...........................................................36

1.14. Нейрогенез и тревожно-депрессивные расстройства....................38

1.15. Взаимосвязь инсулинорезистентности и тревожно-депрессивных расстройств..................................................................................40

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.....................42

2.1. Объект и методы клинической части исследования........................42

2.1.1. Общая характеристика обследованных пациентов.......................42

2.1.2. Определение инсулина в сыворотке крови....................................48

2.2. Объект и методы экспериментальной части исследования..........48

2.2.1. Скрещивание крыс............................................................................50

2.2.2. Моделирование стресса раннего периода жизни (депрессии).....50

2.2.3. Оценка веса крысят...........................................................................50

2.2.4. Оценка открытия глаз......................................................51

2.2.5. Фенотипирование экспериментальных животных с моделью депрессии...............................................................................................................51

2.2.6. Выделение материала для исследования...................................54

2.2.7. Оценка апоптоза клеток головного мозга методом TUNEL........54

2.2.8. Оценка экспрессии маркеров нейрогенеза (NeuN, NeuroD 1, Neurogenin 2 , Pax 6) и синаптогенеза (PSD 95).................................................55

2.2.9. Оценка экспрессии NLRP3 инфламмасом как маркера локальной инсулинорезистентности и нейровоспаления головного мозга....................... 5^

2.3. Статистическая обработка результатов исследования....................57

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ............57

3.1. Формирование тревожно-депрессивных расстроств у лиц с метаболическим синдромом...............................................................................57

3.1.1 Встречаемость тревожно-депрессивных расстройств у пациентов с инсулинорезистентностыо...................................................................................59

3.1.2 Сравнительная характеристика обследованных групп..................60

3.1.3 Факторы, ассоциированные с формирование тревожно-депрессивных расстройств у пациентов с метаболическим синдромом..................................61

3.1.4 Анализ признаков, составляющих метаболический синдром в обследуемых группах...........................................................................................62

3.1.5 Оценка инсулинорезистентности по индексу Homa-IR.................63

3.1.6. Взаимосвязь развития абдоминального ожирения,

инсулинорезистентности и тревожно-депрессивных расстройств................64

3.2. Нарушения развития мозга, метаболизма, поведения, процессов нейрогенеза, апоптоза и экспрессии NLRP3 в головном мозге крыс с экспериментальной моделью депрессии............................................................65

3.2.1. Динамика прибавки массы тела.........................................66

3.2.2. Открытие глаз....................................................................................67

3.2.3. Анализ поведения у крыс на 30, 60 и 90 сутки..............................68

3.2.4. Метаболические изменения в экспериментальной модели депрессии у крыс........................................................................................................................74

3.2.5. Апоптоз клеток нейрональной и глиальной природы у экспериментальных животных............................................................................76

3.2.6. Нейрогенез у экспериментальных животных...............................77

3.2.7. Экспрессия №Л1РЗ инфламмасом в головном мозге у крыс на 90 сутки..................................................................................................................79

Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ.................83

ВЫВОДЫ.....................................................................................................9\

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ................................................... 92

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ......................................................................... 94

ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы

Тревожно-депрессивные расстройства (ТДР) являются наиболее распространенным психическим заболеванием среди всех заболеваний общей врачебной практики (ОВП). По прогнозам Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) ТДР выйдут на первое место в мире к 2020 году.

По данным российской эпидемиологической программы КОМПАС (Клинико-эпидемиологическая программа изучения депрессии в практике врачей общесоматического профиля) (2004 г.), распространенность ТДР в ОВП составляет от 24 до 64% [Оганов Р.Г. и др., 2005]. Наблюдаются и тендерные различия: в 2 раза чаще ТДР встречаются среди женщин. Отмечается ежегодное увеличение на 3-5% количества больных, страдающих ТДР в России. Около 10% в возрасте старше 40 лет страдают ТДР по данным Минздрава Российской Федерации (МЗ РФ). Распространенность ТДР увеличивается с возрастом и тесно связано с семейным положением и социально-экономическими условиями.

Эпидемиологические данные, а также исследования, проведенные отечественными и зарубежными учеными, свидетельствуют о том, что в структуре заболеваемости ТДР зачастую преобладают атипичные и стертые формы [Parashar S. et al., 2006; Thombs B.D. et al., 2006]. ТДР, как правило, поражают лиц трудоспособного возраста и, зачастую, оказываются причинами значительного снижения качества жизни больных, а также длительной и рецидивирующей нетрудоспособности [Rondon M.U.B, et al., 2002].

Около 50-80% больных ТДР являются пациентами врачей ОВП, обращающихся за медицинской помощью по поводу соматических симптомов [Ушкалова A.B., 2006]. Выявление врачами ОВП случаев ТДР затруднено, в связи с тем, что половина пациентов стараются умолчать об имеющихся симптомах ТДР [Bell R.A. et al., 2011]. Это скорее всего связано с тем, что большинство пациентов не желают лечиться антидепрессантами из-за их побочных эффектов, а также боятся, что будут поставлены на учет у психиатра и никогда не смогут устроиться на работу.

ТДР приносят значительный социальный и экономический ущерб, это связано с высокой заболеваемостью и частотой рецидивов, устойчивостью к терапии и смертностью.

ТДР в России не диагностируются и не лечатся, несмотря на высокую распространенность, социальную и экономическую значимость. Это связано с недостаточной информированностью врачей ОВП о распространенности, современных возможностях диагностики и терапии ТДР, а также недостаточно изученными механизмами развития ТДР и потому отсутствием высокоэффективных терапевтических стратегий.

Проблема существования различных данных среди клинических исследований по распространенности и частоте встречаемости ТДР в ОВП связана с применением различных диагностических шкал, опросников и это затрудняет адекватную оценку в необходимой медицинской помощи пациентам при существующей патологии, а также сопоставление клинических данных.

Клеточно-молекулярные механизмы развития ТДР активно изучаются, но по-прежнему отсутствует стройная теория патогенеза этих расстройств. В последние годы внимание исследователей привлекает роль метаболических нарушений в развитии нейропсихической патологии. Активно обсуждается вопрос взаимосвязи ТДР и инсулинорезистентности (ИР), однако данные экспериментальных и клинических исследований противоречивы. Некоторые исследования, основанные главным образом на клинических данных, указывают на положительную связь ИР и ТДР. Взаимосвязь между развитием РТР и депрессии была продемонстрирована в молодой популяции, и предполагается, что ИР может быть ключевым фактор формирования ТДР [Golomb В.А et al.., 2002; Frayn К., Kingman S., 1995]. Распространенность ТДР уменьшается линейно с ростом ИР у женщин без сахарного диабета 2 типа (СД), а затем увеличивается среди женщин с СД 2 типа в возрасте 60-79 лет [Lawlor D.A., Smith G.D., Ebrahim S. 2003]. ТДР взаимосвязаны с СД и не связаны с ИР [Timonen М. et al., 2007].

Инсулин-регулируемый метаболизм глюкозы в мозге - ключевое событие в реализации нейрон-глиальных взаимоотношений, функционировании

гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), регуляции электровозбудимости, нейрогенеза и синаптогенеза в (пато)физиологических условиях.

Еще одним актуальным направлением в исследованиях механизмов развития ТДР является изучение особенностей нейрогенеза в головном мозге. Так, убедительно показано, что препараты с антидепрессивной активностью, стимулируют нейрогенез в некоторых регионах мозга [Drew M.R., Hen R., 2007; Jacobs B.L, 2002], однако особенности нарушения нейрогенеза при развитии ТДР практически не изучены.

Метаболические нарушения и повреждения механизмов пролиферации, дифференцировки клеток головного мозга могут быть спровоцированы действием стресса, одного из лидирующих этиологических факторов ТДР [Duman С.Н., 2010]. Таким образом, представляется актуальным изучение взаимосвязи развития ТДР, ИР и нарушений нейрогенеза в комплексном клинико-экспериментальном исследовании.

В последние годы РТР рассматривается как один из ключевых механизмов развития ряда заболеваний головного мозга, в частности, болезни Альцгеймера, ряда нейропсихических расстройств (аутизм, шизофрения), тревожно-депрессивных расстройств [Duarte A.I., Moreira P.I., Oliveira C.R., 2012; Frayn К., Kingman S., 1997; Golomb B.A. et al., 2002], однако данные о роли локальной ИР в ткани головного мозга в формировании характерного для конкретной патологии типа нарушения структурной и функциональной пластичности мозга малочисленны и зачастую противоречивы. Изучение клеточно-молекулярных механизмов развития ИР позволит выявить новые молекулы-маркеры и молекулы-мишени для диагностики и терапии широкого круга заболеваний центральной нервной системы.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучить взаимосвязь инсулинорезистентности и тревожно-депрессивных расстройств у пациентов с метаболическим синдромом, оценить вклад дизрегуляции нейрогенеза, апоптоза в лимбической системе мозга в развитие тревожно-депрессивных расстройств в эксперименте.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Выявить факторы, ассоциированные с развитием тревожно-депрессивных расстройств у пациентов с метаболическим синдромом и изучить особенности метаболических нарушений у пациентов с тревожно-депрессивными расстройствами.

2. Изучить выраженность инсулинорезистентности при метаболическом синдроме у пациентов с тревожно-депрессивными расстройствами.

3. Изучить особенности метаболических нарушений и поведенческих расстройств в экспериментальной модели депрессии у крыс.

4. Оценить особенности экспрессии маркеров нейрогенеза, апоптоза и инсулинорезистентности в ткани головного мозга в экспериментальной модели депрессии у крыс.

НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ

Впервые установлены факторы риска (стресс, одиночество и отягощенная наследственность по АГ и СД 2 типа), ассоциированные с формированием тревожно-депрессивных расстройств у пациентов с метаболическим синдромом.

Впервые показано, что у пациентов с метаболическим синдромом и тревожно-депрессивными расстройствами развитие абдоминального типа ожирения имеет более выраженный характер по сравнению с лицами, имеющими только метаболический синдром.

Впервые показано, что у пациентов с метаболическим синдромом и тревожно-депрессивными расстройствами инсулинорезистентность носит более

выраженный характер по сравнению с лицами, имеющими только метаболический синдром.

Впервые изучена экспрессия маркеров нейрогенеза, апоптоза во взаимосвязи с маркером инсулинорезистентности в лимбической системе мозга животных с экспериментальной депрессией и идентифицированы наиболее информативные изменения (экспрессия МЛРЗ, Ыеиго01), соответствующие выраженности метаболических и поведенческих нарушений.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Результаты работы демонстрируют, что пациенты с метаболическим синдромом являются группой риска по развитию тревбжно-депрессивных расстройств (преимущественно женщины).

Применение госпитальной шкалы тревоги и депрессии ЫАТ)8 рекомендуется для идентификации пациентов с формирующимися признаками тревожно-депрессивных расстройств из числа лиц, страдающих метаболическим синдромом.

Разработка новых подходов к фармакологической коррекции тревожно-депрессивных расстройств у пациентов с метаболическим синдромом должна учитывать модуляцию экспрессии ТЯЬЯРЗ и №иго01 и иметь своим результатом нормализацию процессов нейрогенеза и апоптоза в клетках лимбической системы мозга.

ВНЕДРЕНИЕ В ПРАКТИКУ

Результаты, полученные в ходе диссертационного исследования, внедрены в рабочий процесс отделения ОВП Университетской клиники семейной медицины, в научный и учебный процесс НОЦ «Трансляционная медицина», кафедры поликлинической терапии, семейной медицины и ЗОЖ с курсом ПО ГБОУ ВПО «Красноярский государственный университет им. проф. В. Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Предрасполагающими факторами развития ТДР у пациентов с метаболическим синдромом являются стресс, отягощенная наследственность по артериальной гипертонии и сахарному диабету, одиночество.

2. У пациентов-женщин с метаболическим синдромом и тревожно-депрессивными расстройствами абдоминальный тип ожирения и инсулинорезистентность носят более выраженный характер по сравнению с лицами, имеющими только метаболический синдром.

3. Выраженность тревожно-депрессивных расстройств и признаки инсулинорезистентности коррелируют друг с другом у пациентов с метаболическим синдромом.

4. Развитие экспериментальной депрессии у крыс сопровождается изменением экспрессии маркеров локальной инсулинорезистентности в клетках лимбической системы головного мозга.

5. Поведенческие расстройства и метаболические нарушения, формирующиеся у животных с экспериментальной депрессией, сопровождаются подавлением нейрогенеза, интенсификацией апоптоза в коре и лимбической системе головного мозга.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД

Автором сформулирована рабочая гипотеза исследования, разработан дизайн эксперимента, проведены экспериментальные и клинические исследования, выполнена статистическая обработка результатов, их интерпретация, подготовка публикаций, диссертации и автореферата.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные положения диссертационного исследования доложены на семинарах НИИ молекулярной медицины и патобиохимии, кафедры

поликлинической терапии, семейной медицины, ЗОЖ, НОЦ «Трансляционная медицина» ГБОУ ВПО КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава России (2012-2013 г.), на 7 Сибирском съезде физиологов с международным участием (г. Красноярск, 2012 г.), на межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 70-летию кафедры психиатрии и наркологии КрасГМУ им. проф. В. Ф. Войно-Ясенецкого (г. Красноярск, 2012 г.), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Сахарный диабет, метаболический синдром и сердечно-сосудистые заболевания» (г. Томск, 2012), 22-м Всероссийском съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (г. Волгоград, 2013).

ПУБЛИКАЦИИ

По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Работа выполнена при поддержке гранта в рамках ФЦП "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" (Соглашение № 8061, 2012-2013 гг.).

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ

Материал диссертации изложен на 117 страницах машинописного текста, иллюстрирован 24 рисунками, 14 таблицами. Работа состоит из введе