CC BY
84
Е. И. Кузнецова1, В. Н. Байкова2, А. В. Иванов2, Н. Л. Горбачевская3, М. В. Ледовских2,
С. А. Маякова2, А. И. Слугин2
ИЗМЕНЕНИЯ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА И БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ У ДЕТЕЙ С ЛИМФОБЛАСТНЫМИ ОПУХОЛЯМИ, ПОЛУЧАЮЩИХ ХИМИОТЕРАПИЮ
1 НИИ клинической онкологии ГУ РОНЦ им. Н. Н. Блохина РАМН, Москва
2 НИИ детской онкологии и гематологии ГУ РОНЦ им. Н. Н. Блохина РАМН, Москва 3 Научный центр психического здоровья РАМН, Москва
С целью оценки функционального состояния центральной нервной системы в процессе химиотерапевтического лечения детей с лимфобластными опухолями 25 пациентам до лечения и после первого курса химиотерапии по схеме BFM проведено ЭЭГ. У 8 из них определено содержание ^ацетилнейраминовой кислоты, молекул средних масс, малонового диальдегида, витаминов А и Е, а также ванилилминдальной кислоты. В отличие от здоровых сверстников у больных лимфобластными опухолями до лечения на ЭЭГ выявлялись признаки повреждения нервной системы на уровне гипоталамо-гипофизарной системы, обусловленные выраженной эндогенной интоксикацией и снижением антиоксидантного потенциала. Эти изменения усиливались после первого курса химиотерапии и проявлялись увеличением т-активности в лобно-центральных зонах коры головного мозга и снижением в2-активности. Нарастание изменений электрофизиоло-гических и биохимических показателей после химиотерапии свидетельствовали о развитии токсического повреждения центральной нервной системы.
Ключевые слова: количественная фармакоэлектроэнцефалография, QPEEG, электроэнцефалография, ЭЭГ, дети, лимфобластные опухоли, химиотерапия, нейротоксичность.
Исследование функционального состояния головного мозга у онкологических больных представляет значительный интерес для онкологов и нейрофизиологов. Особенно интересна проблема токсического влияния химиотерапии на центральную нервную систему, которое связано с особенностями фармакологического действия химиопрепаратов. Важную роль в оценке их воздействия на головной мозг играет электроэнцефалография (ЭЭГ) [2]. Для углубленного изучения метаболических процессов у больных до и в процессе химиотерапии используют специальные биохимические тесты: определяют уровни маркеров эндогенной интоксикации, нейротоксичности, перекисного окисления липидов, кате-холаминового обмена, антиоксидантов.
У больных с новообразованиями изменения функциональной активности головного мозга могут быть обусловлены как токсическим влиянием опухоли и сопутствующими расстройствами нейромедиаторного обмена, так и влиянием химиотерапии на центральную нервную систему. В предыдущей работе [7] нами было показано, что биоэлектрическая активность головного мозга у детей со злокачественными лимфомами отличается от таковой у здоровых детей. Изменения указывали на дисфункцию диэнцефальных структур мозга, которая, скорее всего, была обусловлена расстрой-
© Кузнецова Е. И., Байкова В. Н., Иванов А. В., Горбачевская Н. Л., Ледовских М. В., Маякова С. А., Слугин А. И., 2005 УДК 616-006.441-053.2:615.277.3:612.82
ствами нейромедиаторного обмена, вызванными патологическим процессом.
Вопрос о влиянии основного заболевания и химиотерапии на показатели ЭЭГ и биохимические характеристики метаболических нарушений у детей с лимфобластными опухолями мало освещен в литературе. Таким образом, целью данной работы явилась оценка динамики биоэлектрической активности головного мозга и биохимических показателей у детей с лимфобластными опухолями в процессе химиотерапии по схеме BFM для определения ее токсического влияния на центральную нервную систему.
Материал и методы
В исследование были включены 25 детей в возрасте 4— 15 лет (средний возраст — 10 лет) с лимфобластными опухолями: 18 больных с неходжкинскими лимфомами, 5 — с острым лимфобластным лейкозом и 2 — с лимфогранулематозом. Контрольную группу составили 26 здоровых детей.
Всем детям проводили ЭЭГ. Запись осуществляли на 17-канальном энцефалографе «Nihon Kohden» (Япония). Электроды накладывали по международно принятой схеме «10—20». Использовали монополярные и биполярные отведения с объединенным ушным электродом. Функциональной нагрузкой служили ритмические фото- и фоностимуляция и трехминутная гипервентиляционная проба. Количественную обработку данных осуществляли с помо-
щью компьютерной системы анализа и топографического картирования электрической активности мозга с нейромет-рическим банком данных «Вга1ту8» (автор — А. А. Митрофанов) [8]. На магнитный диск одновременно записывали 50секундные отрезки ЭЭГ от 16 областей коры. Полученные данные затем обрабатывали. Результаты количественного анализа ЭЭГ пациентов сравнивали с данными нейрометри-ческого банка ЭЭГ здоровых детей (© Н. Л. Горбачевская, Л. П. Якупова). Исследования проводили до лечения и после первого курса химиотерапии. Для сравнения ЭЭГ в группах до и после лечения использовали натуральный логарифм мощности (1Пр0т,г, мкВ2), поскольку этот параметр имеет нормальное распределение. Эхоэнцефалографию проводили на аппарате ЭЭС-11 с применением пьезодатчиков с частотой 1,76 МГц.
У 8 детей исследуемой группы одновременно определяли уровни ^ацетилнейраминовой кислоты (показатель нейротоксичности [12]), молекул средних масс (показатель эндогенной интоксикации [3]), малонового диальдегида (показатель перекисного окисления липидов [15]), а также витаминов А и Е (показатели антиоксидантной защиты [13]) в сыворотке. Кроме того, изучали содержание ванилилмин-дальной кислоты в суточной моче (показатель нейромедиа-торного обмена) [14]. Для исследования уровней ^ацетил-нейраминовой кислоты, молекул средних масс и малонового диальдегида в сыворотке применяли спектрофотометрию. Витамин Е (а-токоферол) и витамин А (ретинол) определяли с помощью флуориметрии. Исследования проводили до и после первого курса химиотерапии. Контрольную группу составили 11 здоровых детей.
Схема BFM для лечения неходжкинских лимфом состояла из 6 блоков и включала метотрексат, цитарабин (Цитозар) и антрациклины в высоких дозах. Во все блоки было включено эндолюмбальное введение метотрексата и преднизолона. Дети с острым лимфобластным лейкозом получали лечение по схеме BFM, которая включала винкристин, аспарагиназу и эндолюмбальное введение метотрексата для профилактики нейролейкоза. Продолжительность одного курса химиотерапии составляла 1—2 мес.
Для статистического анализа использовали компьютерную программу «^айвйса 6.0» [10].
Рисунок 1. Изменения спектральной плотности ЭЭГ у детей
Сd — правая центральная область; Сs — левая центральная область
Результаты и обсуждение
Анализ ЭЭГ до и после химиотерапии
До лечения у всех детей на ЭЭГ отмечались диффузные изменения с признаками дисфункции диэнцефальных структур разной выраженности. У 8 из них (32%) изменения были выражены значительно. Обнаруживался дефицит аи р-активности (р<0,05), отмечалось увеличение спектральной плотности в т-полосе частот в лобных отведениях. Одиннадцать детей предъявляли жалобы на головную боль преимущественно в лобной области. По данным эхоэнце-фалографии у 9 (36%) пациентов были признаки внутричерепной гипертензии: умеренное расширение III желудочка до 6 мм, усиление эхопульсации до 70—80%, латеральные сигналы высокой амплитуды.
После химиотерапии у 6 (24%) детей была отмечена положительная динамика в виде уменьшения медленных волн и увеличения а-активности, что свидетельствовало об улучшении функционального состояния головного мозга. У 7 (28%) детей химиотерапия не оказала влияния на центральную нервную систему. У 12 (48%) больных отмечена отрицательная динамика по ЭЭГ: появление билатерально-синхронных вспышек 8- и т-волн (3—5 с-1) амплитудой 160—180 мкВ, нарастающих во время гипервентиляции. Наиболее выраженные нарушения отмечали у детей с родовой травмой или нейроинфекцией в анамнезе. Спектральный анализ ЭЭГ показал преимущественное увеличение индекса Т в полосах частот 4,6—6 Гц (т) и 7,5—9 Гц (а^ в лобноцентральных областях, уменьшение индекса в полосах частот 9,5—10 Гц (а2) и 10,5—12 Гц (аз), а также уменьшение спектральной плотности в полосе 22—25 Гц (Р2). На рис. 1 показан профиль спектральной плотности ЭЭГ в результате химиотерапии. Он демонстрирует, как нарастал индекс Т в ти а^полосе. Это происходило преимущественно в переднецентральных областях головного мозга. Кроме того, отмечалось уменьшение спектральной плотности в2-частот, индекса а2- и аз-частот в затылочных областях. У некоторых детей это сопровождалось нарушениями настроения, психотическими реакциями (апатия, агрессивность), головной болью, изменением вкусовых ощущений. У 2 пациентов развились тонико-клонические судороги, прекратившиеся при отмене препаратов. При этом на ЭЭГ по всем областям регистриро-
с лимфобластными опухолями в результате химиотерапии.
; Оd — правая затылочная область; Оs — левая затылочная область.
вали низкочастотные р-колебания, а в левой лобно-височной области — очаг эпилептоидной активности в виде вспышек комплексов «острая — медленная волна». У 1 ребенка наблюдалось нарушение терморегуляции в виде гипотермии. Почти у всех обследованных детей снижались внимание и память. Преобладание т-активности в сенсомоторных зонах полушарий указывает на дисфункцию лобных отделов коры головного мозга и тесно коррелирует со снижением памяти и внимания у детей [4].
Таким образом, изменения на ЭЭГ, выявленные у детей с лимфобластными опухолями до лечения, указывали на дисфункцию диэнцефальных структур головного мозга, обусловленную метаболическими нарушениями в организме вследствие основного заболевания. После химиотерапии у большинства пациентов отмечались усиление тормозных синхронизирующих влияний со стороны стволово-диэнце-фальных структур на фоне снижения функциональной активности коры головного мозга, а также снижение когнитивных функций. Результаты ЭЭГ, проведенной после химиотерапии, свидетельствовали о токсическом влиянии химиотерапии на центральную нервную систему.
Состояние больных до лечения было обусловлено интоксикацией и функциональными нарушениями вследствие большой массы опухоли. После химиотерапии у большинства пациентов с лимфобластными опухолями наблюдались осложнения цитостатической терапии, в том числе инфекционные. Все это маскировало проявления нейротоксичности схемы BFM. В связи с этим наряду с ЭЭГ был проведен ряд биохимических исследований.
Анализ биохимических показателей до и после химиотерапии
В табл. 1 представлены уровни молекул средних масс, ^ацетилнейраминовой кислоты, малонового диальдегида, витаминов А и Е в сыворотке, а также содержание ванилил-миндальной кислоты в суточной моче у 8 детей до и после первого курса химиотерапии, а также нормальные значения этих показателей. Получены статистически достоверные различия между уровнями этих веществ до и после химиотерапии, а также между их уровнями до химиотерапии и нормой.
^ацетилнейраминовая кислота относится к группе сиало-вых кислот. При различных патологических процессах, в частности при лейкозах и опухолях головного мозга, происходит демиелинизация нервных волокон и сиаловые кислоты накапливаются в жидкостях организма [6]. Повышение концентра-
ции ^ацетилнейраминовой кислоты в сыворотке является ранним признаком нейролейкоза [11]. ^ацетилнейраминовая кислота вместе с церамидом является компонентом ганглиози-дов, которые в больших количествах содержатся в нервной ткани и выполняют рецепторную функцию [12]. Статистически достоверное повышение содержания ^ацетилнейраминовой кислоты в исследуемой группе по сравнению с контрольной свидетельствовало о наличии злокачественного новообразования. После химиотерапии этот показатель не менялся.
Молекулы средних масс — эндогенные вещества, молекулярные массы которых занимают промежуточное положение между молекулярными массами простых веществ (мочевины, креатинина, билирубина) и белков, содержащихся в сыворотке. Они угнетают синтез белка, подавляют активность ферментов, оказывают токсическое действие на эритропо-эз [6; 9]. Уровень молекул средних масс в сыворотке увеличивается при онкологических заболеваниях, стрессе и тесно коррелирует со степенью эндогенной интоксикации [6]. У наших пациентов концентрация молекул средних масс превышала норму. Это свидетельствовало об эндогенной интоксикации, обусловленной опухолью. После химиотерапии эндогенная интоксикация уменьшалась, о чем свидетельствовала нормализация содержания молекул средних масс (р=0,03). Клинически это проявлялось некоторым улучшением самочувствия детей.
При эмоциональном напряжении и различных патологических состояниях происходит интенсивный выброс катехоламинов. Ванилилминдальная кислота — конечный продукт метаболизма катехоламинов — является показателем стрес-сорного воздействия на организм. До лечения у большинства детей с лимфобластными опухолями экскреция ванилилмин-дальной кислоты с мочой была выше возрастной нормы. Тенденция к ее увеличению прослеживалась и после лечения.
Обмен катехоламинов взаимосвязан с перекисным окислением липидов [1]. Известно, что перекисное окисление липидов и нарушения антиоксидантной защиты играют роль в патогенезе нейротоксичности. Функциональное состояние нервной системы определяется структурно-функциональными свойствами липидного бислоя нейрональных мембран. Он регулирует функцию мембранных белков (рецепторов, каналов, ферментов) и обеспечивает нервную проводимость [5]. Конечным продуктом перекисного окисления липидов является малоновый диальдегид. В нашем исследовании отмечено повышение уровня малонового диальдегида после первого
Таблица 1
Биохимические показатели нейротоксичности у детей с лимфобластными опухолями до и после химиотерапии по схеме ВРМа
Ы-АНК, мкмоль/л МСМ, усл. ед. ВМК, мг/сут МДА, мкмоль/л Витамин Е, мкмоль/л Витамин А, мкмоль/л
Норма (п=11) 1,89±0,26 < 1 б 3,1±1,08 25,83±0,47 2,95±0,19
До лечения (п=8) 2,47±0,7в 1,26±0,38г 2,41±1,26 2,49±0,85г 17,65±3,3в 2,44±0,28г
После лечения (п=8) 2,73±0,76в 0,93±0,26 3,44±1,33 3,54±1,11 17,57±2,9в 2,05±0,31в
ВМК— ванилилминдальная кислота; МДА — малоновый диальдегид; МСМ — молекулы средних масс; Ы-АНК — Ы-ацетилнейраминовая кислота. а Указаны среднее и стандартное отклонение.
б Нормы содержания ВМК в суточной моче: до 5 лет — 2,2 мг/сут, 6—10 лет — 3,6 мг/сут; 11—5 лет — 8 мг/сут. в Статистически достоверные различия с нормальными показателями (р<0,05). г Статистически достоверные различия показателей до и после химиотерапии (р<0,05).
курса химиотерапии (р=0,01), что вместе со снижением концентрации антиоксидантов (витаминов А и Е) говорит о токсическом влиянии химиотерапии.
В исследуемой группе до лечения было снижено содержание витамина Е в сыворотке. После химиотерапии оно не менялось. Концентрация витамина А до лечения находилась на нижней границе нормы, а после химиотерапии снижалась (р=0,02). Запас этого витамина расходуется при патологических состояниях в последнюю очередь. Таким образом, у детей с лимфобластными опухолями имелся дефицит антиокси-дантной защиты, который усугублялся после химиотерапии.
Нейротоксическое действие противоопухолевых препаратов развивается при повышении их концентрации в сыворотке и может проявляться на всех уровнях нервной системы. В большинстве случаев нейротоксическим действием обладают препараты, которые способны проникать через гемато-энцефалический барьер. Поскольку проницаемость гемато-энцефалического барьера при лимфобластных опухолях снижена, противоопухолевые препараты легко проникают через него, что повышает риск нейротоксичности [11].
Проведенные нами биохимические исследования показали, что у детей с лимфобластными опухолями еще до лечения имелись выраженная эндогенная интоксикация и снижение антиоксидантного потенциала. После химиотерапии эндогенная интоксикация, обусловленная основным заболеванием, уменьшалась. Повышение уровней малонового диальдегида, ^ацетилнейраминовой кислоты, а также нарастание экскреции ванилилминдальной кислоты на фоне снижения концентрации витамина А свидетельствовало о токсическом влиянии химиотерапии.
Заключение
Полученные результаты свидетельствуют о том, что токсическое действие на головной мозг оказывают как онкологическое заболевание, так и химиотерапия. На это указывали изменения на ЭЭГ и метаболические нарушения у пациентов. ЭЭГ больных с лимфобластными опухолями до лечения статистически достоверно отличалась от таковой в контрольной группе. Выявленные у больных дефицит а- и р-активно-сти, а также увеличение индекса т-активности сопровождались выраженной эндогенной интоксикацией, активацией катехоламинергической системы и снижением антиокси-дантной защиты. Изменения на ЭЭГ усугублялись после химиотерапии по схеме BFM.
Токсическое влияние химиотерапии на центральную нервную систему проявлялось увеличением т-активности в лобно-центральных зонах коры головного мозга и уменьшением Р2-активности. Клинически это выражалось в виде головной боли, нарушений терморегуляции (гипотермия) и сосудистой дистонии. Все эти симптомы свидетельствовали о токсическом повреждении нервной системы на уровне вегетативных центров гипоталамической области. Развитие у небольшого числа детей тонико-клонических судорог является показателем тормозных синхронизирующих влияний со стороны стволово-диэнцефальных структур на фоне снижения функциональной активности коры головного мозга. Наиболее выраженные изменения на ЭЭГ отмечались у детей с родовой травмой или нейроинфекцией в анамнезе, а также у детей в период полового созревания.
Кроме того, влияние химиотерапии проявлялось повышением катехоламинергической активности, усилением пере-
кисного окисления липидов на фоне снижения антиокси-дантной защиты, а также повышением уровня N-ацетилней-раминовой кислоты.
Полученные данные свидетельствуют о развитии нейротоксичности у детей с лимфобластными опухолями, получающих лечение по схеме BFM.
ЛИТЕРА ТУРА
1. Байкова В. Н.Нарушения метаболизма тирозина и процессов свободнорадикального перекисного окисления липидов при опухолях у детей и пути их коррекции: Автореф. дис... д-ра биол. наук. — М., 1998. — 49 с.
2. Бочкарев В. К., Панюшкина С. В. Количественная фармакоэлектроэнцефалография: возможности и достижения (обзор литературы) // Рос. психиатр. журн. — 1998. — №6. — С. 57—61.
3. Габриэлян Н. И., Левицкий Э. Р., Щербанева О. И. и др. Гипотеза средних молекул в практике клинической нефрологии // Тер. арх. — 1983. — №6. — С. 76—78.
4. Горбачевская Н. Л. Особенности формирования ЭЭГ у детей в норме и при разных типах общих (первазивных) расстройств развития: Автореф. дис... д-ра биол. наук. — М., 2000. — 43 с.
5. Ерин А. Н., Гуляева Н. В., Никушкин Е. В. Свободнорадикальные механизмы в церебральных патологиях // Бюлл. экспер. биол. и мед. — 1994. — №10. — С. 343—348.
6. Камышников В. С. (ред.). Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике (т. 1). — Минск: Беларусь, 2000. — С. 344—351.
7. Кузнецова Е. И., Киселев А. В., Гордина Г. А. и др. Биоэлектрическая активность мозга и функциональное состояние сосудов головного мозга у детей со злокачественными лимфомами // Ультразвуковая и функциональная диагностика. — 2001. — №4. — С. 130—134.
8. Митрофанов А. А. Аппаратно-программный комплекс для топографического картирования электрической активности мозга «Нейро-КМ» с программой «Brainsys» для Windows. — М.: Стато-кин, 1998. — 58 с.
9. Назаренко Г. И., Кишкун А. А. Клиническая оценка результатов лабораторных исследований — М.: Медицина, 2002. — 134 с.
10. Реброва О. Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение прикладных программ «Statistica». — М: Медиа Сфера. — 2002. — С. 98—101.
11. Сорокина Е. Г., Джаныбекова И. А., Курмашов В. И. и др. Оценка проницаемости гематоэнцефалического барьера и содержание N-ацетилнейраминовой кислоты и аминоазота в спинномозговой жидкости в диагностике нейротоксичности у детей // Дет. он-кол. — 1993. — №2. — С. 11 — 14.
12. Строев Е. А., Макарова В. Г., Песков Д. Д. (ред.). Патобиохимия. — М.: ГОУ ВУНМЦ, 2002. — 233 с.
13. Черняускене Р. Ч., Варшеявичене З. З., Грибаускас П. С. Одновременное определение концентраций витаминов А и Е в сыворотке крови // Лабор. дело. — 1984. — №6. — С. 362—365.
14. Loraine J. A., Bell E. T. (eds.). Hormone assays and their clinical application. — 3rd ed. — Baltimore: Williams & Wilkins, 1971. — P. 254.
15. Mihara M., Uchiyama M., Fukuzawa K. Thiobarbituric acid value on fresh homogenate of rat as a parameter of lipid peroxidation in aging, CCl4 intoxication, and vitamin E deficiency // Biochem. Med. — 1980. — Vol. 23, N3. — P. 302.
Поступила 21.10.2003
E. I. Kuznetsova1, V. N. Baikova2, A. V. Ivanov2, N. L. Gorbachevskaya3, M. V. Ledovskih2,
S. A. Mayakova2, A. I. Slugin2
CHANGES IN BRAIN BIOELECTRIC ACTIVITY AND BIOCHEMICAL FINDINGS IN CHILDREN WITH LYMPHOBLASTIC TUMORS ON CHEMOTHERAPY
1 Institute of Clinical Oncology, N. N. Blokhin RCRC RAMS, Moscow
2 Institute of Pediatric Oncology and Hematology, N. N. Blokhin RCRC RAMS, Moscow
3 Mental Health Research Center RAMS, Moscow
EEG was performed in 25 children with lymphoblastic tumors before and after the first chemotherapy course by BFM schedule to assess functional state of the central nervous system during chemotherapeutic treatment. Levels of N-acetylneuraminic acid, medium weight molecules, malonic dialdehyde, vitamins A and E, vanyllylmandelic acid were measured in 8 cases. Unlike healthy children the patients with lymphoblastic tumors presented EEG signs of central nervous system injury as changes in hypothalamus-pituitary system due to marked endogeneous intoxication and decreased antioxidant potential. These changes increased after the first chemotherapy course and manifested themselves as enhanced -activity in frontocentral cerebral cortex and decreased 2-activity. The increased electrophysiological and biochemical parameters after chemotherapy suggested further deterioration of toxic injury of the brain.
Key words: quantitative pharmacoencephalography, QPEEG, electroencephalography, EEG, children, lymphoblastic tumors, chemotherapy, neurotoxicity.
