CC BY
44
Украгнський нейрохЬрурггчний журнал, №1, 2001
51
УДК 616.831—009.11—053.2—089.843:611—013.7/.8—018.8:616.832.9—008.8:612.015
Содержание нейромедиаторов в субарахноидальном ликворе больных детским церебральным параличом и влияние на него
трансплантации ЭНТ
Цымбалюк В.И., Васильева И.Г, Пичкур Л.Д., Чопик Н.Г, Цюбко О.И., Пичкур H.A., Галанта Е.С.
Институт нейрохирургии им. акад. АП.Ромоданова АМН Украины, г. Киев, Украина Ключевые слова: детский церебральный паралич, дофамин, гаммааминомасляная кислота.
Детский церебральный паралич (ДЦП) — сложная патология, связанная с нарушением двигательной сферы. Клинические формы ДЦП формируются в зависимости от уровней повреждения интегральных структур, отвечающих за регуляцию мышечного тонуса и формирование двигательных стереотипов [2,14]. Уточнение звена, выпавшего из системы моторного контроля, является важным для определения стратегии и тактики восстановительных мероприятий при ДЦП.
В настоящее время имеется достаточное количество доказательств в пользу того, что в двигательных расстройствах и нарушении мышечного тонуса важную роль играют патологические изменения в системе стрио — палли-до — таламокортикального моторного контроля [9]. Стрио—паллидарное звено этой системы реализует свою контролирующую функцию через нигростриарный дофамин. Прямой путь регуляции таламокортикального контроля начинается от нейронов скорлупы, опосредуется гаммааминомасляной кислотой (ГАМК) и субстанцией Р и проецируется непосредственно в моторную зону внутреннего сегмента бледного шара и черной субстанции [10]. Непрямой путь, эффект которого реализуется через ГАМК и энкефалин, начинается от нейронов скорлупы и оказывает влияние на выходящие ядра ба-зальных ганглиев через последовательность соединений, включающих внешний сегмент бледного шара и субталамическое ядро [10]. В целом измененная проводимость через прямой путь ведет к гипокинезии, в то время как снижение проводимости через непрямой путь приводит к гиперкинезии , а также к соответствующим изменениям мышечного тонуса [9,10,11]. Очевидно, что целость ГАМК-эргических про-
водящих путей на разных уровнях в системе моторного контроля и интеграция дофаминер-гических связей на уровне скорлупы имеют существенное значение для регуляции таламо-кортикальных взаимодействий [12,15,16].
Трансплантация эмбриональной нервной ткани (ЭНТ) — перспективный метод, уже в настоящее время дающий хорошие результаты при лечении заболеваний центральной нервной системы [5]. Применение этого метода при ДЦП требует тщательного анализа характера повреждения мозговых структур. На основании результатов определения содержания дофамина и ГАМК в субарахноидальном ликворе можно детализировать уровень повреждения интеграции функциональных структур мозга, объективизировать результаты оперативного вмешательства, а также корректировать повторные нейротрансплантации.
Материалы и методы. Анализ уровня ней-ромедиаторов в субарахноидальном ликворе проводили у 19 пациентов со спастическим тет-рапарезом и у 7 — со спастико-гиперкинети-ческой формой ДЦП.
Влияние трансплантации ЭНТ на уровень содержания нейромедиаторов в субарахноидаль-ном ликворе было изучено у 6 больных.
Приготовление образцов. В образцы суба-рахноидального ликвора добавляли стабилизатор К2Б2к5 (1:10); в образцы для определения уровня катехоламинов — стабилизатор и дигидроксибензиламин в качестве внутреннего стандарта .
Определение уровня катехоламинов проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на микроколоночном хроматографе "Миллихром" [1] с электрохимическим детектированием (750 мВ на рабочем электроде)-
52
Цымбалюк В.И., Васильева И.Г, Пичкур Л.Д., Чопик Н.Г, Цюбко О.И., Пичкур НА, Галанта Е.С.
.Условия хроматографирования: колонка БПаБогЪ С-8 (2x60 мм); 100 мл подвижной фазы содержало 0,03М КН2Р04, 0,03 М лимонную кислоту, 50 мг октилсульфоната натрия, 10 мг №2 —ЭДТА, рН 4,86, а также 15 мл метанола; скорость потока — 100 мкл/мин. Для расчета концентрации катехоламинов в образцах находили отношение выгсоты пиков к высоте пика внутреннего стандарта известной концентрации.
Определение уровня ГАМК в ликворе больных ДЦП проводили по описанному методу [13], кислоту очищали колоночной хроматографией на Ко'ех 50. Определение содержания ГАМК основано на образовании высокофлуоресцентного продукта при реагировании с ортофтале-вым альдегидом. Флуоресценция развивалась в течение 30 мин, измерение производили при 335/455 нм.
Результаты и их обсуждение. Анализ уровня нейромедиаторов в субарахноидальном лик-воре у пациентов с различными формами ДЦП показал, что он варьирует в очень широких пределах: от значений в несколько раз ниже нормального уровня [7,8] до значений, в 10 раз и более его превышающих.
Предположение о разрыве интегральных связей как причине повышенного уровня ней-ромедиаторов в субарахноидальном ликворе представляется наиболее вероятным. Анализ результатов, полученных у каждого больного, позволяет детализировать уровень нарушения интегральных связей в системе организации моторного контроля на уровне кора — базальные ганглии — таламус — кора. Так, повышенное содержание дофамина указывает на повреждение интеграции на уровне скорлупы и нарушение соотношения активности прямого и непрямого путей паллидоталамического ингиби-рования [11]. Повышенное содержание ГАМК в ликворе свидетельствует о нарушении интеграции на уровне скорлупа—бледный шар или бледный шар—таламус [13,16]. Сниженный уро-
вень дофамина указывает на его дефицит в до-фаминергических ядрах среднего мозга, в частности, в черной субстанции [17]. Необходимо также учитывать, что повреждение на разных уровнях интеграции может иметь ведущее или второстепенное значение для формирования клинической формы ДЦП. Так, повреждение пирамидных путей при наличии всего комплекса нарушений на уровне стрио — паллидо — таламических взаимодействий будет иметь ведущее значение в формировании клинических проявлений ДЦП, что тем более подтверждает необходимость тщательного анализа всех поврежденных звеньев.
С учетом высказанных выше предположений больных со спастическим тетрапарезом (табл. 1) можно подразделить на три подгруппы (100 пг/мл дофамина и 10 нг/мл ГАМК приняты как достоверно превышающие норму [1,7] ): больные подгруппы А — с высоким уровнем дофамина и ГАМК; Б — с высоким уровнем ГАМК и уровнем дофамина в пределах нормы; В— с нормальным содержанием дофамина и ГАМК.
Основываясь на современных представлениях о значении стрио — паллидо — таламо-кортикального контроля в осуществлении движений и регуляции мышечного тонуса можно утверждать, что у большинства пациентов со спастическим тетрапарезом наблюдается нарушение интеграции на уровне скорлупы и бледного шара (подгруппа А); существенно также количество больных, у которых основные нарушения присутствуют на уровне бледного шара (подгруппа Б); есть также больные, у которых спастичность определяется нарушениями на других уровнях интеграции (подгруппа В).
Больные со спастико-гиперкинетической формой ДЦП составляют значительно меньшую группу (Табл. 2). Больныгх с этим диагнозом также можно разделить на две подгруппы:боль-ные подгруппы А — с высоким уровнем дофа-
Таблица 1. Уровень нейромедиаторов в субарахноидальном ликворе больных со спастическим тетрапардезом (дофамин, пг/мл; ГАМК, нг/мл)
Больные подгрупп А (п=11) Больные подгрупп Б (п=5) Больные подгрупп В (п=3)
]]пп Дофамин ГАМК ]пп Дофамин ГАМК ]пп Дофамин ГАМК ]пп Дофамин ГАМК
1—й 1379 62 7—й 277 15 1—й 95 28 1—й 87 11
2—й 724 7 8—й 240 3 2—й 91 128 2—й 34 9
3—й 470 38 9—й 188 10 3—й 90 60 3—й 71 10
4—й 368 20 10—й 163 22 4—й 70 58
5—й 316 28 11—й 108 133 5—й 37 38
6—й 300 15
Содержание нейромедиаторов в субарахноидальном ликворе больных ДЦП и влияние на него трансплантации ЭНТ
53
Таблица 2. Уровень нейромедиаторов в субарахноидальном ликворе больных со спастико-гиперкинетической формой ДЦП (дофамин, пг/мл; ГАМК, нг/мл)
мина и уровнем ГАМК в пределах нормы и больные подгруппы Б —с уровнями исследованных нейромедиаторов в пределах нормы.
Обнаруженные показатели у больных подгруппы А указывают на нарушение интеграции дофаминергических связей черной субстанции со скорлупой, последствиями чего могут быть изменение соотношения активности прямого и непрямого путей регуляции и развитие гиперкинезов [11].
Трансплантация ЭНТ, как известно [3], оказывает положительное влияние на метаболизм мозга благодаря заместительному эффекту трансплантированного материала, а также посредством стимулирования синтеза цитокинов, передающих и усиливающих нейротрофичес-кое действие трансплантата, результатом чего является рост отростков и синаптогенез [6].
Сравнение результатов исследования содержания дофамина и ГАМК в ликворе больных со спастико — гиперкинетическими формами ДЦП до и после трансплантации (табл. 3 ) показывает, что после трансплантации ЭНТ у
Таблица 3. Уровень нейромедиаторов в субарахноидальном ликворе больных с ДЦП до и после трансплантации ЭНТ (дофамин, пг/мл; ГАМК, нг/мл)
Больные, № п/п Сроки исследования Диагноз Эффект положительный Дофамин ГАМК
1-й до ТЭНТ Спастический тетрапарез + 188 121 10 13
2-й после ТЭНТ Спастический тетрапарез + 1500 395 25 14
3-й до ТЭНТ Спастический тетрапарез + 213 102 39 18
4-й после ТЭНТ Спастический тетрапарез + 137 90 41 14
5-й до ТЭНТ Спастический тетрапарез + 1274 74 34 20
6-й после ТЭНТ Спастический тетрапарез + 144 590 22,4 20
большинства из них наблюдается снижение уровня нейромедиаторов в ликворе.
Одним из объяснений обнаруженной тенденции является то, что при трансплантации ЭНТ увеличивается степень интегрированнос-ти мозговых структур и восстанавливается специфическая переработка афферентного информационного потока [4]. В этом случае, по нашему мнению, в ликворе должно снижаться содержание нейромедиаторов, специфичных для восходящих интегральных систем мозга. Восстановление интегральных связей должно также приводить и к снижению уровня ГАМК в лик-воре.
Таким образом, на основании исследования содержания дофамина и ГАМК в ликворе больных с ДЦП можно определить степень поражения интегральных связей в кортико-, стрио-, паллидо-, таламокортикальной петле, а также оценить влияние на их восстановление трансплантации ЭНТ.
Выводы. 1. Обнаружен широкий спектр изменений в содержании нейромедиаторов, что отражает уровень и степень поражения интегральных взаимодействий, обеспечивающих регуляцию тонуса и движения.
2. Нейротрансплантация приводит к снижению содержания нейромедиаторов в субарах-ноидальном ликворе, что свидетельствует о восстановлении интегральных взаимодействий пораженных структур мозга.
Список литературы 1. Бонецкий А. А. Федоров В.И. Определение катехоламинов плазмы крови методом ВЭЖХ на микроколоночном хроматографе «Милихром»// Лаб. дело. —1989. —№ 4. — С. 21 —25.
2 Завалишин И.А., Бархатова В.П. Спастичность
// Журн. невропатологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. —1997. —№ 3.—С. 68—70.
3 Изменения церебрального метаболизма при черепномозговой травме под влиянием трансплантации эмбриональной нервной ткани./ Зозуля Ю.А., Цымбалюк В.И., Васильева И.Г. и др. // Журн. АМН Укр.—1998.— Т.4, № 4.—С. 597—608.
4. Комплексное лечение пациентов с паркинсо-
низмом с использованием живых фетальных клеток/ Миронов Н.В., Шмырев В.И. и др. / / Трансплантация фетальных тканей и клеток. БЭБМ. —1998.—Т.126.—Прил.1.—С. 63— 68.
5. Предварительная оценка результатов мето-
да трансплантации эмбриональных тканей в неврологии / Волошин П.В., Грищенко В.И., Черненков В.Г. и др. // Транспланта-
Больные подгруппы А (п=4) Больные подгруппы Б (п=3)
]]пп Дофамин ГАМК ]]пп Дофамин ГАМК
1—й 508 7,3 1—й 86 8,1
2—й 305 5,8 2—й 74 8,3
3—й 220 6,8 3—й 40 6,8
4—й 130 14
54
Цымбалюк В.И., Васильева И.Г, Пичкур Л.Д., Чопик Н.Г, Цюбко О.И., Пичкур H.A., Галанта Е.С.
u;mh ôeTankHbix TKaHeé è KëeTOK. B3BM. — 1998.—T.126.—Ïpèë.1.—C. 78—79.
6. TpaHcnAanma^iï, ôeTaëbHbix TKaHeé è Këe-tok neëOBeKa // BacèëbeB H.B., Koëfl^a T.M., BoëHHCKèé ro.Ë. è «p. —M.,1996.—C. 28—30.
7. XMeëeecKuu fô.B., ycameHKO O.K. OcHOBHbie
GèoxèMènecKèe KOHCTaHTbi neëOBeêa b Hop-Me è naTOëorèè .—K.: 3«opoB'H,1987.—160 c.
8. U,eemanoea E. M. ËèKBopoëorèH. — K.: 3«o-
pob'h, 1986.—370 c.
9. Alexander G.E. , Crutcher M.K. Functional architecture of basal ganglia ciruits: neural substrates of parallel processing // Trends Neurosci. —1990. —V.13, N7. —P. 266—271.
10. Chevalier G., Keniau J.M. Kisingibition as a basic process in the expression of striatal functions // Trends Neurosci. —1990. —V.13. —№ 7. —P. 277—280.
11. Ke Long M.R. Primate models of movement disorders of basal ganglia origin //Trends Neurosci. —1990. —V.13, N7. —P. 281—285.
12. Graybiel A.M. Neurotransmitters and neuromodulators in the basal ganglia// Trends Neurosci. —1990. —V.13, N7. —P. 244 —254.
13. Lindgren S., Andrem M., Grabovsko M. A fluorimetric metod for determination of GABA in tissues following cation exchange chromatography acid condensation with o-phtulaldehyde // J. Neurol Transmission. —1982. —V.55, N4. —P. 243—252.
14. Nelson K.B. Causes of cerebral palsy // Curr. opin. Pediatr.—1999. —V. 11, N6. — P. 487—491.
15. Parent A. Extrinsic connections of the basal ganglia // Trends Neurosci.—1990. —V.13, N7. —P. 254—258.
16. Smith A. K., Bolam. J.P. The neural network of the basal ganglia as revealed by the study of synaptic connectios of identified neurones //Trends Neurosci.—1990. —V.13, N7. —P.259—265.
17. Winkler C, Bentlage C, Nikkhah G, Samii M. Bjorklund A. Intranigral transplantants of GABA-rich striatal tissue induce behavioral recovery in the rat parkinson model and promote the effects obtained by intrastriatal dopaminergic transplantants //Exp. Neurol. —1999. —V.155, N2. —P. 165—86.
Вмют нейромед1атор1в у субарахнощальному лжвор1 хворих на дитячий церебральний парал1ч та вплив на нього трансплантацп ЕНТ
Цимбалюк B.I., Васильева IT., Шчкур Л.Д., Чотк Н.Г, Цюбко O.I., Ш1чкур Н.О., Галанта О.С.
Результата анал1зу вм1сту ГАМК та ДА у субарах-нощальному л1квор1 хворих на ДЦП i3 спастичним тет-рапарезом та спастико-гшеркинетичною формою цього захворювання дозволили частково деталiзувати рiвень пошкодження штеграци функцюнальних структур моз-ку. За цими показниками хворих i3 спастичним тетрапа-резом було роздшено на три шдгрупи: А — iз високим вмятом ГАМК та ДА (порушення штеграци на рiвнi луш-пини та блщо! кулЦ; Б — iз високим вмютом ГАМК та ДА в межах норми (порушення штеграци на рiвнi луш-пини); В — iз вмютом ГАМК та ДА у межах норми (порушення на шших ршнях штеграци). Хворих на ДЦП iз спастико-гшеркшетичною формою було роздшено на двi групи: А — iз високш рiвнем ДА та ГАМК у межах норми ( порушення штеграци дофамшерпчних зв'язгав чорно! субстанци iз лушпиною; Б — iз нормальним рiвнем ДА та ГАМК (порушення шших рiвнiв штеграци).
Трансплантащя ембрюнально! нервово! тканини у бiльшостi випадгав знижувала рiвень нейромедiаторiв у лжвор^ що свiдчило про вiдновлення штегральних зв'язк1в у кортико-, стрiо-, палщо-, таламокортикальному кон-тролi.
The neurotransmitters content in subarachnoid liquor in patients with infant cerebral palsy: influence of fetal tissue transplantation.
Tsymbaliuk V.I., Vasilyeva I.G., Pichkur L.K., Chopic N.G., Tsubko K.I., Pichcur N.A., Galantha E.S.
We analyzed the content of GABA and KA in subarachnoid liquor of patients with spastic hypercynesis form of JCP and patients with spastic tetraparesis to localise the damaded integration level in the brain functional structures. The results allowed us to devide the patients with spastic tetraparesis into three groups: —A with the high level of GABA and KA (suggested levels of damage are putamen and globus pallidus); B — with the high level of GABA and the normal level of KA (suggested level of damage is globus pallidus); C — with the normal content of GABA and KA ( other levels of integration).
The patients with spastic hypercinesis form of JCP were devidet into two groups: A — with the high level of KA and the normal level of GABA (suggested damage of KA — ergic connections of substantia nigra with the putamen ); B — with the normal content of GABA and KA (other levels of integration).
The transplantation of embryonic neuron tissue in the most cases decreased the level of neurotransmiters in subarachnoid liquor, that indicate its influence on the processes of regeneration of damaged integrative connections in the
cortex-, striatum-, globus pallidus- thalamocortical loop.
