Тревожно-депрессивные расстройства и инсулинорезистентность: клинико-патогенетические параллели (стр. 1 )

На правах рукописи

Тревожно-депрессивные расстройства и инсулинорезистентность:

клинико-патогенетические параллели

14.01.04 - внутренние болезни

14.03.03 - патологическая физиология (медицинские науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Красноярск – 2013

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. -Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор

доктор медицинских наук, профессор

Официальные оппоненты:

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

- 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. -Ясенецкого» Минздрава России, г. Красноярск,
ул. Партизана Железняка, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО КрасГМУ им. проф. -Ясенецкого ( Россия, )

Автореферат разослан «______» ноября 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор медицинских наук, доцент

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% ( 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 (, 2006; 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 B. A. et al., 2002; Frayn K., 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 K., 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 NLRP3, NeuroD1), 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 HADS 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 NLRP3 и NeuroD1 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. -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. , к. фарм. н. и к. м.н. 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. -Ясенецкого Минздрава России ( 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. -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. (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 № 000, 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. -Ясенецкого» Минздрава России в рамках проекта НОЦ «Трансляционная медицина». Исследование одобрено Локальным этическим комитетом (протокол /2012 от 01.01.2001 г.) ГБОУ ВПО КрасГМУ им. проф. -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 (, 2010) и Международной классификацией болезней 10-го пересмотра. Диагноз «метаболический синдром» (МС) был верифицирован в соответствии с новыми критериями JIS (Joint Interim Statement, 2009) ( 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 А (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 (, , 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» ( 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 (n=54) со 2-го дня постнатального периода. Экспериментальную группу составили животные (n=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 (n=10 в каждой подгруппе): Р30, P60, P90, соответственно, где Р – день постнатального развития. Контрольную группу составили животные (n=24), разделенные на подгруппы: Р30, P60, P90 (n=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 P2 по Р15	P29-30	Р60	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 Р12 по Р17 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 ( 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, CША) – 1: 200) и вторичных антител (Alexa Fluor 488 chicken anti-goat IgG (H+L) (Invitrogen, США) – 1: 1000).

Оценку экспрессии маркеров нейрогенеза (NeuN, NeuroD1, NgN2, Pax6) и синаптогенеза (PSD95) осуществляли по стандартному протоколу в депарафинизированных срезах мозга с использованием первичных антител (Anti-Pax6 mouse polyclonal antibodies (Abcam, Великобритания) – 1: 150; Anti-Ngn2 rabbit polyclonal antibodies (Abcam, Великобритания) – 1: 50; Anti-NeuroD1 mouse polyclonal antibodies (Abcam, Великобритания) – 1: 200; Anti-PSD-95 mouse polyclonal antibodies (Abcam, 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 CX 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 (Ме) и интерквартильного интервала [Q1; Q3], где Q1 – 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,7%) мужчин и,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 МС 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 HADS-D: 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 HADS-A+D 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 HADS, 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%)	р2-3=0,03
Семейное положение (замужем)	14(48,3%)	23(85,2%)	р2-3=0,005
Стресс	15(51,7%)	5 (18,5%)	р2-3=0,01
Высшее образование	5(17,2%)	11(40,7%)	р2-3>0,05

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