1.
Что понимают под термином "черепно-мозговая травма"?
"Травматические повреждения головного мозга" ( черепно- мозговая травма) - состояние, характеризующееся структурно-функциональным повреждением мозга в результате травматического события, такого как несчастный случай, падение или насильственный инцидент, инициирующее каскад событий в тканях мозга (Mckee, A. C., & Daneshvar, D. H., 2015).
2.
Как классифицируют черепно-мозговые травмы?
Черепно- мозговые травмы можно разделить на закрытые, которые представляют собой непроникающие повреждения, и открытые , при которых травмирующий предмет нарушает кости черепа и проникает в твердую мозговую оболочку. Первое, непроникающее повреждение, наблюдается чаще, чем второе (Morrow, S. E., & Pearson, M., 2010).
Как часто встречаются легкая, умеренная и тяжелая черепно-мозговые травмы?
Тяжесть черепно-мозговых травм классифицируется как легкая, средняя или тяжелая на основе клинической оценки, включая шкалу комы Глазго (GCS). GCS - это шкала для измерения нейрокогнитивной функции, варьирующаяся от трех, что означает полную невосприимчивость к внешним стимулам, до пятнадцати, что означает, напротив полную восприимчивость ( сохранность реакции на внешние стимулы). В сочетании с компьютерной томографией (КТ) GCS помогает определить тяжесть черепно-мозговой травмы и прогноз ее течения. По статистике, около 10% пациентов с черепно-мозговой травмой, поступивших в больницы, страдают от умеренной (GCS 9–13) до тяжелой черепно-мозговой травмы (GCS 3–8). Однако большинство пациентов, примерно около 90%, имеют легкую черепно-мозговую травму, характеризующуюся баллами GCS от 13 до 15 (Maas, A. et.al., 2022).
Какие факторы влияют на прогноз течения черепно-мозговой травмы?
Прогноз при черепно-мозговых травмах является сложным из-за широкого спектра симптомов, которые варьирe.ncz от временной спутанности сознания в легких случаях до долгосрочных неврологических, соматических и психических расстройств, которые могут привести к коме или даже смерти в более тяжелых случаях. На результаты последствий черепно-мозговой травмы влияют такие факторы, как характер структурно-функциональных нарушений мозга, личность пациента и качество ухода за ним. После умеренной и тяжелой черепно-мозговой травмы пациенты могут быть признаны инвалидами даже через год после травмы. Кроме того, эти черепно-мозговые травмы можно считать потенциальными факторами риска развития нейродегенеративных расстройств, таких как болезни Паркинсона или Альцгеймера, или других неврологических расстройств (Haarbauer-Krupa, J., et.al., 2021). Большинство пациентов с легкой черепно-мозговой травмой ( сотрясение мозга) быстро выздоравливают, но примерно у 15% развивается стойкий постконтузионный синдром, который характеризуется головной болью, головокружением и когнитивные нарушениями особенно у спортсменов контактных видов спорта и военнослужащих. Повторные сотрясение мозга повышают риск возникновения хронической травматической энцефалопатии .
3.
Какие выделяют фазы черепно-мозговой травмы?
Первая фаза черепно-мозговой травмы характеризуется механическим повреждением, включая растяжение, сжатие и разрыв тканей мозга и кровеносных сосудов. Это приводит к первоначальной потере клеток, инициируя серию биохимических изменений во второй фазе травмы. С патологической точки зрения это состояние после травмы включает сложное взаимодействие структурных, нейрохимических и воспалительных изменений в ответ на нее, влияющее на функцию мозга и качество жизни пациента. После травмы сложное взаимодействие нейротрансмиттеров, нейромедиаторов, цитокинов и генетических изменений вносит свой вклад в молекулярные механизмы, лежащие в основе повреждения тканей.
Какой патогенез черепно-мозговой травмы?
Эксайтотоксичность, включающая чрезмерную активацию нейротрансмиттеров, является фактором патогенеза черепно-мозговой травмы, наряду с нарушениями гомеостаза кальция, выработкой оксида азота и генерацией активных форм кислорода (ROS), которые способствуют гибели клеток посредством апоптоза. Поврежденная мозговая ткань инициирует иммунный ответ, приводящий к воспалению, которое поражает ткани мозга и способствует его хронификации.
Активация каких клеток мозга отмечается после черепно-мозговой травмы?
Исследователи сообщают об увеличении «реактивных астроцитов», которые служат ключевыми регуляторами как повреждения тканей, так и потенциального восстановления, что считатеся отличительной чертой черепно-мозговых травм (Burda, J., et.al., 2016). Таким образом, последствия травмы мозга представляет результат ( каскад) сложных молекулярных взаимодействий, вовлекающих в своли процессы нейроны, глиальные клетки и сосудистые сети.
Какие биомаркеры имеют особое значение для оценки состояния больных после черепно-мозговой травмы?
Биомаркеры, обнаруженные в жидкостях организма, рассматриваются как потенциальные инструменты оценки состояния пациентов с черепно-мозговыми травмами. Особенно, значимыми маркерами здесь считаются: легкая цепь нейрофиламентов (NF-L), убиквитин-карбокси-терминальная гидролаза-L1 (UCH-L1), тау, S100B и глиальный фибриллярный кислый белок (GFAP), три из которых можно считать показателями "нейронного теста" (Полетаев А.Б.б 2019). Программу Breakthrough Devices, UCH-L1 и GFAP можно рассматривать в качестве первого биомаркера на основе крови, называемого Brain Trauma Indicator™ (BTI™) (Nishimura, K.,et.al., 2023). GFAP и UCH-L1 являются первыми биомаркерами черепно-мозговой травмы, одобренными FDA для острых черепно-мозговых травм. Уровни тау, NF-L, GFAP и UCHL-1 повышены у 84 военнослужащих и ветеранов , включенных в 15-летнее продольное исследование. Эти биомаркеры коррелировали с выраженностью психопатологических симптомов в течение 12 месяцев после травмы, что определяет их как многообещающие прогностические инструменты, полезные для выявления пациентов с высоким риском демонстрации результатов черепно-мозговой травмы (Lange, R.et.al., 2023). Эритроцитарный мембранный белок полосы 4.1 (EPB41) и альфа-синуклеин (SNCA) оказались ключевыми биомаркерами, эффективно отличающими спортсменов, которые получили травму. Эти биомеркеры показали высокую чувствительность и специфичность при обнаружении повреждения мозга в течение нескольких часов после травмы.
Какую информацию о последствиях повреждения мозга может предоставить S100B?
Более высокие уровни белка S100B наблюдались у пациентов с постконтузионным синдромом, что указывает на корреляцию между этим белком и тяжестью черепно-мозговой травмы (Kelmendi, F.et.al., 2023). Так, S100B был эффективен в прогнозировании 6-месячной смертности и функциональных результатов после черепно-мозговой травмы у детей. В этом исследовании плазменный остеопонтин служил индикатором тяжести заболевания (Blackwell, L., et.al., 2023). Bсследование профессиональных игроков в регби идентифицировало S100B, нейрон-специфическую енолазу (NSE), продукты распада спектрина (SBDPs), UCHL-1, GFAP, NF-L и Tau как биомаркеры. Это исследование подчеркнуло тонкие роли биомаркеров, таких как S100B и NF-L, в дифференциации между "разрешающимися" и "неразрешающимися" случаями травм. В частности, только S100B оставался стабильным в течение сезона, что указывает на его надежность в качестве биомаркера пролонгированных последствий сотрясения мозга, связанного со спортом (Oris, C.,et.al., 2023).
Какие патологические процессы характеризуют GFAP и NFL?
Изменения в значениях маркеров связанно с повышенной проницаемостью гематоэнцефалического барьера и отражает повреждение миелина, митохондрий и синапсов в "нейроваскулярной единице". В модели повторных сотрясений мозга всплеск уровней NF-L в сыворотке подчеркнул эффективность этого маркера в обнаружении повреждений нейронов при различных сценариях черепно-мозговой травмы. Масс-спектрометрия обнаружила значительные изменения в 26 белках через 7 дней и в 72 белках через 3,5 месяца после сотрясения мозга (Pham, L.,et.al., 2021). GFAP связан с гистопатологическими маркерами диффузного аксонального повреждения и нарушений гемато-энцефалического барьера и наряду с NFL и UCH-L1, чувствителен к различным типам травм, а не только к определенным патологиям (Bernick, C.,et.al., 2023). GFAP и UCH-L1 не только полезны для первоначальной диагностики черепно-мозговой травмы, но также предоставляют прогностическую информацию, способны предсказать смерть и неблагоприятные исходы ( но не могут использоваться для прогнозирования неполного восстановления через 6 месяцев после травмы). Определение GFAP и UCH-L1 в первые часы после травмы предсказывают снижение памяти при ее тяжелом варианте, в то время как тау и NF-L можно считать показателями сотрясения мозга. Также было обнаружено, что NFL коррелирует с тяжестью симптомов после сотрясения мозга. Уровни GFAP выше у боксеров, с корреляцией с уменьшением объемов множества структур мозга и снижением когнитивных способностей с течением времени. Таким образом, уровни GFAP в плазме полезны для выявления лиц, которые подвергаются повышенному риску прогрессирующей атрофии мозга и когнитивных нарушений (травматической энцефалопатии) из-за повторяющихся травм головы, особенно у лиц, связанных с боксом. Раннее повышение бета-синуклеина и GFAP, в отличие от постепенного повышения NFL, предлагает более тонкое понимание реакции биомаркеров на травмы головного мозга, повышая способность различать пациентов с черепно-мозговой травмой и без нее (Vorn, R., et.al., 2023). Эти изменения предполагают, что NFL и GFAP могут отражать различные аспекты травмы мозга, при этом NFL, возможно, указывает на аксональную дегенерацию, а GFAP указывает на астроцитарные патологические процессы
Выводы
Эксайтотоксичность, нарушение каналов кальция, генерация активных форм кислорода и оксида азота считаются основными звеньями патогенеза черепно-мозговой травмы
Наиболее информатичными биомаркерами последствий черепно-мозговой ткани можно считать NF-L, UCH-L1, тау, S100B и GFAP
К биомаркерам повреждения нейронов можно отнести UCH-L1, NSE, EPB41; S100B , GFAP - астроцитов; NFL, OBM - аксонов; SNCA, beta-sinuclein - синапсов и дендритов.
Литература
Bernick, C., Shan, G., Ritter, A., Ashton, N. J., Blennow, K., Lantero-Rodriguez, J., ... & Zetterberg, H. (2023). Blood biomarkers and neurodegeneration in individuals exposed to repetitive head impacts. Alzheimer's Research & Therapy, 15(1), 173.
Blackwell, L. S., Wali, B., Xiang, Y., Alawieh, A., Sayeed, I., & Reisner, A. (2023). Prognostic value of plasma biomarkers S100b and osteopontin in pediatric TBI: a prospective analysis evaluating acute and 6-month outcomes after mild to severe TBI. Biomedicines, 11(8), 2167.
Burda, J. E., Bernstein, A. M., & Sofroniew, M. V. (2016). Astrocyte roles in traumatic brain injury. Experimental neurology, 275, 305-315.
Haarbauer-Krupa, J., Pugh, M. J., Prager, E. M., Harmon, N., Wolfe, J., & Yaffe, K. (2021). Epidemiology of chronic effects of traumatic brain injury. Journal of neurotrauma, 38(23), 3235-3247.
Kelmendi, F. M., Morina, A. A., Mekaj, A. Y., Dragusha, S., Ahmeti, F., Alimehmeti, R., ... & Kerolli, B. (2023). Ability of S100B to predict post-concussion syndrome in paediatric patients who present to the emergency department with mild traumatic brain injury. British journal of neurosurgery, 37(1), 53-58.
Lange, R. T., Lippa, S., Brickell, T. A., Gill, J., & French, L. M. (2023). Serum tau, neurofilament light chain, glial fibrillary acidic protein, and ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase L1 are associated with the chronic deterioration of neurobehavioral symptoms after traumatic brain injury. Journal of neurotrauma, 40(5-6), 482-492.
Maas, A. I., Menon, D. K., Manley, G. T., Abrams, M., Åkerlund, C., Andelic, N., ... & Zemek, R. (2022). Traumatic brain injury: progress and challenges in prevention, clinical care, and research. The Lancet Neurology, 21(11), 1004-1060.
Mckee, A. C., & Daneshvar, D. H. (2015). The neuropathology of traumatic brain injury. Handbook of clinical neurology, 127, 45-66.
Morrow, S. E., & Pearson, M. (2010, November). Management strategies for severe closed head injuries in children. In Seminars in pediatric surgery (Vol. 19, No. 4, pp. 279-285). WB Saunders.
Nishimura, K., Cordeiro, J. G., Ahmed, A. I., Yokobori, S., & Gajavelli, S. (2022). Advances in traumatic brain injury biomarkers. Cureus, 14(4).
Oris, C., Durif, J., Rouzaire, M., Pereira, B., Bouvier, D., Kahouadji, S., ... & Sapin, V. (2023). Blood biomarkers for return to play after concussion in professional rugby players. Journal of neurotrauma, 40(3-4), 283-295.
Pham, L., Wright, D. K., O'Brien, W. T., Bain, J., Huang, C., Sun, M., ... & McDonald, S. J. (2021). Behavioral, axonal, and proteomic alterations following repeated mild traumatic brain injury: novel insights using a clinically relevant rat model. Neurobiology of Disease, 148, 105151.
Vorn, R., Devoto, C., Meier, T. B., Lai, C., Yun, S., Broglio, S. P., ... & CARE Consortium Investigators. (2023). Are EPB41 and alpha-synuclein diagnostic biomarkers of sport-related concussion? Findings from the NCAA and Department of Defense CARE Consortium. Journal of sport and health science, 12(3), 379-387.
Добавить комментарий