r-n-jРоссийский неврологический журналRussian neurological journal2658-79472686-7192МИА10.30629/26587947-2020-25-5-21-28r-n-j-117Research ArticleИССЛЕДОВАНИЯ И КЛИНИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯCLINICAL RESEARCHES AND CASE REPORTSКомплексная оценка клинико-иммунологических нарушений у пациентов в остром периоде сотрясения головного мозгаComprehensive assessment of clinical and immune disorders in patients with acute concussionhttps://orcid.org/0000-0001-6483-7043НоркаА. О.NorkaA. O.norka-anna@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4830-907XВоробьевС. В.VorobevS. V.sergiognezdo@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4723-802XЕмелинА. Ю.EmelinA. Yu.emelinand@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4932-6733КузнецоваР. Н.KuznetsovaR. N.kuznetzova.rais@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7204-7850КудрявцевИ. В.KudryavtsevI. V.igorek1981@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2596-4220СеребряковаМ. К.SerebriakovaM. K.m-serebryakova@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0357-4742КоваленкоС. Н.KovalenkoS. N.ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский унивеситет» Минздрава РоссииРоссияSaint Petersburg State Pediatric Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russian FederationRussian FederationФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» Минобороны РоссииРоссияS.M. Kirov Military Medical Academy, Ministry of Defense of RussiaRussian FederationФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. академика И.П. Павлова» Минздрава РоссииРоссияFirst St. Petersburg State Medical University named after Academician I.P. Pavlov of the Ministry of Healthcare of Russian FederationRussian FederationФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»РоссияFederal State Budgetary Scientific Institution «Institute of Experimental Medicine»Russian Federation2020161220202552128Copyright © Норка А.О., Воробьев С.В., Емелин А.Ю., Кузнецова Р.Н., Кудрявцев И.В., Серебрякова М.К., Коваленко С.Н., 20202020Норка А.О., Воробьев С.В., Емелин А.Ю., Кузнецова Р.Н., Кудрявцев И.В., Серебрякова М.К., Коваленко С.Н.Norka A.O., Vorobev S.V., Emelin A.Y., Kuznetsova R.N., Kudryavtsev I.V., Serebriakova M.K., Kovalenko S.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.r-n-j.com/jour/article/view/117

Черепно-мозговая травма остается одной из наиболее часто встречающихся форм патологии головного мозга. Ее актуальность определяется как высокой распространенностью, так и значительными финансовыми затратами, связанными с  лечением  и  реабилитацией  пострадавших.  В  общей  структуре  травмы преобладают ее легкие формы. Одним из проявлений комплекса биохимических и патофизиологических реакций, запускающихся в мозге в ответ на травму, является иммунологический ответ. В то же время тонкие механизмы его функционирования и их роль в патогенезе заболеваний остаются предметом дискуссии.

Цель исследования — изучить роль иммунологических реакций в патогенезе легкой травмы мозга.

Материалы и методы

Материалы и методы. Обследованы 22 пациента в возрасте от 20 до 45 лет с сотрясением головного мозга. Вzконтрольную группу вошли 37 практически здоровых лиц в возрасте от 20 до 46 лет. Обследование включало сбор жалоб, анамнеза заболевания, оценку соматического и неврологического статуса, нейропсихологическое тестирование. Объектом лабораторного исследования служила венозная кровь. Основное внимание было уделено Т-хелперам центральной (СМ, CD45RA–CD62L+) и эффекторной (ЕМ, CD45RA–CD62L–) памяти, оценку которых проводили с применением многоцветного цитометрического анализа. Результаты. При поступлении в стационар пациенты предъявляли ряд жалоб, имеющих общий и когнитивный характер. При оценке неврологического статуса доминировали симптомы поражения мозжечка. Результаты нейропсихологического обследования позволили установить, что у больных преобладают нейродинамические и регуляторные нарушения. При анализе основных стадий созревания Th-клеток в крови пациентов с сотрясением головного мозга при сравнении с группой контроля отмечалось достоверное увеличение как относительного, так и абсолютного содержания Т-хелперов центральной памяти. В тоже время процентное содержание ЕМ Th у пострадавших было несколько снижено. Также у пациентов с травмой среди Th-клеток центральной памяти снижалось относительное содержание Th1-клеток и возрастало относительное содержание Th17-клеток. Кроме того, в рамках пула СМ Th при сотрясении головного мозга наблюдается увеличение доли сразу трех типов Th17 — CCR6+DN Th17, Th17.1 и «классических» CCR4+CXCR3– Th17.

Обсуждение

Обсуждение. Изменения в субпопуляции Т-хелперов центральной памяти и Т-хелперов периферической памяти среди клеток CD3+CD4+ могут рассматриваться в качестве предиктора течения сотрясения головного мозга в остром периоде. При этом Т-клетки, принимающие участие в аутоиммунитете, не обязательно отражают сбой иммунной системы. Возможно, что в основе снижения уровня Th1 в циркуляторном русле у пациентов с травмой мозга лежит рекрутирование клеток иммунной системы. Было обнаружено также увеличение доли Th17 среди Т-хелперов центральной памяти, патрулирующих лимфоидную ткань, уже через сутки после травмы мозга. Данное обстоятельство может указывать на тот факт, что уже на ранних этапах после повреждения нервной ткани запускаются процессы, приводящие к формированию «провоспалительных» клеток, что позволяет рассматривать эти лимфоциты в качестве одной из основных популяций иммунокомпетентных клеток, обладающих нейродеструктивным эффектом.

Introduction

Introduction. Craniocerebral trauma remains one of the most common forms of brain pathology. Its relevance is determined by both, high prevalence and significant financial costs associated with the treatment, and rehabilitation of injured. Mild forms predominate in the general structure of injury. Immune response is one of the manifestations characteristic for a complex of biochemical and pathophysiological reactions triggered in the brain in response to injury. At the same time, the subtle mechanisms of its functioning and their role in pathogenesis of diseases remain the subject of discussion. Our research was aimed to study the role of immune reactions in the pathogenesis of mild brain injury.

Materials and methods

Materials and methods. 22 patients with concussion (aged from 20 to 45) were examined. The control group included 37 healthy individuals aged 20 to 46. The examination included the collection of complaints, medical history, assessment of somatic and neurological status, neuropsychological testing. The object of laboratory research was venous blood. Attention was mainly paid to the T-helpers of central (CM, CD45RA–CD62L+) and effector (EM, CD45RA–CD62L–) memory, which were evaluated using multicolored cytometric analysis.

Results

Results. Patients presented complaints of general and cognitive nature upon admission to the hospital. Cerebellar lesion symptoms dominated while neurological status evaluation. Neuropsychological examination allowed us to detect neuro-dynamic and regulatory disorders predominance. While conducting the analysis of the main stages of cell maturation in the blood of patients with concussion, it was noted that there was a significant increase in both, relative and absolute content of central memory T-helpers compared to the control group. At the same time, the percentage of EM Th in those with injury was slightly reduced. Also, in patients with injured Th cells of central memory, the relative content of Th1 cells decreased and the relative content of Th17 cells increased. In addition, within the CM Th pool, there was an increase in the proportion of three types of Th17 — CCR6+DN Th17, Th17.1 and «classic» CCR4+CXCR3– Th17.

Conclusion

Conclusion. Changes in T-helpers of central memory and T-helpers of peripheral memory subpopulation among CD3+CD4+ cells can be considered as a predictor of the course of concussion in the acute period. However, T cells involved in autoimmunity, do not necessarily reflect the immune system disorders. It is possible that the basis for the decrease in the Th1 level in the circulatory bed in patients with brain injury is the recruitment of immune cells. An increase in the proportion of Th17 was also detected among T-helpers of central memory patrolling the lymphoid tissue the other day after the brain injury. This circumstance may indicate the fact that in the early stages after the nervous tissue damage, processes leading to the formation of «pro-inflammatory» cells are triggered. It allows us to consider these lymphocytes as one of the main populations of immunocompetent cells possessing a neuro-destructive effect.

черепно-мозговая травмасотрясение головного мозгасубпопуляции лимфоцитов CD4+CD45RA-негативных Th памятиСМ-клетки памятиЕМ-клетки памятиbrain injuryconcussionsubpopulations of CD4+ lymphocytesCD45RA– Th memoryCM memory cellsEM memory cellsReferencesПотапов А.А., Лихтерман Л.Б., Кравчук А.Д., Корниенко В.Н., Захарова Н.Е., Ошоров А.В. и др. Современные подходы к изучению и лечению черепно-мозговой травмы. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2010;4(1):4–12Potapov A.A., Lihterman L.B., Kravchuk A.D., Kornienko V.N., Zaharova N.E., Oshorov A.V. et al. Modern approaches to the study and treatment of traumatic brain injury. Annaly klinicheskoj i eksperimental’noj nevrologii. 2010;4(1):4– 12 (In Russian).Лихтерман Л.Б. Черепно-мозговая травма. Диагностика и лечение. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2014:488.Lihterman L.B. Cherepno-mozgovaya travma. Diagnostika i lechenie. M.: GEOTAR-Media; 2014:488. (In Russian.).Peeters W., van den Brande R., Polinder S. Brazinova A., Steyerberg E.W., Lingsma H.F. et al. Epidemiology of traumatic brain injury in Europe. Acta Neurochir. 2015;157:1683–1696. https://doi.org/10.1007/s00701-015-2512-7Peeters W., van den Brande R., Polinder S. Brazinova A., Steyerberg E.W., Lingsma H.F. et al. Epidemiology of traumatic brain injury in Europe. Acta Neurochir. 2015;157:1683–1696. https://doi.org/10.1007/s00701-015-2512-7Miller A.C., Rashid R.M., Elamin E.M. The ‘T’ in trauma: the helper T-cell response and the role of immunomodulation in trauma and burn patients. J. Trauma. 2007;63:1407–1417. https://doi.org/10.1097/TA.0b013e31815b839eMiller A.C., Rashid R.M., Elamin E.M. The ‘T’ in trauma: the helper T-cell response and the role of immunomodulation in trauma and burn patients. J. Trauma. 2007;63:1407–1417. https://doi.org/10.1097/TA.0b013e31815b839eNizamutdinov D., Shapiro L. Overview of Traumatic Brain Injury: An Immunological Context. Brain Sciences. 2017;7:11. https://doi.org/10.3390/brainsci7010011.Nizamutdinov D., Shapiro L. Overview of Traumatic Brain Injury: An Immunological Context. Brain Sciences. 2017;7:11. https://doi.org/10.3390/brainsci7010011.Kelso M.L., Gendelman H.E. Bridge between neuroimmunity and traumatic brain injury. Curr. Pharm. Des. 2014;20(26):4284– 98.Kelso M.L., Gendelman H.E. Bridge between neuroimmunity and traumatic brain injury. Curr. Pharm. Des. 2014;20(26):4284– 98.Tzartos J.S., Friese M.A., Craner M.J., Palace J., Newcombe J., Esiri M.M. et al. Interleukin-17 production in central nervous system-infiltrating T cells and glial cells is associated with active disease in multiple sclerosis. Am. J. Pathol. 2008;172(1):146– 155. https://doi.org/10.2353/ajpath.2008.070690Tzartos J.S., Friese M.A., Craner M.J., Palace J., Newcombe J., Esiri M.M. et al. Interleukin-17 production in central nervous system-infiltrating T cells and glial cells is associated with active disease in multiple sclerosis. Am. J. Pathol. 2008;172(1):146– 155. https://doi.org/10.2353/ajpath.2008.070690Воробьев С.В., Одинак М.М., Емелин А.Ю., Емельянов А.Ю. Комплексная оценка неврологических и нейропсихологических изменений у больных с посттравматическими когнитивными нарушениями. Медицина катастроф. 2015;2:41–44. https://doi.org/10.33266/2070-1004Vorobev S.V., Odinak M.M., Emelin A.Yu., Emelyanov A.Yu. Comprehensive assessment of neurological and neuropsychological changes in patients with post-traumatic cognitive impairment. Medicina katastrof. 2015;2:41–44. (In Russian.). https://doi.org/10.33266/2070-1004Хайдуков С.В., Байдун Л.А., Зурочка А.В., Тотолян А.А. Стандартизованная технология «исследование субпопуляционного состава лимфоцитов периферической крови с применением проточных цитофлюориметров-анализаторов» (проект). Медицинская иммунология. 2012;14(3):255–268. https://doi.org/10.15789/1563-0625-2012-3-255-268Hajdukov S.V., Bajdun L.A., Zurochka A.V., Totolyan A.A. Standardized technology “the study subpopulation composition of lymphocytes of peripheral blood with the use of a flow cytofluorimeter analyzers” (draft). Medicinskaya immunologiya. 2012;14(3):255–268. (In Russian.). https://doi.org/10.15789/1563-0625-2012-3-255-268Кудрявцев И.В., Борисов А.Г., Кробинец И.И., Савченко А.А., Серебрякова М.К., Тотолян А.А. Хемокиновые рецепторы на Т-хелперах различного уровня дифференцировки: основные субпопуляции. Медицинская иммунология. 2016;18(3):239–250. https://doi.org/10.15789/1563-0625-2016-3-239-250Kudryavcev I.V., Borisov A.G., Krobinec I.I., Savchenko A.A., Serebryakova M.K., Totolyan A.A. Chemokine receptors on T-helpers of various levels of differentiation: the main subpopulations. Medicinskaya immunologiya. 2016;18(3):239–250. (In Russian.). https://doi.org/10.15789/1563-0625-2016-3-239-250Paulissen S.M., van Hamburg J.P., Dankers W., Lubberts E. The role and modulation of CCR6+ Th17 cell populations in rheumatoid arthritis. Cytokine. 2015;74:43–53. https://doi.org/10.1016/j.cyto.2015.02.002Paulissen S.M., van Hamburg J.P., Dankers W., Lubberts E. The role and modulation of CCR6+ Th17 cell populations in rheumatoid arthritis. Cytokine. 2015;74:43–53. https://doi.org/10.1016/j.cyto.2015.02.002Wacleche V.S., Goulet J.P., Gosselin A., Monteiro P., Soudeyns H., Fromentin R. et al. New insights into the heterogeneity of Th17 subsets contributing to HIV-1 persistence during antiretroviral therapy. Retrovirology. 2016;13:59. https://doi.org/10.1186/s12977-016-0293-6Wacleche V.S., Goulet J.P., Gosselin A., Monteiro P., Soudeyns H., Fromentin R. et al. New insights into the heterogeneity of Th17 subsets contributing to HIV-1 persistence during antiretroviral therapy. Retrovirology. 2016;13:59. https://doi.org/10.1186/s12977-016-0293-6Moalem G., Leibowitz-Amit R., Yoles E. Mor F., Cohen I.R., Schwartz M. Autoimmune T cells protect neurons from secondary degeneration after central nervous system axotomy. Nat. Med. 1999;5(1):49–55. https://doi.org/10.1038/4734Moalem G., Leibowitz-Amit R., Yoles E. Mor F., Cohen I.R., Schwartz M. Autoimmune T cells protect neurons from secondary degeneration after central nervous system axotomy. Nat. Med. 1999;5(1):49–55. https://doi.org/10.1038/4734Schwartz M., Baruch K. The resolution of neuroinflammation in neurodegeneration: leukocyte recruitment via the choroid plexus. EMBO Journal. 2014;33(1):7–22. https://doi.org/10.1002/embj.201386609Schwartz M., Baruch K. The resolution of neuroinflammation in neurodegeneration: leukocyte recruitment via the choroid plexus. EMBO Journal. 2014;33(1):7–22. https://doi.org/10.1002/embj.201386609Roth T.L., Nayak D., Atanasijevic T., Koretsky A.P., Latour L.L., McGavern D.B. Transcranial amelioration of inflammation and cell death after brain injury. Nature. 2014;505(7482):223–228. https://doi.org/10.1038/nature12808Roth T.L., Nayak D., Atanasijevic T., Koretsky A.P., Latour L.L., McGavern D.B. Transcranial amelioration of inflammation and cell death after brain injury. Nature. 2014;505(7482):223–228. https://doi.org/10.1038/nature12808Kuchroo V.K., Awasthi A. Emerging new roles of Th17 cells. Eur. J. Immunol. 2012;42(9):2211–2214. https://doi.org/10.1002/eji.201242872Kuchroo V.K., Awasthi A. Emerging new roles of Th17 cells. Eur. J. Immunol. 2012;42(9):2211–2214. https://doi.org/10.1002/eji.201242872Rothhammer V., Heink S., Petermann F. Srivastava R., Claussen M.C., Hemmer B. et al. Th17 lymphocytes traffic to the central nervous system independently of α4 integrin expression during. J. Exp. Med. 2011;208(12):2465–76. https://doi.org/10.1084/jem.20110434Rothhammer V., Heink S., Petermann F. Srivastava R., Claussen M.C., Hemmer B. et al. Th17 lymphocytes traffic to the central nervous system independently of α4 integrin expression during. J. Exp. Med. 2011;208(12):2465–76. https://doi.org/10.1084/jem.20110434Lu A., Magupalli V.G., Ruan J., Yin Q., Atianand M.K., Vos M.R. et al. Unified polymerization mechanism for the assembly of ASC-dependent inflammasomes. Cell. 2014;156(6):1193–1206. https://doi.org/10.1016/j.cell.2014.02.008Lu A., Magupalli V.G., Ruan J., Yin Q., Atianand M.K., Vos M.R. et al. Unified polymerization mechanism for the assembly of ASC-dependent inflammasomes. Cell. 2014;156(6):1193–1206. https://doi.org/10.1016/j.cell.2014.02.008Liddelow S.A., Guttenplan K.A., Clarke L.E., Bennett F.C., Bohlen C.J., Schirmer L. et al. Neurotoxic reactive astrocytes are induced by activated microglia. Nature. 2017;541(7638):481–487. https://doi.org/10.1038/nature21029Liddelow S.A., Guttenplan K.A., Clarke L.E., Bennett F.C., Bohlen C.J., Schirmer L. et al. Neurotoxic reactive astrocytes are induced by activated microglia. Nature. 2017;541(7638):481–487. https://doi.org/10.1038/nature21029

The authors declare that there are no conflicts of interest present.