STROKE №3 (35) / 2014
Возраст коллагена в мешотчатых аневризмах внутричерепных сосудов
Department of Neurosurgery and Institute of Forensic Medicine, Medical Faculty, Heinrich-Heine-University, Düsseldorf, Germany; Institute for Physiological Chemistry and Pathobiochemistry, Westfalian Wilhelms-University, Münster, Germany; Center for Accelerator Mass Spectrometry, Lawrence Livermore National Laboratory, CA; Department of Epidemiology, University of Iowa; Department of Neurology, Mayo Clinic, Rochester, MN; Division of Neurosurgery, St. Michael’s Hospital, Keenan Research Centre for Biomedical Science and the Li Ka Shing Knowledge Institute of St. Michael’s Hospital, Toronto, Ontario, Canada; and Department of Surgery, University of Toronto, Toronto, Ontario, Canada.
Предпосылки и цель исследования. Хронологическое развитие и естественное течение аневризм сосудов головного мозга (АСГМ)
до сих пор полностью не изучены. Мы использовали время появления 14С — главного составляющего коллагена I типа, в качестве индикатора биосинтеза и обмена коллагена в АСГМ человека для изучения его дальнейшей судьбы. Методы. Для анализа использовали
46 образцов разорвавшихся и неразорвавшихся АСГМ 43 пациентов и 10 артерий мозга человека, полученных при вскрытии. Возраст коллагена, экстрагированного и очищенного из иссеченных АСГМ, рассчитывали с учетом времени появления 14С и изучали его корреляцию с характеристиками АСГМ и пациентов, в т.ч. с факторами риска развития атеросклероза и потенциального увеличения размера и разрыва аневризмы. Результаты. Почти все образцы АСГМ содержали коллаген I типа, возраст которого был менее 5 лет, независимо от возраста пациента, размера и морфологии аневризмы, а также статуса разрыва. Тем не менее АСГМ у пациентов с факторами риска (курение или артериальная гипертензия) содержали больше вновь образованного коллагена, чем АСГМ у пациентов без факторов риска (среднее значение 1,6±1,2 vs 3,9±3,3 года соответственно; р=0,012). В АСГМ и мозговых артериях не было общего доминирующего структурного белка, например коллагена I типа, что позволило бы проводить сравнение обмена коллагена в этих структурах. Выводы. Большое количество относительно молодого коллагена I типа в АСГМ свидетельствует о продолжающемся ремоделировании коллагена
в аневризмах, которое значительно быстрее происходит у пациентов с факторами риска. Эти результаты опровергают концепцию, согласно которой АСГМ остаются стабильными на протяжении десятилетий, с единичными эпизодами структурных изменений.
Распространенность неразорвавшихся мешотчатых аневризм сосудов головного мозга (АСГМ) в общей популяции составляет от 2 до 3% [1]. АСГМ могут протекать клинически бессимптомно, проявляться симптомами масс-эффекта или разрываться с развитием субарахноидального кровоизлияния или кровоизлияния в другие отделы головного мозга. Высокий уровень летальности при развитии субарахноидального кровоизлияния (до 35 %), простимулировал интерес к изучению формирования и естественного течения этих поражений с целью определения стандартов скрининга или профилактического лечения, а также определения АСГМ с повышенным риском разрыва [2, 3]. Согласно одной из гипотез, АСГМ после формирования постоянно увеличиваются [4].
С другой стороны, увеличение размера АСГМ происходит стохастически, с периодами стабильности и нестабильности, или роста, и в это время они склонны к разрыву [5]. Тем не менее не существует убедительных биологических доказательств в поддержку этой теории, поскольку большинство данных получили при проведении исследований с использованием математического моделирования. Одним из возможных методов изучения хронологического развития АСГМ является определение времени появления радиоактивного изотопа углерода (14C) в коллагене I типа, который представляет собой доминирующую молекулярную составляющую АСГМ.
При определении времени появления радиоактивного изотопа углерода используют факт резкого увеличения и последующего медленного снижения концентрации атмосферного 14CO2 после испытания ядерных бомб в период с 1955 по 1963 г. После подписания Договора о запрещении испытаний ядерного оружия больше не отмечали значительного повышения концентрации 14CO2 в атмосфере, что привело к почти экспоненциальному спаду концентрации 14CO2 в атмосфере, но не из-за распада радиоактивного 14C (период полураспада составляет 5730 лет), а из-за диффузии 14CO2 из атмосферы и равномерного его распределения в океанах и биосфере [6, 7].
В связи с этим употребление в пищу растений и мяса травоядных животных приводит к тому, что уровень F14C в организме человека совпадает с уровнем F14C в атмосфере [8]. 14C интегрируется в любую биомолекулу или геномную ДНК человека в количестве, соответствующем уровню F14C в атмосфере на момент синтеза биомолекулы [9]. Содержание F14C можно определить в ДНК для установления даты образования клеток человека, а дату образования белков можно использовать для оценки обмена веществ в патологических структурах [9, 10]. Ранее мы сообщали о целесообразности использования этого метода для изучения АСГМ, при условии, чтобы экстрагированный из АСГМ коллаген был очищен и не смешивался с другими белками [11]. Тем не менее небольшой размер выборки и отсутствие контрольной группы тканей артерий человека не позволили сделать более определенных выводов на основе этих предварительных данных. В настоящем исследовании мы изучали возраст коллагена в АСГМ в качестве показателя обмена коллагена на достаточно большой выборке пациентов для выявления детерминант развития аневризм и потенциальной взаимосвязи разрыва с обменом коллагена в артериях мозга человека.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Подробная информация об обработке образцов АСГМ и артерий головного мозга, а также методе определения даты включения коллагена в АСГМ представлена в дополнительных данных on-line.
Одобрение комитета по этике
Комитеты по этике научных исследований медицинского факультета университета Генриха Гейне, Дюссельдорф, Германия (ID 3365), Больницы Святого Михаила, Торонто, Канада (ID 09-309) и Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора, Ливермор, Калифорния (ID 10-108) одобрили проведение настоящего исследования.
Отбор образцов и сбор данных
Образцы разорвавшихся и неразорвавшихся АСГМ собирали у пациентов, проходивших хирургическое лечение по поводу АСГМ. Критериями включения в исследование пациентов были: (1) диаметр АСГМ≥5 мм; (2) запланированное проведение нейрохирургического клипирования; (2) иссечение части АСГМ после клипирования, которое оперирующий хирург считал безопасным или необходимым; (4) подписание информированного согласия для научного анализа данных.
Критериями исключения пациентов были: (1) размер АСГМ<5 мм; (2) техническая сложность или опасность иссечения части АСГМ. Для проведения дальнейшего анализа регистрировали данные о потенциальных факторах риска формирования/разрыва АСГМ (т.е. наличие артериальной гипертензии, курение или употребление кокаина). Локализацию, неравномерность, диаметр и другие характеристики размеров АСГМ оценивали нейрорадиологи, ослепленные относительно результатов дальнейших анализов. После хирургического иссечения купола АСГМ помещали в стерильные контейнеры и замораживали при температуре -80 °С до проведения очистки коллаг...
