5.4. Лабораторные исследования
5.4.1. Нейромедиаторные системы.
В синапсах происходят процессы передачи нервных импульсов с помощью нейромедиаторов (нейрогормонов), накапливающихся в синаптических пузырьках, высвобождающихся при нейрональной передаче в синаптическую щель и присоединяющихся к специфическим рецепторам постсинаптической мембраны (то есть к таким участкам, к которым они «подходят, как ключ к замку»). В результате изменения проницаемости постсинаптической мембраны сигнал передается с одного нейрона на другой. Медиаторы могут блокировать передачу нервных сигналов на уровне синапса, уменьшая возбудимость постсинаптического нейрона. Дезактивация нейромедиатора проходит двумя способами: ферментацией (разрушением ферментами) и обратным поглощением в пресинаптическое окончание. Это приводит к восстановлению их запаса в пузырьках к моменту прихода следующего импульса.
1 — нервные импульсы, 2 — молекулы X вещества, 3 — участки рецепторов, 4 — молекулы нейромедиатора
Молекулы нейромедиатора высвобождаются из концевой бляшки нейрона I, связываются со специфическими рецепторами на дендритах нейрона II. Молекулы Х-вещества по своей конфигурации не подходят к этим рецепторам и не вызывают каких-либо синаптических эффектов.
Возбуждающая или тормозная функция синапса зависит от типа выделяемого им медиатора и от действия последнего на постсинаптическую мембрану. Некоторые нейромедиаторы оказывают только возбуждающее действие, другие — только тормозное (ингибирующее), третьи в одних отделах нервной системы играют роль активаторов, а в других — ингибиторов.
Функции нейромедиаторов. В настоящее время известно несколько десятков нейромедиаторов, но их функции изучены пока недостаточно.
Ацетилхолин
Из всех нейромедиаторов одним из первых был открыт ацетилхолин. Он содержится в местах соединения нейронов с мышечными клетками, участвует в мышечном сокращении, вызывает замедление сердечного и дыхательного ритма. Инактивируется ферментом ацетилхолинэстеразой. Ацетилхолин играет важную роль в деятельности мозга, но подобно большинству других нейромедиаторов его функции до конца не изучены. Известно, что он является важным регулятором ощущения жажды. Предположительно, ацетилхолин также является важным элементом системы памяти. Болезнь Альцгеймера связана с нарушением функционирования ацетилхолина и холинергических рецепторов в ядрах промежуточного мозга.
Моноамины
Моноаминами называются три важных нейромедиатора, входящих в одну аминогруппу, — норепинефрин (норадреналин), дофамин и серотонин.
Норадреналин
Отвечает за бодрствование мозговой коры, регулирует физические изменения, сопровождающие эмоциональный подъем, чувство голода и учащение сердечного ритма. Эмоциональное состояние тревоги, перерастающей в страх, связывают с нарушением обмена норадреналина.
Серотонин
Находится во всех частях мозга, играет важную роль в регулировании сна, определяет объем информации, циркулирующей в сенсорных путях. Состояние тоски связывается с нарушением обмена серотонина.
Дофамин
Участвует в процессах избирательного внимания, согласованных движениях частей тела, присутствует в «центрах удовольствия» лимбической системы и некоторых ядрах ретикулярной формации. Недостаток дофамина в скорлупе и ядрах шва (базальные ядра) может быть главной причиной болезни Паркинсона. Нарушения дофаминового обмена составляют биохимическую основу возникновения шизофрении. Наркотики-стимуляторы, такие как кокаин и амфетамины, усиливают дофаминергическую активность мозга.
Кроме указанных функций, моноамины тесно связаны с настроением и эмоциональными расстройствами. Клиническая депрессия возникает из-за изменения уровня моноаминов, в особенности норадреналина и серотонина.
Частичная инактивация моноаминов происходит в результате их окисления ферментом моноаминоксидазой. Этот процесс возвращает активность мозга к нормальному уровню.
Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК)
Тормозящий нейромедиатор. Ее действие состоит главным образом в снижении возбудимости мозговых нейронов по отношению к нервным импульсам. Подобно ГАМК (GABA) действуют классические депрессанты: барбитураты, транквилизаторы, алкоголь.
Эндорфины
В 1975 году открыты эндогенные опиоидные пептиды (эндорфины, динорфины, энкефалины) — «собственные морфины мозга». Их функции в организме разнообразны и пока до конца неясны, но, несомненно, что эти вещества способствуют снятию болевых ощущений. Это нейромедиаторы сложных систем, ингибирующие болевые восприятия. Они взаимодействуют со специфическими опиоидными рецепторами (5 классов), с которыми реагируют и экзогенно вводимые в организм опиоиды. Существующие представления об опиоидных механизмах пока не позволяют объяснить развитие к ним толерантности и зависимости.
Наряду с нейромедиаторами существует группа нейромодуляторов, участвующих в регуляции нервного ответа и, взаимодействуя с медиаторами, видоизменяющих их эффекты. В качестве примера можно назвать вещество Р и брадикинин, участвующие в передаче болевых сигналов. Освобождение этих веществ в синапсах спинного мозга, однако, может быть подавлено секрецией эндорфинов и энкефалина, которая таким образом приводит к уменьшению потока болевых нервных импульсов.
Нейромодуляторы воздействуют на окончание аксона, облегчая или подавляя высвобождение нейромедиатора.
Функции нейромодулятора выполняют такие вещества, как фактор 8, играющий важную роль в процессах сна; холецистокинин, ответственный за чувство сытости; ангиотензин, регулирующий жажду, и др.
Нейромедиаторы и действие психотропных веществ
Различные психотропные препараты действуют на уровне синапсов и тех процессов, в которых участвуют нейромедиаторы и нейромодуляторы.
Молекулы этих препаратов по своей структуре сходны с молекулами определенных нейромедиаторов, это позволяет им «обманывать» механизмы синаптической передачи. Они нарушают действие нейромедиаторов, либо занимая их место на рецепторе, либо мешая обратному захвату или ингибированию ферментами.
Молекулы М
Например, ЛСД мешает серотонину затормаживать приток сенсорных сигналов, открывая доступ в сознание для самых разнообразных стимулов, непрерывно атакующих органы чувств. Кокаин усиливает эффекты дофамина, занимая его место в рецепторных участках. Подобным же образом действуют морфин и другие опиаты, мгновенный эффект которых объясняется тем, что они быстро успевают занять рецептивные участки эндорфинов. Действие амфетаминов обусловлено тем, что они подавляют обратное поглощение норадреналина пресинаптическими окончаниями, в результате накопление избыточного количества нейромедиатора в синаптической щели приводит к чрезмерной степени бодрствования мозговой коры.
Молекулы М (молекулы психотропных препаратов) сходны по своей конфигурации с молекулами нейромедиатора и связываются с его рецепторами
Эффекты транквилизаторов объясняются, главным образом, их облегчающим влиянием на действие ГАМК в лимбической системе, что приводит к усилению тормозных эффектов этого нейромедиатора.
Изучение нейромедиаторов только начинается. Вероятно открытие сотен биохимических соединений, функциями которых определяется психическая деятельность и поведение в целом.
5.4.2. Исследование физиологических жидкостей.
Лабораторные исследования в психиатрии
Лабораторные тесты в психиатрии играют значительную роль в случае:
— выявления и количественной оценки биологических факторов, ассоциируемых с различными психическими расстройствами;
— выбора возможных вариантов терапии;
— наблюдения за клинической реакцией на лечение;
— возможности контролировать лечение (лекарственный мониторинг).
Клинико-лабораторное исследование
Общие принципы:
1. Подробное соматическое исследование проводится перед началом любого лечения для определения сопутствующих заболеваний, органического поражения мозга и контроля за основными функциями организма.
1.1. Обязательные исследования при поступлении в стационар: общий анализ крови, исследование химического состава крови, исследование тиреоидной функции, контрольные анализы на сифилис, общий анализ мочи, электрокардиограмма (ЭКГ), рентгенография грудной клетки.
1.2 Дополнительные исследования.
Рентгенография костей черепа, компьютерная томография (КТ), МРТ, электроэнцефалография (ЭЭГ), исследование вызванных потенциалов мозга, токсикологический контроль, исследование СОЭ, люмбальная пункция с исследованием спинномозговой жидкости, контрольные анализы на СПИД, кожная проба на туберкулез/бруцеллез, анализ кала на скрытую кровь.
1.3. Комплексные лабораторные исследования, рекомендуемые при определенных клинических условиях:
— у психически больных пожилого возраста: общий анализ крови (OAK), развернутый анализ крови, биохимия крови, функциональные пробы печени, исследование тиреоидной функции, РВ, общий анализ мочи, рентгенография органов грудной клетки, ЭКГ, рентген черепа и по необходимости ЭЭГ с вызванными потенциалами, КТ по показаниям;
— при подозрении на наркозависимость: определение алкоголя в выдыхаемом воздухе, анализ на содержание алкоголя в крови; на содержание лекарственных средств в моче, газовая хроматография — масспектрография;
— при назначении препаратов лития: развернутая формула крови, электролиты сыворотки крови, азот мочевины, содержание креатинина в крови, исследование тиреоидной функции, общий анализ мочи, ЭКГ, тест на беременность;
— при назначении электросудорожной терапии (ЭСТ): развернутая формула крови (включая определение гемоглобина), исследование химического состава крови, рентген грудной клетки и позвоночника, общий анализ мочи, ЭКГ.
Специальные лабораторные исследования
В диагностике психических заболеваний не существует убедительных данных о специфических для конкретной болезни отклонениях в лабораторных показателях. Тем не менее можно связывать конкретные заболевания и определенные способы исследования, имеющие отношение к патогенетическим и этиологическим факторам.
К существенным находкам различных изменений в деятельности нейротрансмиттеров и/или их метаболитов можно отнести:
— связь импульсивной агрессивности или суицидального поведения (того и другого вместе) со снижением уровня концентрации метаболита серотонина — 5-HIAA в спинномозговой жидкости;
— у больных с биполярным расстройством, преимущественно в депрессивной фазе, обнаруживается низкий уровень содержания в суточном анализе мочи метаболита норадреналина — З-метокси-4-гидроксифенилгликоля;
— увеличение количества альфа-2 адренергических рецепторов в тромбоцитах при состоянии депрессии;
— уменьшение количества бета-адренергических рецепторных соединений на поверхности лимфоцитарных клеток при аффективной патологии;
— увеличение количества 5-НТ2А рецепторов в тромбоцитах у суицидальных больных, независимо от диагноза.
При шизофрении обнаружено нарушение цитотоксической функции печени, повышение чувствительности дофаминовых рецепторов при продуктивной симптоматике, гиперсекреция норадреналина и снижение уровня серотонина, а также нарушение кинетики трансметилирования, снижение активности моноаминоксидазы и активности дофамин-бета гидроксидазы. Также заметно увеличение бета-эндорфинов, изменение соотношений альфа- и бета-липопротеидов, нарушение метаболизма простагландинов. При аффективных расстройствах заметен отрицательный белковый баланс, гипергликемия, при мании повышается гормональный уровень, а при депрессии снижается. В связи с терапией препаратами лития важно знать его предельный уровень в плазме, он должен достигать 0,6–0,8 ммоль/л. При изучении биохимии электролитов при аффективных расстройствах выявлена внутриклеточная задержка натрия, изменения натрий-калий АТФазы, при депрессиях снижается уровень серотонина, дофамина и норадреналина, а также активность моноамиоксидазы. При изучении гормонального уровня наблюдается нарушение циркадного уровня экскреции мелатонина и кортизола. При эпилепсии заметно накопление продуктов азотистого обмена и накопление щелочных резервов крови. Типичными изменениями при алкоголизме являются изменения функций печени, белковые и ферментативные сдвиги.
При фенилкетонурии проводится проба Фелинга с треххлористым железом, которая считается положительной при окраске мочи в зеленый цвет. При подозрении на токсоплазмоз проводится проба Сербина — Фельдмана, при которой сыворотка крови не окрашивается метиленовым синим.
В связи с тем, что в психиатрии часто проводится анализ спинномозговой жидкости, важно знать ее норму. Норма давления составляет 300 мм водного столба стоя и 100–120 мм водного столба лежа. При объеме 120–150 мл, плотность 1,005—1,008, Ph 7,35—7,8. Снижение показателя характерно для менинго-энцефалита, а повышение — для прогрессивного паралича. В 1 мкл должно быть не более 3–5 лимфоцитов, если их больше, то это указывает на менингит. Норма белка 0,16—0,3 г/л, глюкозы 45–60 г/л, фосфора 3 г/л, азота 16–22 г/л.
Нейроэндокринные тесты
Изменения в основных процессах гормональной регуляции, которая чаще всего связывается с лимбико-гипоталамо-гипофизарной осью, могут служить косвенными показателями при основных психических заболеваниях. Это относится к базальной концентрации гормонов, их реакции на фармакологическое воздействие. Используются:
— тест дексаметазоновой супрессии,
— тест стимуляции секреции тиротропин-рилизинг гормона,
— ослабление реакции гормона роста (маркер депрессивного состояния),
— ослабление реакции пролактина на фенфлурамин метадон и L-триптофан (связано с возможным недостатком серотонина при депрессиии),
— изменение концентрации мелатонина в плазме крови и его концентрации в моче (используется при исследовании показателей функционирования норадренергической системы в связи с проведением антидепрессивной терапии).
Мониторинг уровня содержания лекарственного средства в плазме крови
Уровень оптимальной концентрации соответствует получению максимально возможной фармакологической реакции. Кроме того, существует взаимосвязь между уровнем концентрации препарата и точкой приложения его действия. Фармакокинетические и экзогенные факторы создают индивидуальные различия в количестве антипсихотического препарата, достигающего рецептора нервной клетки.
Безусловно, инструментальные методы никогда не заменят клиническую диагностику, но они играют существенную роль в случае выявления и количественной оценки биологических факторов, выбора варианта терапии, наблюдения за клинической реакцией на лечение.
