Imunohistochemické vyšetření a hodnoty S-100B, gliálního fibrilárního kyselého proteinu a neurofilament v séru u poranění mozk
Imunohistochemické vyšetření a hodnoty S-100B, gliálního fibrilárního kyselého proteinu a neurofilament v séru u poranění mozk
Úvod:
Poranění mozku spouští kaskádu dějů, které mohou u ložiskových a difuzních poranění vést k různému poškození cytoskeletu. Metodika: Pacienti (n=38) byli rozděleni do skupiny difuzních axonálních poranění (DAI, n=10) a ložiskových poranění (n=28). Sérové koncentrace fosforylovaných neurofilament (NF-H) a gliálního fibrilárního kyselého proteinu (GFAP) byly měřeny imunometodami fy. Biovendor a sérový S-100B protein přístrojem Cobas e411 (Roche). K imunohistochemické detekci proteinů ve tkáni byly použity monoklonální protilátky (Chemicon, USA).
Výsledky:
Průměrné koncentrace S-100B v séru byly vyšší u pacientů s ložiskovým poraněním (1,72±0.4 μg/l vs. 0,37±0,1 μg/l, p<0,05) v porovnání s pacienty s DAI v prvních 10 dnech hospitalizace. Nejvyšší hodnoty S-100B (4,21±1,1 μg/l) a GFAP (8,58±2,4 μg/l) byly prokázány u expanzních kontuzí mozku. Průměrné koncentrace NF-H v séru byly vyšší u pacientů s DAI ve srovnání s ložiskovým poraněním mozku (0,625±0,14 vs 0,139±0,02 ng/l, p<0,05) v prvních 10 dnech hospitalizace. Imunohistochemické vyšetření, s použitím protilátek proti NF-H, prokázalo zduření a zvlnění axonů a retrakční kuličky u zemřelých s DAI. U obou skupin se hodnoty NF-H v krvi zvyšují od 4 do 10 dne po poranění. U DAI je rozmezí hodnot NF-H od 0,263 do 1,325 ng/l, u ložiskových poranění mozku od 0,103 do 1,108 ng/l. Pacienti s expanzními kontuzemi měli hodnoty NF-H v krvi srovnatelné s pacienty bez expansní léze mozku. Imunohistochemické vyšetření proteinů cytoskeletu ukazuje intenzivní pozitivitu vinkulinu, vimentinu ve stěně cév a GFAP a S-100B proteinu u DAI ve srovnání se slabou pozitivitou ve tkáni u expanzní léze mozku.
Závěr:
Změny hodnot u všech ukazatelů v čase odráží různé patofyziologické změny hematoencefalické bariéry a axonů u ložiskových a difuzních poranění mozku.
Klíčová slova:
pohmoždění mozku – difuzní axonální poranění – S-100B protein – GFAP – hyperphosphorylovaná neurofilamenta.
Autoři:
D. Vajtr 1,2; M. Filip 3; O. Benada 4; P. Linzer 3; F. Šámal 3; D. Springer 5; P. Strejc 1; M. Beran 6; R. Průša 2; T. Zima 5
Působiště autorů:
Department of Forensic Medicine and Toxicology, Charles University 1st Medical Faculty , Prague.
1; Department of Clinical Biochemistry and Pathobiochemistry, Charles University 2nd Medical Faculty and University Hospital Motol, Prague.
2; Department of Neurosurgery, KNTB Zlin.
3; Laboratory of Molecular Structure Characterization, Institute of Microbiology, Academy of Sciences of the Czech Republic, Vídeňská 1083, CZ-142 20 Prague, Czech Republic
4; Department of Clinical Biochemistry and Laboratory Diagnostics, Charles University 1st Medical Faculty and General Teaching Hospital, Prague.
5; Department of Forensic Medicine, Charles University 2nd Medical Faculty and University Hospital Motol, Prague.
6
Vyšlo v časopise:
Soud Lék., 57, 2012, No. 1, p. 7-12
Kategorie:
Původní práce
Souhrn
Úvod:
Poranění mozku spouští kaskádu dějů, které mohou u ložiskových a difuzních poranění vést k různému poškození cytoskeletu. Metodika: Pacienti (n=38) byli rozděleni do skupiny difuzních axonálních poranění (DAI, n=10) a ložiskových poranění (n=28). Sérové koncentrace fosforylovaných neurofilament (NF-H) a gliálního fibrilárního kyselého proteinu (GFAP) byly měřeny imunometodami fy. Biovendor a sérový S-100B protein přístrojem Cobas e411 (Roche). K imunohistochemické detekci proteinů ve tkáni byly použity monoklonální protilátky (Chemicon, USA).
Výsledky:
Průměrné koncentrace S-100B v séru byly vyšší u pacientů s ložiskovým poraněním (1,72±0.4 μg/l vs. 0,37±0,1 μg/l, p<0,05) v porovnání s pacienty s DAI v prvních 10 dnech hospitalizace. Nejvyšší hodnoty S-100B (4,21±1,1 μg/l) a GFAP (8,58±2,4 μg/l) byly prokázány u expanzních kontuzí mozku. Průměrné koncentrace NF-H v séru byly vyšší u pacientů s DAI ve srovnání s ložiskovým poraněním mozku (0,625±0,14 vs 0,139±0,02 ng/l, p<0,05) v prvních 10 dnech hospitalizace. Imunohistochemické vyšetření, s použitím protilátek proti NF-H, prokázalo zduření a zvlnění axonů a retrakční kuličky u zemřelých s DAI. U obou skupin se hodnoty NF-H v krvi zvyšují od 4 do 10 dne po poranění. U DAI je rozmezí hodnot NF-H od 0,263 do 1,325 ng/l, u ložiskových poranění mozku od 0,103 do 1,108 ng/l. Pacienti s expanzními kontuzemi měli hodnoty NF-H v krvi srovnatelné s pacienty bez expansní léze mozku. Imunohistochemické vyšetření proteinů cytoskeletu ukazuje intenzivní pozitivitu vinkulinu, vimentinu ve stěně cév a GFAP a S-100B proteinu u DAI ve srovnání se slabou pozitivitou ve tkáni u expanzní léze mozku.
Závěr:
Změny hodnot u všech ukazatelů v čase odráží různé patofyziologické změny hematoencefalické bariéry a axonů u ložiskových a difuzních poranění mozku.
Klíčová slova:
pohmoždění mozku – difuzní axonální poranění – S-100B protein – GFAP – hyperphosphorylovaná neurofilamenta.
Zdroje
1. Persidsky Y, Ghorpade A, Rasmussen J, et al. Microglial and astrocyte chemokines regulate monocyte migration through the blood-brain barrier in human immunodeficiency virus-1 encephalitis. Am J Pathol. 1999; 155(5): 1599–1611.
2. Ballabh P, Braun A, Nedergaard M. The blood-brain barrier: an overview: structure, regulation, and clinical implications. Neurobiol Dis. 2004; 16(1): 1–13.
3. Hayashi K, Nakao S, Nakaoke R, Nakagawa S, Kitagawa N, Niwa M. Effects of hypoxia on endothelial/pericytic co-culture model of the blood-brain barrier. Regul Pept. 2004; 123(1–3): 77–83.
4. Coles JP. Regional ischemia after head injury. Curr Opin Crit Care. 2004; 10(2): 120–125.
5. Kukacka J, Vajtr D, et al. Blood metallothionein, neuron specific enolase, and protein S100B in patients with traumatic brain injury. Neuro Endocrinol Lett. 2006; 27(Suppl2): 116–120.
6. Vajtr D, Benada O, Kukacka J, et al. Correlation of ultrastructural changes of endothelial cells and astrocytes occuring during blood brain barrier damage after traumatic brain injury with biochemical markers of BBB leakage and inflammatory response. Physiol Res. 2009; 58(2): 263–268.
7. Lafuente JV, Bulnes S, Mitre B, Riese HH. Role of VEGF in an experimental model of cortical micronecrosis. Amino Acids. 2002; 23(1–3): 241–245.
8. Willis CL, Nolan CC, Reith SN, et al. Focal astrocyte loss is followed by microvascular damage, with subsequent repair of the blood-brain barrier in the apparent absence of direct astrocytic contact. Glia. 2004; 45(4): 325–337.
9. Hamm S, Dehouck B, Kraus J, et al. Astrocyte mediated modulation of blood-brain barrier permeability does not correlate with a loss of tight junction proteins from the cellular contacts. Cell Tissue Res. 2004; 315(2): 157–166. Epub 2003 Nov 13.
10. Fischer S, Wobben M, Kleinstück J, Renz D, Schaper W. Effect of astroglial cells on hypoxia-induced permeability in PBMEC cells. Am J Physiol Cell Physiol. 2000; 279(4): C935–944.
11. Persidsky Y. Model systems for studies of leukocyte migration across the blood - brain barrier. J Neurovirol. 1999; 5(6): 579–590.
12. Korfias S, Stranjalis G, Boviatsis E, et al. Serum S-100B protein monitoring in patients with severe traumatic brain injury. Intensive Care Med. 2007; 33(2): 255–260.
13. Lin J, Cai W. Effect of vimentin on reactive gliosis: in vitro and in vivo analysis. J Neurotrauma. 2004; 21(11): 1671–1682.
14. Nylén K, Ost M, Csajbok LZ, et al. Increased serum-GFAP in patients with severe traumatic brain injury is related to outcome. J Neurol Sci. 2006; 240(1–2): 85–91. Epub 2005 Nov 2.
15. Engel S, Wehner HD, Meyermann R. Expression of microglial markers in the human CNS after closed head injury. Acta Neurochir Suppl. 1996; 66: 89–95.
16. Röhl C, Lucius R, Sievers J. The effect of activated microglia on astrogliosis parameters in astrocyte cultures. Brain Res. 2007; 1129(1): 43–52. Epub 2006 Dec 13.
17. Pelinka LE, Kroepfl A, Schmidhammer R, et al. Glial fibrillary acidic protein in serum after traumatic brain injury and multiple trauma. J Trauma. 2004; 57(5): 1006–1012.
18. Pelinka LE, Kroepfl A, Leixnering M, Buchinger W, Raabe A, Redl H. GFAP versus S100B in serum after traumatic brain injury: relationship to brain damage and outcome. J Neurotrauma. 2004; 21(11): 1553–1561.
19. Woertgen C, Rothoerl RD, Holzschuh M, Metz C, Brawanski A. Comparison of serial S-100 and NSE serum measurements after severe head injury. Acta Neurochir (Wien). 1997; 139: 1161–1164; discussion 1165.
20. Woertgen C, Rothoerl RD, Wiesmann M, Missler U, Brawanski A. Glial and neuronal serum markers after controlled cortical impact injury in the rat. Acta Neurochir Suppl. 2002; 81: 205–207.
21. Onaya M. Neuropathological investigation of cerebral white matter lesions caused by closed head injury. Neuropathology. 2002; 22(4): 243–251.
22. Adelson PD, Jenkins LW, Hamilton RL, Robichaud P, Tran MP, Kochanek PM. Histopathologic response of the immature rat to diffuse traumatic brain injury. J Neurotrauma. 2001; 18(10): 967–976.
23. Pittella JE, Gusmčo SS. Cerebral contusion in victims of fatal traffic accidents. Frequency and association with other craniocerebral lesions. Arq Neuropsiquiatr. 1999; 57(3B): 848–852.
24. Shaw G, Yang C, Ellis R, et al. Hyperphosphorylated neurofilament NF-H is a serum biomarker of axonal injury. Biochem Biophys Res Commun. 2005; 336(4): 1268–1277.
25. Ding M, Haglid KG, Hamberger A. Quantitative immunochemistry on neuronal loss, reactive gliosis and BBB damage in cortex/striatum and hippocampus/amygdala after systemic kainic acid administration. Neurochem Int. 2000; 36(4–5): 313–318.
26. Kövesdi E, Lückl J, Bukovics P, et al. Update on protein biomarkers in traumatic brain injury with emphasis on clinical use in adults and pediatrics. Acta Neurochir (Wien). 2010; 152(1): 1–17.
27. Wen YD, Zhang HL, Qin ZH. Inflammatory mechanism in ischemic neuronal injury. Neurosci Bull. 2006; 22(3): 171–182.
28. Martin NA, Patwardhan RV, Alexander MJ, et al. Characterization of cerebral hemodynamic phases following severe head trauma: hypoperfusion, hyperemia, and vasospasm. J Neurosurg. 1997; 87(1): 9–19.
29. Vos PE, Lamers KJ, Hendriks JC, et al. Glial and neuronal proteins in serum predict outcome after severe traumatic brain injury. Neurology. 2004; 62(8): 1303–1310.
30. Kleindienst A, Schmidt C, Parsch H, Emtmann I, Xu Y, Buchfelder M. The Passage of S100B from Brain to Blood Is Not Specifically Related to the Blood-Brain Barrier Integrity. Cardiovasc Psychiatry Neurol. 2010; Epub 2010 Jul 8.
31. Mazzetti S, Librizzi L, Frigerio S, de Curtis M, Vitellaro-Zuccarello L. Molecular anatomy of the cerebral microvessels in the isolated guinea-pig brain. Brain Res. 2004; 999(1): 81–90.
32. Oehmichen M, Meissner C, Schmidt V, Pedal I, König HG. Pontine axonal injury after brain trauma and nontraumatic hypoxic-ischemic brain damage. Int J Legal Med. 1999; 112(4): 261–267.
33. Steiger HJ, Aaslid R, Stooss R, Seiler RW. Transcranial Doppler monitoring in head injury: relations between type of injury, flow velocities, vasoreactivity, and outcome. Neurosurgery. 1994; 34(1): 79–85; discussion 85–86.
34. Barkalow FJ, Goodman MJ, Gerritsen ME, Mayadas TN. Brain endothelium lack one of two pathways of P-selectin-mediated neutrophil adhesion. Blood. 1996; 88(12): 4585–4593.
35. Perrin JS, Araneda S, Catteau J, Autran S, Denavit-Saubié M, Pequignot JM. Glial vascular endothelial growth factor overexpression in rat brainstem under tolerable hypoxia: evidence for a central chemosensitivity. J Neurosci Res. 2009; 87(1): 79–85.
36. Nag S, Eskandarian MR, Davis J, Eubanks JH. Differential expression of vascular endothelial growth factor-A (VEGF-A) and VEGF-B after brain injury. J Neuropathol Exp Neurol. 2002; 61(9): 778–788.
Štítky
Patológia Súdne lekárstvo ToxikológiaČlánok vyšiel v časopise
Soudní lékařství
2012 Číslo 1
Najčítanejšie v tomto čísle
- Imunohistochemické vyšetření a hodnoty S-100B, gliálního fibrilárního kyselého proteinu a neurofilament v séru u poranění mozk
- Význam detailního forenzně-neuropatologického vyšetření při diagnostice difuzního poškození mozku
- Vyhodnotenie prípadov súdnolekárskych pitiev detí v Bratislavskom a Trnavskom kraji, Slovensko
- IV. Symposium Osteuropaverein Rechtsmedizin