Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

International neurological journal Том 16, №3, 2020

Back to issue

Higher levels of creatine phosphokinase in the patients with long-term consequences after traumatic brain injury

Authors: Ye.V. Lekomtseva
State Institution “Institute of Neurology, Psychiatry and Narcology of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine”, Kharkiv, Ukraine

Categories: Neurology

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. Формування віддалених наслідків закритої черепно-мозкової травми (ЗЧМТ) супроводжується каскадом біохімічних реакцій, які ініціюються первинною нейротравмою. Мета роботи. Ми оцінювали стан і зміни радикального окислення та маркерних мембранасоційованих ферментів, що беруть участь у різних окислювально-відновних реакціях та відображають основні метаболічні процеси організму, шляхом вимірювання рівнів креатинфосфокінази (КФК), КФК-ВВ, аденозинтрифосфату (АТФ), аденозиндифосфату (АДФ), аспартатамінотрансферази (AСT), аланінамінотрансферази (AЛT), лужної фосфатази, лактатдегідрогенази (ЛДГ) у пацієнтів із віддаленими наслідками після ЗЧМТ. Матеріали та методи. Вісімдесят два хворі (середній вік (±SD) 39,04 ± 14,62 року), тридцять здорових осіб (29,60 ± 4,73 року) були протестовані на рівень КФК, KФК-BB, ATФ, AДФ, що були вимірювані у сироватці крові спектрофотометричним методом згідно з доданими стандартними інструкціями. AЛT, AСT, лужна фосфатаза, ЛДГ були вимірювані хроматографічним та калориметричним методами. Результати. Було виявлено підвищений рівень КФК у сироватці крові хворих із віддаленими наслідками після ЗЧМТ порівняно з контролем (р < 0,001; t = 5,07), середній рівень КФК становив 163,5 ± 14,1 проти 92,6 ± 11,4 пг/мл у здорових осiб. Ми виявили дуже високий рівень KФК-BB у сироватці крові у загальній групі пацієнтів, де середній рівень KФК-BB становив 24,7 ± 2,7 проти 16,14 ± 1,83 МО/л у контрольній групі (р < 0,05; t = 4,9). Метаболічні зміни в пацієнтів полягали в більш високих показниках ЛДГ, які були прямо пропорційні збільшенню тривалості посттравматичного періоду (p < 0,05; r = +0,42); у загальній та контрольній групах середній рівень ЛДГ становив 694,1 ± 16,3 та 381,9 МО/л відповідно (р < 0,05). В обстежених хворих було виявлено дефіцит макроергічних сполук, а саме АТФ та АДФ, які знаходились у прямій залежності від тривалості захворювання, особливо понад 15 років (р < 0,05; r = +0,67); у загальній групі пацієнтів середній рівень АТФ становив 627,60 ± 12,38 мкмоль/л порівняно з 735,48 ± 14,57 мкмоль/л у групі контролю(р < 0,05); для AДФ: 256,20 ± 14,21 і 273,88 ± 11,42 (p < 0,05) відповідно. Висновки. У пацієнтів із віддаленими наслідками після ЗЧМТ були виявлені високий рівень загальної активності KФК у сироватці крові та підвищення рівня ЛДГ, що відображає біоенергетичний дисгомеостаз та тяжкість перебігу віддалених наслідків травми мозку.

Актуальность. Формирование отдаленных последствий закрытой черепно-мозговой травмы (ЗЧМТ) сопровождается каскадом биохимических реакций, которые инициируются первичной нейротравмой. Цель работы. Мы оценивали состояние и изменения радикального окисления и маркерных мембранасоциированных ферментов, которые участвуют в различных окислительно-восстановительных реакциях и отражают основные метаболические процессы организма, путем измерения уровней креатинфосфокиназы (КФК), КФК-ВВ, аденозинтрифосфата (АТФ), аденозиндифосфата (АДФ), аспартатаминотрансферазы (АСТ), аланинаминотрансферазы (АЛТ), щелочной фосфатазы, лактатдегидрогеназы (ЛДГ) у пациентов с отдаленными последствиями ЗЧМТ. Материалы и методы. Восемьдесят два больных (средний возраст (±SD) 39,04 ± 14,62 года), тридцать здоровых пациентов (29,60 ± 4,73 года) были протестированы на уровень КФК, КФК-BB, АТФ, АДФ, которые были определены в сыворотке крови спектрофотометрическим методом в соответствии с прилагаемыми стандартными инструкциями. АЛТ, АСТ, щелочная фосфатаза, ЛДГ были измерены хроматографическим и калориметрическим методами. Результаты. Был выявлен повышенный уровень КФК в сыворотке крови больных с отдаленными последствиями ЗЧМТ по сравнению с контролем (р < 0,001; t = 5,07), средний уровень КФК составлял 163,5 ± 14,1 против 92,6 ± 11,4 пг/мл у здоровых людей. Нами был выявлен очень высокий уровень КФК-BB в сыворотке крови в общей группе пациентов, у которых средний уровень КФК-BB составлял 24,7 ± 2,7 против 16,14 ± 1,83 МЕ/л в контрольной группе (р < 0,05; t = 4,9). Метаболические изменения у пациентов заключались в более высоких показателях ЛДГ, которые были прямо пропорциональны увеличению продолжительности посттравматического периода (p < 0,05; r = +0,42); в общей и контрольной группах средний уровень ЛДГ составлял 694,1 ± 16,3 и 381,9 МЕ/л соответственно (р < 0,05). У обследованных больных был выявлен дефицит макроэргических соединений, а именно АТФ и АДФ, которые находились в прямой зависимости от длительности заболевания, особенно более 15 лет (р < 0,05; r = +0,67); в общей группе пациентов средний уровень АТФ составлял 627,60 ± 12,38 мкмоль/л по сравнению с 735,48 ± 14,57 мкмоль/л в группе контроля (р < 0,05); для АДФ: 256,20 ± 14,21 против 273,88 ± 11,42 (p < 0,05) соответственно. Выводы. У пациентов с отдаленными последствиями ЗЧМТ были выявлены высокий уровень общей активности КФК в сыворотке крови и повышение уровня ЛДГ, что отражает биоэнергетический дисгомеостаз и тяжесть течения отдаленных последствий травмы мозга.

Background. The secondary traumatic brain injury (TBI) consequences are associated with multiple cascades of biochemical reactions caused by initial neurotrauma. We assessed changes in radical oxidation and marker membrane-associated enzymes involved into various redox reactions reflecting basic metabolic processes by measuring creatine phosphokinase (CPK), CPK-BB, adenosine triphosphate (ATP), adenosine diphosphate (ADP), aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), alkaline phosphatase, lactate dehydrogenase (LDH) in the patients with long-term consequences after TBI. Materials and methods. Eighty-two patients (mean age (±SD) 39.04 ± 14.62 years), thirty controls (29.60 ± 4.73 years) were tested for serum CPK, CPK-BB, ATP, ADP measured using spectrophotometry methods according to standard manufacturer’s protocols. Serum AST, ALT, alkaline phosphatase, LDH levels were detected on gas-liquid chromatograph, by calorimetric methods. Results. We found elevated serum CPK level in patients with long-term consequences after TBI compared to controls (P < 0.001, t = 5.073, 95% CI –188.6 to –92.16) with the medians of total CPK of 163.5 ± 14.1 versus 92.6 ± 11.4 pg/ml in the basic and control groups, respectively. We found abnormal high serum CPK-BB level in the basic group with medians of total CPK-BB level of 24.7 ± 2.7 versus 16.14 ± 1.83 IU/L in controls (p < 0.05; t = 4.9). Metabolic changes in our patients were associated with higher LDH content being in direct proportion with disease duration (p < 0.05; r = +0.42); the median of total LDH level was 694.1 ± 16.3 and 381.9 IU/l in basic and control groups (p < 0.05), respectively. The patients investigated were detected with deficiency of macroergic compounds: ATP and ADP being in direct proportion with disease duration over 15 years (p < 0.05; r = +0.67); the medians of total ATP level were 627.60 ± 12.38 and 735.48 ± 14.57 μmol/l (p < 0.05) in the basic and control groups; for ADP: 256.20 ± ± 14.21 versus 273.88 ± 11.42 (p < 0.05), respectively. Conclusions. Patients with long-term consequences after TBI showed higher serum CPK level associated with increased LDH level reflecting bioenergy dyshomeostasis and severity of secondary brain injuries.


Keywords

креатинфосфокіназа; віддалені наслідки після закритої черепно-мозкової травми; біоенергетичний дисгомеостаз

креатинфосфокиназа; отдаленные последствия после закрытой черепно-мозговой травмы; биоэнергетический дисгомеостаз

creatine phosphokinase; long-term consequences after traumatic brain injury; bioenergy dyshomeostasis


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Aljuani F., Tournadre A., Cecchetti S., Soubrier M., Dubost J.J. Macro-creatine kinase: a neglected cause of elevated creatine kinase. Intern. Med. J. 2014. 5 (4). 457-459.

2. Bazan N.G. Second messengers derived from excitable membranes are involved in ischemic and seizure-related brain damage. Path. Physiol. and Exper. Therapy. 1999. 4. 11-16.

3. Bazarian J.J., Beck C., Blyth B., von Ahsen N., Hasselblatt M. Impact of creatine kinase correction on the predictive value of S-100B after mild traumatic brain injury. Restor. Neurol. Neurosci. 2006. 24 (3). 163-172.

4. Czigler A., Toth L., Szarka N., Berta G., Amrein K. et al. Hypertension exacerbates cerebrovascular oxidative stress induced by mild traumatic brain injury: protective effects of the mitochondria-targeted antioxidative peptide SS-31. J. Neurotrauma. 2019. 36 (23).

5. Halliwell B., Gutteridge J.M. Lipid peroxidation, oxygen radicals, cell damage, and antioxidant therapy. Lancet. 2000. 1 (8391). 1396-1398.

6. Harmon J.L., Gibbs W.S., Whitaker R.M., Schnellmann R.G., Adkins D.L. Striatal mitochondrial disruption following severe traumatic brain injury. J. Neurotrauma. 2017. 34 (2). 487-494.

7. Hill R.L., Singh I.N., Wang J.A., Hall E.D. Time courses of post-injury mitochondrial oxidative damage and respiratory dysfunction and neuronal cytoskeletal degradation in a rat model of focal traumatic brain injury. Neurochem. Int. 2017. 111. 45-56.

8. Hubbard W.B., Joseph B., Spry M., Vekaria H.J., Saatman K.E., Sullivan P.G. Acute mitochondrial impairment underlies prolonged cellular dysfunction after repeated mild traumatic brain injuries. J. Neurotrauma. 2019. 36 (8). 1252-1263.

9. Jannas-Vela S., Brownell S., Petrick H.L., Heigenhauser G.J.F., Spriet L.L., Holloway G.P. Assessment of Na+/K+ ATPase ativity in small rodent and human skeletal muscle samples. Med. Sci. Sports Exerc. 2019. 51 (11). 2403-2409.

10. Kilianski J., Peeters S., Debad J., Mohmed J. et al. Plasma creatine kinase B correlates with injury severity and symptoms in professional boxers. J. Clin. Neurosci. 2017. 45. 100-104.

11. Kotwal G.J., Sarojini H., Chien S. Pivotal role of ATP in macrophages fast tracking wound repair and regeneration. Wound Repair. Regen. 2015. 23 (5). 724-727.

12. Lekomtseva Y., Voloshyn-Gaponov I., Gorbach T. Targeting higher levels of tau protein in Ukrainian patients with Wilson’s disease. Neurol. Ther. 2019. 8 (1). 59-68.

13. Li X., Wang H., Wen G., Li L., Gao Y., Zhuang Z., Zhou M., Mao L., Fan Y. Neuroprotection by quercetin via mitochondrial function adaptation in traumatic brain injury: PGC-1α pathway as a potential mechanism. J. Cell. Mol. Med. 2018. 22 (2). 883-891.

14. Martin L.J., Wong M., Hanaford A. Neonatal brain injury and genetic causes of adult-onset neurodegenerative disease in mice interact with effects on acute and late outcomes. Front. Neurol. 2019. 18 (10). 635.

15. McLeish M.J., Kenyon G.L. Relating structure to mechanism in creatine kinase. Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 2005. 40 (1). 1-20.

16. Morris M.C., Bercz A., Niziolek G.M., Kassam F. et al. UCH-L1 is a poor serum biomarker of murine traumatic brain injury after polytrauma. J. Surg. Res. 2019. 3 (244). 63-68.

17. Papa L., Ramia M.M., Edwards D., Johnson B.D., Slobounov S.M. Systematic review of clinical studies examining biomarkers of brain injury in athletes after sports-related concussion. J. Neurotrauma. 2015. 32 (10). 661-673.

18. Park E., Bell J.D., Baker A. Traumatic brain injury: Can the consequences be stopped? CMAJ. 2008. 178 (9). 1163-1170.

19. Phillips L.L., Lyeth B.G., Hamm R.J., Povlishock J.T. Combined fluid percussion brain injury and entorhinal cortical lesion: a model for assessing the interaction between neuroexcitation and deafferentation. J. Neurotrauma. 1994. 11 (6). 641-56.

20. Phillips L.L., Reeves T.M. Interactive pathology following traumatic brain injury modifies hippocampal plasticity. Restor. Neurol. Neurosci. 2001. 19 (3–4). 213-35.

Similar articles

Investigation of the effect of amantadine sulfate on the dynamics of neuroapoptosis in experimental traumatic brain injury
Authors: Семененко С.І., Семененко А.І., Семененко О.М.
Вінницький національний медичний університет ім. М.І. Пирогова, м. Вінниця, Україна

"Emergency medicine" №7(102), 2019
Date: 2019.11.13
Categories: Medicine of emergency
Sections: Clinical researches
Influence of ademol on the level of tumor necrosis factor α in the brain of rats with model of traumatic brain injury
Authors: Семененко С.І., Семененко А.І., Поліщук С.С., Вознюк Л.А., Семененко І.Ф.
Вінницький національний медичний університет ім. М.І. Пирогова, м. Вінниця, Україна

"Emergency medicine" Том 16, №4, 2020
Date: 2020.08.03
Categories: Medicine of emergency
Sections: Clinical researches

Back to issue