Sadykov E, Hosák L, Stěpanov A, Zapletalová J, Studnička J. Mikrovaskulární abnormality u deprese (předběžné výsledky)
Cíl: Cílem výzkumu bylo najít souvislost mezi mikrovaskulární patologií na sítnici oka a depresivní poruchou u mladých pacientů.
Materiál a metoda: Výzkumu se zúčastnilo 45 pacientů s diagnózou deprese v rámci diagnostických kategorii F32 (depresivní fáze) a F33 (periodická depresivní porucha) dle klasifikace duševních poruch MKN-10, hospitalizovaných na Psychiatrické klinice Fakultní nemocnice Hradec Králové (FNHK). Účastníci ve věku od 16 do 55 let (muži N = 13, ženy N = 32) byli porovnáni se skupinou zdravých dobrovolníků ve věku od 18 do 61 let (muži N = 29, ženy N = 11). Snímky očního pozadí byly provedeny pomocí stacionární fundus kamery Zeiss FF450 a přenosné kamery oDocs nun. Hodnocení snímků probíhalo pomocí softwaru Vampire annotation tool, získaná data byla následně přepočtena s použitím Knudtsonova-Hubbardova vzorce. Konečné výsledky byly stanoveny v pixelech, ke konverzi dat na mikrometry byl použit kalibrační faktor.
Výsledky: Předběžné výsledky naší práce ukazují na přítomnost statisticky významných mikrovaskulárních změn na sítnici oka ve skupině pacientů s depresivní poruchou ve srovnání s kontrolní skupinou duševně zdravých osob (p < 0,0001), zejména na větší šířku tepének i žilek. Tento rozdíl byl vysoce statisticky významný i při porovnání mužů (p < 0,0002) a žen (p < 0,0001) zvlášť oproti kontrolní skupině, rozdělené dle pohlaví.
Závěr: Předběžné výsledky naší studie ukazují na asociaci depresivní poruchy s rozšířením cévek na očním pozadí u mladších pacientů s depresivní poruchou, což může souviset s drobnými zánětlivými změnami.
Klíčová slova: deprese, mikrovaskulární abnormality, biologický marker, neurogenní zánět
Sadykov E, Hosák L, Stěpanov A, Zapletalová J, Studnička J. Microvascular abnormality in depression (preliminary results)
Objective: The aim of this study was to find an association between retinal microvascular abnormality and depression in young people.
Method: The research involved 45 patients with a diagnosis of depression in the diagnostic categories F32 (depressive episode) and F33 (recurrent depressive disorder) according to the ICD-10 classification of mental disorders. The participants with depressive disorder were hospitalized at the Psychiatric Clinic of the University Hospital Hradec Králové (FNHK), aged 16 to 55 (men N = 13, women N = 32) who were compared with mentally healthy subjects aged 18 to 61 (men N = 29, women N = 11). Retinal images were obtained using stationary Fundus camera FF450 by Zeiss and hand-held camera by oDocs nun. For evaluating the retinal photos, Vampire annotation tool and Knudtson-Hubbard revised formula were applied. The results in pixels were converted to micrometers using a calibration factor.
Results: Our preliminary results show significant microvascular changes in the retina in the patients with depressive disorder in comparison to the control group of mentally healthy subjects (p < 0.0001), especially larger arteriolar and venular calibers. Due to a different representation of men and women in the both groups, we also compared each gender separately. There were significantly larger arteriolar and venular retinal calibers in depressive men (p < 0.0002) as well as in depressive women (p < 0.0001) in comparison with mentally healthy males and females.
Conclusion: Our preliminary results show an association of depressive disorder with larger retinal vessel calibers in young people possibly due to microinflammation.
Key words: depression, microvascular abnormality, biomarker, neuroinflammation
Depresivní porucha patří mezi nejčastěji se vyskytující duševní poruchy, celosvětově se s depresí léčí více než 264 milionů obyvatel.1 Ženy trpí depresivní poruchou přibližně dvakrát častěji než muži. Jedná se o závažné onemocnění, s vysokým rizikem ohrožení života. Depresivní porucha je charakterizována projevem smutku, snížením motivace, energie a zájmu o okolí a sebe sama, snížením sebehodnocení, pocity prázdnoty, napětí a úzkosti, zhoršením spánku a chuti k jídlu. V těžších případech nemoc může vyvrcholit výskytem psychotických příznaků.2 V nejhorším případě deprese vede k sebevraždě. Depresivní porucha je celosvětově vedoucí příčinou pracovní neschopnosti.3 Vznik psychiatrických chorob, včetně depresivní poruchy, je důsledkem kombinace více faktorů: genetických, epigenetických, imunologických a vnějších stresorů. Podrobně to shrnuje například recentní literatura.4 Psychoneuroimunologický výzkum prokazuje roli prozánětlivých cytokinů v patogenezi depresivní poruchy. Aktivace a polarizace mikroglie moduluje produkci a sekreci prozánětlivých cytokinů, které se podílejí na etiologii depresivní poruchy, tento fenomén byl nazván "makrofágovou teorií deprese".5 Cytokiny jsou produkovány buňkami imunitního systému (makrofágy, T-buňky a monocyty), stejně jako krevními destičkami, endoteliálními buňkami a buňkami hladkého svalstva cév. Cirkulující cytokiny vykazují interakce se specifickými receptory na různých typech buněk a aktivují signální dráhy JAK-STAT, NF-KB a Smad, což vede k zánětlivé odpovědi, zahrnující buněčnou adhezi, permeabilitu a apoptózu. Cytokiny mají také interakce s mitochondriemi a zvyšují produkci reaktivních forem kyslíku. Cytokiny indukovaná aktivace těchto drah v endoteliálních buňkách ovlivňuje produkci/aktivitu vazodilatačních mediátorů (oxid dusnatý, prostacyklin, bradykinin), stejně jako vazokonstrikční mediátory (endotelin a angiotensin II).6 Tyto procesy se odrážejí na mikrovaskulárním řečišti, a to i v mozku. Nejsnadnějším způsobem, jak hodnotit stav mikrovaskulárního řečiště, je vyšetření cév očního pozadí. Vyšetření je rychlé, levné, všeobecně dostupné a nebolestivé.
Cílem naší práce bylo zjistit, zda mikrovaskulární abnormality na sítnici oka jsou či nejsou přítomny u pacientů s depresivní poruchou oproti kontrolní skupině zdravých dobrovolníků.>
Do výzkumu byli vzati pacienti s diagnózou deprese v rámci diagnostických kategorii F32 (depresivní fáze) a F33 (periodická depresivní porucha) dle klasifikace duševních poruch MKN-10, hospitalizovaní na Psychiatrické klinice Fakultní nemocnice Hradec Králové (FNHK). Účastníci byli ve věku do 55 let, neprodělali mozkovou mrtvici či infarkt myokardu, neměli psychotickou symptomatiku. Ve skupině depresivních pacientů byl stanoven podtyp deprese (úzkostná, inhibovaná, atypická), aktuální farmakoterapie, byla hodnocena případná farmakorezistence, byla použita hodnoticí škála MADRS (Montgomery-Asberg Depression Rating Scale). Data od zdravých jedinců byla převzata z výzkumu mikrovaskulární patologie na sítnici oka jako diagnostického a prognostického markeru schizofrenie.7 Ve skupině pacientů s depresivní poruchou i ve skupině zdravých dobrovolníků byla získávána další demografická data: délka vzdělání, manželský stav, přítomnost či nepřítomnost zaměstnání, kouření a počet cigaret za den, zjišťovali jsme tělesnou hmotnost a BMI (body mass index).
Před vyšetřením očního pozadí byly každému výzkumnému subjektu aplikovány oční kapky s mydriatickým účinkem k rozšíření zornic, co umožňovalo lepší a širší přehled v rámci vyšetření sítnice. Efekt kapek se objevoval orientačně po 10 minutách a trval přibližně do 2 hodin. Během mydriatického účinku byly provedeny snímky očního pozadí pomocí stacionární fundus kamery Zeiss FF450 a přenosné kamery oDocs nun. K hodnocení snímků jsme použili bezplatný software VAMPIRE annotation tool (Vascular Assessment and Measurement Platform for Images of the REtina).8 Analyzovali jsme 6 největších tepen a 6 největších žil vycházejících z terče zrakového nervu v regionu lokalizovaném 0,5-2 průměry terče zrakového nervu od jeho hranice. Tato data byla následně zpracována s použitím Knudtsonova-Hubbardova vzorce.9
Konečné výsledky byly uvedeny v pixelech a ke konverzi dat do mikrometrů byl použit kalibrační faktor, jehož výpočet je uveden v práci Appaji A et al.10
K analýze dat byl použit statistický software IBM SPSS Statistics verze 23 (Armonk, NY: IBM Corp.). V kvantitativních parametrech byla skupina pacientů s depresí porovnána s kontrolní skupinou zdravých osob pomocí Mannova-Whitneyho U testu, resp. Studentova t testu v závislosti na normální distribuci. V kvalitativních parametrech byly soubory porovnány pomocí chi-kvadrát testu (chi-square test), resp. Fisherova přesného testu (Fisher´s exact test). K posouzení závislosti mezi klinickými parametry a kvantitativními charakteristikami osob byla použita Spearmanova korelační analýza. Normalita dat byla ověřena Shapirovým-Wilkovým testem. Všechny testy byly prováděny na hladině statistické významnosti 0,05.
Výzkum byl schválen Etickou komisi FNHK. Každý pacient byl kompletně seznámen s cíli studie, průběhem vyšetření a způsobem zpracování získaných dat. Pokud pacient či zdravý dobrovolník se svou účastí ve výzkumu souhlasil, v souladu s Helsinskou deklarací byl sepsán informovaný souhlas.
V souboru pacientů s depresí bylo statisticky významně vyšší zastoupení žen než v kontrolním souboru (p < 0,0001). V ostatních demografických charakteristikách se soubory statisticky významně nelišily (tab. 1).
U některých depresivních nemocných byla některá data nedostupná (u 3 pacientů nejsou data o zaměstnání, u 1 pacienta nejsou data o manželském vztahu a kouření).
Pokud jde o přítomnost somatických komorbidit, v žádné kategorii se soubory statisticky významně nelišily (tab. 2).
V souboru pacientů s depresí byly zjištěny statisticky významně větší rozměry sítnicových tepen a žil ve srovnání s kontrolní skupinou zdravých osob (p < 0, 0001 pro všechny měřené parametry) - tab. 3 a graf 1.
Vzhledem k odlišnému zastoupení mužů a žen v obou souborech bylo provedeno porovnání pro každé pohlaví zvlášť. Tyto výsledky poukazují na statisticky významně větší šířku sítnicových cév u mužů (p < 0,0002) a žen (p < 0,0001) s depresivní poruchou v porovnání s kontrolní skupinou duševně zdravých osob (tab. 4 a tab. 5).
Předběžné výsledky naší práce ukazují na přítomnost statisticky významných mikrovaskulárních změn na sítnici oka ve skupině pacientů s depresivní poruchou ve srovnání s kontrolní skupinou duševně zdravých osob, zejména na větší šířku sítnicových tepen a žil. Tento rozdíl byl vysoce statisticky významný i při porovnání mužů a žen zvlášť.
Podobné výzkumy, zaměřené na zjištění přítomnosti či nepřítomnosti mikrovaskulární patologie na očním pozadí u pacientů trpících depresivní poruchou, již probíhaly i v jiných zemích v různých letech a u odlišných skupin pacientů. Například studie Ikrama et al. zahrnovala 3 605 osob (věk > 55 let) v rámci Rotterdamského výzkumu. Na začátku šetření žádný z účastníků neměl depresivní symptomy (1993-1995). Následně byl proveden sběr retinálních snímků. Všichni účastníci přicházeli na pravidelné kontroly, během kterých výzkumníci hodnotili přítomnost depresivních příznaků a syndromu deprese pomocí dotazníku CES-D (Center for Epidemiologic Studies Depression Scale). Kontroly byly ukončeny v říjnu 2005. Po průměrné době sledování (9 let) se u 555 účastníků vyskytla depresivní porucha. Po konečném zhodnocení dat autoři nenalezli asociaci mezi rozměrem retinálních cévek a depresí ve vyšším věku.11
Výzkum provedený v roce 2007 ve Spojených státech amerických se zaměřoval na retrospektivní rozbor retinálních snímků u 2420 jedinců starších 65 let, s probíhající depresí. Data byla sbírána v letech 1989-1998 v rámci Cardiovascular Health Study v USA. Autoři nenalezli vztah mezi mikrovaskulárními abnormalitami na očním pozadí a příznaky deprese.12
Další vyšetření probíhalo v rámci multietnického výzkumu aterosklerózy v USA v roce 2009, kdy vědci zkoumali retinální snímky včetně mikrovaskulárních změn a psychosociální rizikové faktory u 6 814 osob ve věku 45-84 let. Po zhodnocení dát bylo zjištěno, že nedostatek emoční podpory, zvýšená úzkost a depresivní symptomy byly spojeny s retinopatií (mikroaneurysmaty, hemoragiemi, exsudáty).13
Výzkum Cheunga et al. publikovaný v roce 2009 v sobě zahrnoval největší počet vyšetřených osob, kdy výzkumníci vyhodnotili retinální snímky u 10 364 osob (bělochů a Afroameričanů) ve věku 48-73 let s životní vyčerpaností dle dotazníku Maastricht Questionnaire. Výsledek ukázal, že životní vyčerpání (včetně depresivních symptomů) statisticky významně souviselo s retinopatií (hemoragie a rozšířené sítnicové žíly).14
Výsledky jiné práce ukázaly, že retinální změny (generalizované cévní zúžení) byly spojeny s depresivní náladou. Ve své práci Kim et al. v roce 2011 zhodnotili retinální mikrovaskulární změny a funkční ztráty u 1 744 osob (průměrný věk 78 let) bez cévní mozkové příhody.15
Ve skupině 952 asijských těhotných žen ve věku 18-46 let žijících v Singapuru Li et al. v roce 2011 hodnotili symptomy předporodní deprese, úzkosti a poruchy spánku současně s retinálními snímky. Symptomy deprese stanovovali pomocí dotazníku Edinburgh Postnatal Depression Scale, úzkostné symptomy pomocí State-Trait Anxiety Inventory a kvalitu spánku pomocí Pittsburg Sleeping Quality Index. Autoři nalezli významný vztah mezi předporodními příznaky deprese se špatnou kvalitou spánku a rozšířením retinálních cév u těhotných žen.16
Výsledek výzkumu publikovaného Meierem et al. v roce 2014 spočíval v hodnocení depresivních a úzkostných symptomů spolu s retinálními snímky u osob v Tasmánii. Účastníci byli původně zahrnuti do Brisbane Longitudinal Twin Study. Jednalo se o dlouhodobý výzkum monozygotních a dizygotních párů dvojčat ve věku adolescentů a mladých dospělých. Do studie byla původně přijata dvojčata ze základních a středních škol v South East Queensland v roce 1992, další nové páry dvojčat se připojovaly do studie v různých časových intervalech. Hodnocení psychického zdraví probíhalo mezi léty 2000 a 2013, kdy účastníci vyplnili dotazník SPHERE (Somatic and Psychological Health Report), který zahrnoval hodnocení subškál depresivních, úzkostných a somatických symptomů. Dále podskupina účastníků absolvovala oční vyšetření mezi léty 2004 a 2008. Tato skupina zahrnovala 865 osob, v průměrném věku 16,5 roku. Oční vyšetření bylo provedeno průměrně za 2,5 roku po vyplnění dotazníku SPHERE (rozmezí 2 roky před až 7 let po hodnocení depresivních a úzkostných symptomů pomocí dotazníku). Výsledek ukázal, že příznaky deprese a úzkosti byly pozitivně asociovány s rozšířením retinálních cév, i když byly statisticky zohledněny další kardiovaskulární faktory.17
Pokud jde o hodnocení retinální mikrovaskulární patologie u jiných duševních onemocnění, Appaji et al. v roce 2019 zkoumali cévní abnormality na sítnici oka u pacientů se schizofrenií a bipolární afektivní poruchou. Tohoto výzkumu se zúčastnilo 100 pacientů se schizofrenií, 100 pacientů s bipolární afektivní poruchou a 100 zdravých dobrovolníků, pocházejících z Indie. Klinické symptomy schizofrenie byly hodnoceny pomocí dotazníku Brief Psychiatric Rating Scale, symptomy mánie pomoci dotazníku Young´s Mania Rating Scale a symptomy deprese pomoci Hamilton Depression Rating Scale. Výsledek ukázal, že skupiny se mezi sebou prokazatelně lišily ve středním průměru sítnicových tepen a žil. Pacienti se schizofrenií a bipolární afektivní poruchou měli prokazatelně užší tepny a širší žíly v porovnání se skupinou zdravých osob. Mezi pacienty se schizofrenií a bipolární poruchou byly také významné rozdíly: pacienti s bipolární poruchou měli užší tepny a širší žíly.10
Kromě hodnocení retinálních snímků někteří výzkumníci prováděli i neurozobrazovací vyšetření. Například Korann et al. v roce 2021 hodnotili vztah mezi velikostí retinálních cév a strukturou mozku.18 Autoři vyšetřili 17 zdravých dobrovolníků a 20 pacientů se schizofrenií. Retinální snímky byly zachyceny pomocí nemydriatické kamery, snímky mozku byly provedeny pomocí tříteslové magnetické rezonance. K analýze objemu a kortikální tloušťky autoři použili rozhraní QDEC (Query, Design, Estimate, Contrast) od výrobce Free-Surfer. Vztah mezi objemem mozku, tloušťkou kortikální kůry a retinálním vaskulárním kalibrem byl zkoumán pomocí parciální korelační a regresní analýzy. Výzkum ukázal, že mezi průměrnou CRVE (central retinal vein equivalent diameter) a globální průměrnou tloušťkou kortikální kůry je přítomna prokazatelně negativní korelace u schizofrenie oproti zdravým dobrovolníkům. U pacientů se schizofrenií byla negativní korelace mezi průměrnou CRVE a tloušťkou kortikální kůry zejména ve frontálních a okcipitálních oblastech.
Jak ukazuje stručný literární přehled, výsledky v dané oblasti poznání nejsou jednoznačné, a v některých případech jsou dokonce protikladné. Nicméně převaha literárních údajů poukazuje na skutečnost, že průměr retinálních cév s příznaky deprese souvisí. Pokud byl tento jev u deprese prokázán, může souviset s narušením rovnováhy mediátorů imunitní odpovědi (cytokinů) ve prospěch prozánětlivých procesů. Působení prozánětlivých cytokinů na osu hypothalamus-hypofýza-nadledvina vyvolává vyplavení glukokortikoidních hormonů.19
Omezení naší studie spočívá v zatím malém souboru vyšetřených osob, také vyšetření zahrnuje jen jedno etnikum (bělošskou rasu). Naše výsledky tedy nemusejí být platné v mezinárodním kontextu. Rovněž není známo, zda zánět indukuje depresi, nebo naopak.
Přednosti naší studie jsou dány skutečností, že jde o perspektivní oblast výzkumu s vědecky zajímavými dosavadními výsledky. Naše měření byla prováděna precizně, při využití počítačového programu. Soubor nemocných je homogenní - vyšetřováni byli pouze hospitalizovaní pacienti relativně mladšího věku s menším počtem přidružených somatických onemocnění.
V rámci výzkumu v budoucnu by bylo vhodné vyšetřovat zánětlivé markery včetně cytokinů, a to u pacientů i zdravých dobrovolníků. Také opakovaná kontrolní vyšetření všech účastníků studie během následujících let by poskytla přesnější hodnocení stavu a jeho dynamiky, to by přispělo ke hlubšímu poznání etiopatogeneze deprese, s možným terapeutickým využitím. Přínosná by byla obdobná vyšetření u dalších psychiatrických diagnóz, kde se o roli zánětu uvažuje (schizofrenie20, 21, bipolární afektivní porucha22, 23).
Předběžné výsledky naší studie ukazují na asociaci depresivní poruchy s rozšířením retinálních cév u mladších pacientů. Můžeme předpokládat, že nalezené změny jsou důsledkem vlivu cytokinů, působících během neurogenního zánětu. V současné době nemůžeme s jistotou říci, co je primární - rozvoj deprese s následující kaskádou zánětlivých procesů, nebo neurogenní zánět s následným rozvojem depresivní symptomatiky. V dané oblasti je třeba dalších výzkumů. Pokud by se prokázalo, že zánět a rozšíření sítnicových cév předcházejí rozvoji deprese, mohlo by to být využito v časné diagnostice a profylaxi depresivní poruchy. Takto by se snížil celospolečenský negativní dopad deprese a zejména utrpení postižených osob. Náš výzkum pokračuje, plánujeme zařazovat zejména depresivní nemocné mužského pohlaví, ke snížení genderového rozdílu oproti zdravým dobrovolníkům.