Автореферат (Эффекты и механизмы ишемического прекондиционирования и посткондиционирования головного мозга), страница 9

8). Наличие нейропротективного эффектаИПостК согласуется с результатами исследования, проведенного ранее на крысах SpragueDawley с использованием другого протокола ИПостК (Zhao H. et al., 2006). Вэкспериментальных исследованиях при применении эндоваскулярной окклюзии СМА длямоделирования фокальной ишемии у крыс были получены противоречивые результаты оналичии нейропротективного эффекта (Шмонин А.А. с соавт., 2010; Xing B. et al., 2008; KimY.K. et al., 2010; Liu Y.

et al., 2011). Таким образом, выбор экспериментальной модели,играет ключевую роль при проведении фундаментальных физиологических исследований, атакже при исследовании механизмов физиологической адаптации к неблагоприятным экзо- иэндогенным факторам.25P<0,05P>0,05P>0,05Размер инфаркта, %20151050мИшемиямПостКрИшемиярПостКсИшемиясПостКРис. 8. Размер инфаркта головногомозга крыс Wistar с различнымианатомическими вариантами строениякорковой ветви средней мозговой артериипри фокальной ишемии головного мозга споследующим применением ишемическогопосткондиционирования.31Применение ИПостК в группах «рПостК» и «сПостК» не приводило к значимомууменьшению размера инфаркта при сравнении с таковым в группах «рИшемия» и«сИшемия» (Р>0,05) (рис.

8). Объяснением установленных закономерностей служитследующее: во-первых, ИПостК не способствует лучшей коллатерализации зоны ишемиипри рассыпном и смешанном типе СМА. Общепринято, что степень коллатеральногокровообращениячерезветвиВиллизиевакругаявляетсяключевымфактором,определяющим конечный размер инфаркта у крыс при моделировании инфаркта головногомозга путем окклюзии СМА через трепанационное отверстие. Можно предположить, что приокклюзии СМА при рассыпном и смешанном типе строения дистального сегмента СМАосуществляется лучшее коллатеральное кровообращение области головного мозга, врезультате чего уменьшается объем ишемического ядра и увеличивается область пенумбры.Во-вторых, отсутствие нейропротективного эффекта ИПостК у животных с такимианатомическими особенностями строения СМА может быть генетически детерминировано сконкретным циркуляторно-метаболическим профилем, имеющим решающее значение длянейропротекции.Эффект ишемического посткондиционирования при продолжительной глобальнойишемии-реперфузии переднего мозга у монгольских песчанокПротокол эксперимента представлен в таблице 1.

Практически у всех песчанокгруппы «2» и у песчанок групп с применением ИПостК в различных вариантах (группы «3»,«4», «5», «6» и «7») возникали неврологические нарушения (табл. 5).Ко 2-м суткам наблюдений статистически значимые различия в выраженностиневрологических нарушений наблюдались между группой «2» и группами «3» (Р<0,01), «4»(Р<0,05) и «5» (Р<0,01). В то же время в группе «6» увеличения неврологического дефицитапри сравнении с группой «2» не наблюдалось (Р>0,05). Применение различных вариантовИПостК приводило к увеличению летальности во всех экспериментальных группах.

Присравнении с группой «2» наиболее значимое увеличение летальности наблюдалось в группе«7» (Р<0,01). По степени нарастания индекса неврологического дефицита и летальностигруппы распределились следующим образом: «2», «6», «4», «5», «3» и «7». Группы «4» и«5», различающиеся только количеством посткондиционирующих стимулов (5 и 7стимулирующих воздействий, соответственно) не продемонстрировали различий ни повыраженности неврологического дефицита, ни по показателю летальности. У выжившихпесчанок области значительного необратимого повреждения локализовались в кореголовного мозга, во всех полях гиппокампа, полосатом теле и промежуточном мозге.Установленное нарастающее повреждающее действие при применении ИПостКсвязано со следующим: во-первых, длительность времени от момента окончания ишемии доначала первого ишемического стимула, возможно, играет ключевую роль при реализациизащитного эффекта ИПостК, во-вторых – ишемические стимулирующие воздействияспособствуютпрогрессивномууменьшениюиперераспределениюперфузируемых32капилляров, что может способствовать развитию вторичной гипоксии, в-третьих, суммарноедополнительное время ишемии при этом составило 14 минут, что само по себе привнеслодополнительный повреждающий ишемический эффект.Таблица 5Неврологический дефицит монгольских песчанок после продолжительной глобальнойишемии-реперфузии переднего мозга с последующим применением различных вариантовишемического посткондиционированияЭкспериментальная группа1n=7(%)Неврологическийсимптом24 чВзъерошенностьволосяного покроваили треморПритуплениечувствительности,вялость,замедленностьдвиженийИзменения слуха(прижатие ушей)Запрокидываниеголовы48 ч2n=12(%)24 ч48 ч3n=7(%)4n=7(%)24 ч48 ч24 ч7/1163,64/757,11/425,04/757,148 ч5n=11(%)24 ч48 ч24 ч48 ч24 ч48 ч2/450,06/1154,54/944,43/837,54/757,12/728,6-2/450,05/1145,73/933,33/837,54/757,12/728,6-2/922,21/911,14/944,43/933,33/933,31/812,51/714,3004/850,02/825,01/812,54/757,12/728,61/714,31/714,31/714,32/728,6005/1241,71/714,305/1241,77/1163,64/757,11/425,03/742,90002/1118,21/425,01/425,02/450,01/425,01/425,01/714,31/714,34/757,12/728,61/714,31/425,03/475,01/425,01/425,002/1118,21/119,14/1136,43/1127,33/1127,300006/1250,03/1225,06/1154,53/1127,31/119,12/728,61/714,33/742,91/714,31/714,306n=8(%)Птоз00Парез конечностей00000004/1233,35/1145,52/728,62/450,02/728,61/425,02/1118,22/922,22/825,0001/128,32/1118,22/728,61/425,01/714,31/425,02/1118,23/933,31/812,5МанежныедвиженияСудороги илидвигательнаягиперактивностьКоматозноесостояние7n=7(%)-0-1/714,3-2/728,61/714,3-1/714,32/728,6-Критическое превышение продолжительности глобальной ишемии сопряжено свозникновением необратимого ишемического повреждения нейронов в зоне ишемии иопределяет неэффективность последующего ИПостК.

Также наблюдаемое нарастаниеповреждающего эффекта при применении ИПостК объясняется проявлением кумулятивногоповреждающего эффекта повторных эпизодов реперфузии-ишемии.Роль AMPA–рецепторов в механизмах нейропротективного эффекта ишемическогопосткондиционирования головного мозгаСпециально разработанный протокол эксперимента с использованием селективного иконкурентногоантагонистаAMPA–рецепторов-NBQX(2,3-диоксо-6-нитро-1,2,3,4-тетрагидробензо[f]квиноксалин) (Abcam Biomedicals, США) представлен в таблице 1.Антагонист AMPA–рецепторов NBQX применялся внутрибрюшинно в дозе 30 мг/кг(Kawasaki-Yatsugi S.

et al., 1997; Gorter J.A. et al., 1997).В группах «Ишемия+2в» и «Ишемия+7в» отмечалось значимое увеличение числанеизмененных нейронов в полях СА1 и СА3 гиппокампа при сравнении с «Ишемия 2в» и«Ишемия 7в» (табл. 6). В группе «ПостК+2в» наблюдалось достоверное увеличение числанеизменных нейронов в полях СА1 и СА3 гиппокампа при сравнении с «Ишемия 2в», при33этом этот показатель был значимо меньше, чем в группе с моноприменением ИПостК «ПостК 2в» (Р<0,01), а также статистически не различим с «Ишемия+2в» (табл.

6). В группе«ПостК+7в» в полях СА1 и СА3 отмечалось значимое увеличение числа неизмененныхнейронов при сравнении с «Ишемия 7в» и достоверное уменьшение при сравнении с «ПостК7в». В поле СА4 в группе «ПостК+7в» число неизмененных нейронов было больше, чем в«Ишемия 7в» и в «Ишемия+7в» (табл. 6).Таблица 6Количество морфологически неизмененных нейронов в полях гиппокампа монгольскихпесчанок в различные периоды реперфузии после глобальной ишемии переднего мозга ивведения NBQX с последующим применением ишемического посткондиционирования(на протяжении 1 мм на срезе)ЭкспериментальнаягруппаЛО 2вЛО 7вИшемия 2вИшемия 7вИшемия+ 2вИшемия+ 7вПостК 2вПостК 7вПостК+ 2вПостК+ 7вПоля гиппокампаСА1354±8349±1088±10**69±11+++129±12αα105±11φφ180±10ααα136±11φφ119±10αα,β98±10##,φφСА2210±10214±11206±10205±11209±11209±9210±12212±11208±10206±11СА3212±10206±9107±10*92±10++135±9α123±10φ177,6±11αα139±10φφ134±12α,β120±11#,φφСА4128±11136±10116±11112±10+115±10109±9123±11135±11φ120±9136±10φ,νРазличия значимы: * по сравнению с показателем в группе «ЛО 2в» при Р<0,01;** при Р<0,001; + по сравнениюс показателем в группе «ЛО 7в» при Р<0,05; ++ при Р<0,01; +++ при Р<0,001; α по сравнению с показателем вгруппе «Ишемия 2в» при Р<0,05; αα при Р<0,01; ααα при Р<0,001; φ по сравнению с показателем в группе«Ишемия 7в» при Р<0,05; φφ при Р<0,01; β по сравнению с показателем в группе «ПостК 2в» при Р<0,01; # посравнению с показателем в группе «ПостК 7в» при Р<0,05; ## при Р<0,01; ν по сравнению с показателем вгруппе «Ишемия+ 7в» при Р<0,05.Блокада АМРА-рецепторов веществом NBQX при ишемии переднего мозга упесчанок предотвращала гибель нейронов только полей СА1 и СА3 гиппокампа в раннем иотдаленномреперфузионномпериоде.Наблюдаемыезакономерностиобъясняютсячувствительностью областей гиппокампа к действию ишемии-реперфузии, использованнойдозой, а также проявлением пластичности нейронов полей гиппокампа, поскольку известно,что блокада АМРА-рецепторов влияет на нейротрансмиссию и синаптическую пластичностьв гиппокампе (Chittajallu R.

et al., 1999). АМРА-рецепторы пирамидных нейроновгиппокампа преимущественно состоят из GluR1, GluR2 и GluR3 субъединиц (Wenthold R.J. etal., 1996). Феномен эксайтотоксичности занимает ключевое место среди ранних механизмовнеобратимого ишемического повреждения нейронов ЦНС. Ишемическая деполяризациянейроноввызываетинтенсивноевысвобождениеглутаматаизглутаматэргическихтерминалей в синаптическую щель, который активирует АМРА-рецепторы, в результате чегопроисходит открытие натриевых каналов, резкое увеличение концентрации ионов натрия в34цитоплазме нейронов и развитие внутриклеточного отека (Hazell A.S., 2007). АМРАрецепторы в большинстве нейронов взрослого гиппокампа являются гетеромернымиструктурами, содержат GluR2 субъединицу и обладают низкой проницаемостью для Са2+(Jonas P.

et al., 1994; Geiger J.R., et al. 1995). Глобальная ишемия головного мозга снижаетуровень мРНК GluR2 в нейронах поля СА1 гиппокампа (Gorter J.A. et al., 1997). Эти сведенияпривели к возникновению «GluR2 гипотезы», которая предполагает, что отсутствие GluR2субъединицы способствует повышению проницаемости АМРА-рецепторов для Са2+ иопределяет селективную гибель нейронов после ишемии (Peng P.L.

et al., 2006). Результатынашего исследования показали, что совместное применение ИПостК и антагониста АМРАрецепторов NBQX приводит к некоторому ослаблению нейропротективного эффектаИПостК как в раннем, так и в отдаленном периоде реперфузии только для нейронов полейСА1 и СА3 гиппокампа. При этом для нейронов поля СА4 и слоев II, III и V коры мозгатакойзакономерностиобнаружитьнеудалось.Короткиеишемическиестимулы,выполненные в раннем реперфузионном периоде, способствуют адаптации потенциалзависимых кальциевых каналов в периоде реперфузии, а полная блокировка АМРАрецепторов способствует разбалансировке процесса, что в конечном итоге приводит кчастичной потере нейропротективного эффекта от применения ИПостК. Вторым возможныммеханизмом, способствующим ослаблению нейропротективного эффекта ИПостК на фонеблокады АМРА-рецепторов для нейронов полей СА1 и СА3 гиппокампа, может служитьследующее предположение.