Диссертация (Эффекты и механизмы ишемического прекондиционирования и посткондиционирования головного мозга), страница 10

et al., 2007; Shin J.A. et al., 2009). Такжеможнопредположить,чтореперфузионныйинтервал,разделяющийсублетальный стимул и повреждающую ишемию, определяет вероятностьформирования толерантности головного мозга к ишемии или, напротив,возрастания чувствительности ткани мозга к ишемии. Эти заключения ставят подсомнение существование ранней ишемической толерантности головного мозга(Obrenovitch T.P., 2008). Принято считать, что ранняя толерантность или ранняяфазаИПрекобусловленаизменениямивнутриклеточногометаболизма,возникающими в результате посттрансляционной модификации регуляторныхбелков. Для реализации ранней фазы ИПрек необходимо от нескольких минут донескольких часов. И напротив, отсроченное повышение толерантности к ишемиидля своей реализации требует синтеза белков de novo, для чего необходим болеепродолжительный промежуток времени. Установлено, что ИПрек приводит кизменению уровня экспрессии многих генов, которое, в свою очередь, приводит кнейропротективному фенотипу (Obrenovitch T.P., 2008).

Вышеизложенныевыводы основываются на результатах исследований, доказывающих как раннюю,47так и отстроченную ишемическую толерантность, однако результаты этихисследований часто являются противоречивыми (Ohno M., Watanabe S., 1996;Atochin D.N. et al., 2003; Rehni A.K. et al., 2007; Obrenovitch T.P., 2008; Shin J.A. etal., 2009;).1.2 Ишемическое посткондиционирования головного мозгаПосле открытия цитопротективных эффектов ИПреК, позволяющегоограничить объем повреждения, вызванного ишемией-реперфузией путемвыполнения коротких ишемических стимулов перед повреждением, возниклипредпосылки для изучения возможных нейропротективных эффектов короткихишемических стимулирующих воздействий, выполненных после повреждающейили тестовой ишемии. Этот защитный феномен был открыт в 2003 г., когда былопоказано, что короткие повторные периоды ишемии миокарда по 30 секунд впериод ранней реперфузии, выполненные после эпизода длительной ишемии,обеспечивают существенный кардиопротективный эффект (Zhao Z.Q.

et al., 2003).Обнаруженный феномен был назван ишемическим посткондиционированием(ИПостК) (Zhao Z.Q. et al., 2003). Далее кардиопротективный эффект ИПостК былпоказан на модели изолированного сердца (Galagudza M.M. et al., 2004). В 2005 г.ИПостК было выполнено на сердце человека при остром инфаркте миокарда.Было показано, что при баллонной ангиопластике проведение 4 эпизодов по 1минуте раздувания и сдувания баллона способствует уменьшению размераинфаркта при сравнении с контрольной группой (Staat P. et al., 2005).

Впервыенейропротективный эффект ИПостК был показан в 2005 г. в исследовании намодели фокальной ишемии головного мозга (Xiong L. et al., 2005). Позднеепротективный эффект ИПостК был описан и для других органов, включаяспинной мозг, печень, почку, легкое, тонкую кишку (Huang H. et al., 2007; SantosC.H.M. et al., 2008; de Rougemont O. et al., 2009; Zhang W.L.

et al., 2011) и открытыдругие формы посткондиционирования: гипоксическое, гипотермическое ифармакологическое (Nishio S. et al., 2000; Danielisova V. et al., 2008; Lee J.J. et al.,482008; Leconte C. et al., 2009; Li F., Li S.Q. 2009; Li L., Zuo Z. 2011; Liu C. et al.,2012).Механизмыметаболическиереперфузионногонарушения,поврежденияневосстановлениесложныкровотокаивключают(no-reflow),внутриклеточный отек и другие изменения, приводящие в итоге к некрозу иапоптозу клеток (Zhao H.

et al., 2006). Протективная концепция ИПостКосновывается на том, что ткани могут быть защищены от реперфузионногоповрежденияпосредствомкороткихэпизодовишемиииреперфузии,выполненных в реперфузионном периоде после длительной ишемии. Взависимости от сроков проведения ишемических стимулов и локализации органа,в котором моделируются посткондиционирующие ишемические стимулы,ИПостК можно разделить на три вида: раннее ИПостК, отсроченное ИПостК идистантноеИПостК.КлассическоеилираннееИПостКподразумеваетвыполнение ишемических стимулов в течение 30 минут после ишемии, приотсроченном ИПостК стимулы выполняются через несколько часов или днейпосле повреждающей (тестовой) ишемии (Ren C. et al., 2008).

Дистантное ИПостКформируется, когда ишемические стимулы выполняются в органе или ткани,анатомически удаленных от органа, подвергшегося тестовой ишемии. Так, висследованиях было показано, что ИПостК, выполненное в конечности, защищаетголовной мозг от повреждения при ишемии-реперфузии (Ren C. et al., 2009).В экспериментальных работах показано, что создание эпизодов ишемииреперфузииоказываетпротективныйэффектпослеглобальнойишемииголовного мозга, длящейся от 5 до 15 минут (Mitani A.

et al., 1991; Lapchak P.A. etal., 2011). Существует всего одно исследование, посвященное изучениюнейропротективногоэффектаИПостКвзависимостиотдлительностипредшествующей ишемии головного мозга, которое было проведено на моделипостоянной фокальной ишемии мозга у крыс. Так, после постоянной окклюзииСМА и билатеральной окклюзии ОСА на 15, 30 и 60 минут применяли 4 эпизода20-секундной окклюзии с 30-секундными эпизодами реперфузии ОСА. Былообнаружено, что применение ИПостК уменьшало площадь повреждения на 80%при 15-минутной ишемии, на 51% при 30-минутной ишемии и на 17% при 60-49минутной окклюзии ОСА (Zhao H.

et al., 2006). Необходимо уточнить, что ввышеуказанной работе фокальная ишемия моделировалась путем постояннойокклюзии СМА, кровоснабжающей, в основном, только кору головного мозга, аишемические стимулы производилось при помощи окклюзии ОСА. Такимобразом, нейропротективное действие ИПостК реализовалось фактически в зонепенумбры, а ишемическим стимулам подвергалась часть головного мозга,кровоснабжающаяся из ОСА. Экспериментальных исследований, направленныхна изучение возможных защитных эффектов ИПостК при продолжительнойглобальной ишемии головного мозга, на сегодняшний момент не существует.Предполагается, что эффективность применения ИПостК ограниченажесткими временными рамками.

Так, при исследовании кардиопротективногоэффекта ИПостК первый ишемический стимул моделируется уже через 10-30секунд реперфузии, а продолжительность ишемического стимула составляет от10 до 30 секунд (Boengler K. et al., 2008). В исследовании на модели постояннойфокальнойишемииголовногомозгасприменениемИПостКпутембилатеральной окклюзии ОСА у крыс было установлено, что 3 эпизода,состоящие из 30 секунд реперфузии и 10 секунд окклюзии, а не 10 эпизодовреперфузии/ишемии обладали нейропротективным действием, в то время как 10эпизодов по 10 секунд реперфузии и 10 секунд реокклюзии, но не 3 подобныхэпизода обладали инфаркт-лимитирующей способностью (Gao X.

et al., 2008).При моделировании 10-минутной глобальной ишемии головного мозга у крысбыло установлено, что протокол с применением ишемических стимулов после 60секунд реокклюзии не обладал нейропротективным эффектом (Wang J.Y. et al.,2008). В исследовании на кроликах было обнаружено, что протокол ИПостК,состоящий из 1-минутной реокклюзии после 1-минутной реперфузии, защищаетспинной мозг от ишемического повреждения (Jiang X. et al., 2006). Висследованиях на сердце было установлено: чем меньше животное и вышеинтенсивность метаболизма миокарда, тем короче должны быть ишемическиестимулы, а на экспериментальных моделях, где используются более крупныеживотные, имеющие более низкую скорость метаболических процессов,50необходимо использовать более продолжительные стимулы (Vinten-Johansen J.

etal., 2005). Строгого правила для применения экспериментального протоколаИПостК, также как и для ИПреК, не существует и каждый коллектив автороввырабатывает свой протокол путем экспериментальных исследований. При этомпротоколы применения ишемических посткондиционирующих стимулирующихвоздействий, которые не оказывали нейропротективных эффектов в экспериментес использованием той или иной экспериментальной модели, почти всегдаостаются неопубликованными.Несмотря на существование ряда исследований, показывающих, чтоИПостК уменьшает объем повреждения и улучшает неврологические функциипосле ишемического инсульта, механизмы реализации нейропротективногоэффекта остаются до сих пор неизученными. Также не изучены эффекты ИПостКпри различных протоколах применения посткондиционирующих стимулирующихвоздействий, при различной длительности повреждающей ишемии-реперфузии, атакже в зависимости от вида и объема ишемии-реперфузии головного мозга.Исследования, направленные на изучение эффектов и механизмов ИПостК приишемии-реперфузии головного мозга носят хаотичный и весьма разрозненныйхарактер.Многиеавторыприпроведенииисследованийисходилиизпредставлений о том, что в механизмах реализации эффектов ИПостКзадействованы те же сигнальные системы, что и при реализации ИПреК.

Кнастоящему времени определены основные возможные механизмы реализациинейропротективногооксидативногоэффектаИПостКголовногостресса, блокирование открытиямозга:ослаблениемитохондриальной поры,ослабление стресса эндоплазматической сети, ослабление эксайтотоксичности,ингибирование апоптоза, ингибирование аутофагии, улучшение мозговогокровообращения (Ma X-D. et al., 2015).511.2.1 Сигнальные пути ишемического посткондиционированияголовного мозгаВмеханизмахреализацииэффектовИПостКголовногомозгазадействованы практически те же самые сигнальные пути, что и при ИПреКголовного мозга.PI3 киназа (PI3K)/Akt киназа (antiapoptotic kinase, Akt) - это один изцентральных внутриклеточных сигнальных путей, отвечающий за выживаемостьклетки.