Диссертация (Эффекты и механизмы ишемического прекондиционирования и посткондиционирования головного мозга), страница 13

et al., 2008).Необходимо отметить, что экспрессия белка Bcl-2 может защищатьнейроны не только от апоптоза, но и от некроза (Kane D.J. et al., 1995). Порезультатам работы авторами было выдвинуто предположение, что вместо того,чтобы непосредственно ингибировать программируемую гибель клеток, белокBcl-2 может модулировать общие клеточные процессы, например, образованиесвободных радикалов, которое может приводить к апоптотической илинекротической гибели клетки (Kane D.J. et al., 1995). Подтверждением данногопредположения могут служить результаты ряда исследований, в которыхуменьшениезонынекрозаголовногомозгаприфокальнойишемиисопровождалось повышением экспрессии белка Bcl-2 в поврежденном полушарии(Martinou J.C.

et al., 1994; Cao Y.J. et al., 2002).Таким образом, к настоящему моменту существует небольшое количествоисследований, направленных на изучение роли Bcl-2 в реализации протективныхэффектов ИПостК. При этом результаты их существенно различаются, чтоуказывает на необходимость более тщательного дальнейшего изучения сиспользованием различных моделей ишемии-реперфузии головного мозга.611.4 Влияние ишемического прекондиционирования ипосткондиционирования на активность ферментов энергетическогометаболизма нейроновИшемическое повреждение головного мозга сопровождается глубокиминарушениями энергетического обмена нервной ткани, находящими отражение визменении целого ряда биохимических показателей в клетках нервной ткани,спинномозговойжидкостиисывороткекрови.Такжеисследованияподтверждают гипотезу о том, что постишемическая реперфузия головного мозгадажепослеотносительнонепродолжительнойишемииприводиткдополнительным нарушениям энергетического метаболизма клетки, которыемогут выражаться в виде дисфункции митохондрий и изменений активностимитохондриальных ферментов (Schinder A.F.

et al., 1996; Zhao H. et al., 2012).Таким образом, ишемическое и реперфузионное повреждение головного мозгасопровождаетсяизменениемскоростипротеканияокислительно-восстановительных реакций и приводит к изменениям активности ферментов,вовлеченных в эти процессы (Kirino T., 1982; Auer R.N., Benveniste H., 1997).Несмотря на существование достаточного количества исследований,направленных на изучение эффектов и механизмов ИПреК и ИПостК,исследования активности ферментов энергетического метаболизма нейроновголовного мозга в ответ на применение ишемических прекондиционирующих ипосткондиционирующих стимулов представляют редкость.

O’Sullivan J.C. ссоавт. (2007), основываясь на идее единых механизмов индукции ИПреК иИПостК, использовали диазоксид, известный индуктор ИПреК для индукцииИПостК. Прекондиционирующее действие диазоксида основано на открытиимитоКАТФ каналов и ингибировании сукцинатдегидрогеназы (O’Sullivan J.C.

et al.,2007). В исследовании на крысах моделировали геморрагическое повреждениеголовного мозга в комбинации с односторонней перевязкой ОСА и через 60минут после моделирования комбинированного повреждения мозга применялидиазоксид. Применение диазоксида приводило к индукции толерантности и62существенному повышению уровня экспрессии белков теплового шока HSP25 иHSP70 в ипсилатеральной области коры головного мозга и гиппокампе(O’Sullivan J.C. et al., 2007). Эти результаты подтверждают гипотезу о том, чтомеханизмы ПреК и ПостК действительно могут быть едины.Критическое снижение напряжения кислорода в цитоплазме клеток приглубокой ишемии приводит к остановке транспорта электронов по дыхательнойцепи митохондрий и прекращению образования АТФ путем окислительногофосфорилирования.Практическиодновременнопроисходитактивацияфосфофруктокиназы - ключевого фермента анаэробного пути расщепленияглюкозы(гликолиза).Активациягликолитическогопутисопровождаетсяповышением внутриклеточной, а затем и внеклеточной концентрации лактата снаступлением ацидоза.

В норме лактатдегидрогеназа (ЛДГ) катализируетпереход лактата в пируват, который находится на стыке аэробного и анаэробногометаболизма, и в дальнейшем вступает в цикл Кребса. Рост активности ЛДГуказываетнаспецифическихактивациюизоформанаэробногоЛДГвгликолиза.сывороткекровиУвеличениеявляетсяуровнямаркеромишемических процессов, происходящих в печени и сердце, а также отмечаетсяпосле интенсивных физических нагрузок (Zhang J.G. et al., 2000). Результатыисследований, направленных на изучение активности ЛДГ при ишемическомповреждении головного мозга, противоречивы, что, возможно, связано снеоднозначной ролью фермента в процессах аэробного и анаэробного окисления(Одинак М.М. с соавт., 2014; Donnan G.A.

et al., 1983; Parakh N. et al., 2002; SchurrA., 2006). При экспериментальных исследованиях, проводимых на культурахнейронов крыс, уровень высвобождения цитозольной ЛДГ в среду используетсякак маркер гибели клеток (Mc Wang I.J. et al., 2002; Wang X. et al., 2002; KagiyamaT. et al., 2004).Сукцинатдегидрогеназа (СДГ) является одним из важнейших ферментовциклаКребса,локализуетсянавнутреннеймембранемитохондрийикатализирует обратимое окисление янтарной кислоты (сукцината) до фумаровойкислоты. СДГ – единственный фермент цикла Кребса, одновременно являющийся63комплексом электронтранспортной цепи (Chalmers G.R. et al., 1992).

Ранее былопоказано, что изменение активности СДГ может использоваться как маркердинамики окислительно-восстановительных реакций в клетках (Kwong L.K. et al.,1998). В немногочисленных исследованиях активность СДГ анализировали вгомогенате отдельных структур головного мозга крыс в ответ на стрессовыевоздействия (Бульон В.В. с соавт., 2007; Мартынюк В.C., Ислямов Р.И., 2009).Необходимо отметить, что такой подход не позволяет выявить пространственноераспределение активности фермента в нейронах различных структур головногомозга.В ряде исследований было показано, что ингибирование СДГ небольшимидозами 3-нитропропионовой кислоты приводит к формированию толерантности кпоследующей ишемии (Sugino T. et al., 1999; Wiegand F.

et al., 1999). Так намоделиишемии-реперфузиипереднегомозгаупесчанокмонгольскиходнократное введение 3-нитропропионовой кислоты в дозе 3мг/кг за 2 - 4 часа домоделирования повреждающей ишемии способствует выживанию нейронов поляСА1 гиппокампа по сравнению с животным без введения 3-нитропропионовойкислоты (Sugino T. et al., 1999). В другом исследовании на модели фокальнойишемии мозга у крыс однократное введение 3-нитропропионовой кислоты в дозе20 мг/кг за 3 дня до повреждающей ишемии приводило к уменьшению зоныповреждения головного мозга на 35% (Wiegand F. et al., 1999).Необходимо отметить, что изменение активности ферментов ЛДГ и СДГпри ишемическом повреждении, а также при формировании толерантности креперфузионному повреждению, при применении ИПостК в нейронах областейголовного мозга с различной чувствительностью к ишемии-реперфузии остаетсянеизученным.641.5 Воспаление и феномены ишемического прекондиционирования ипосткондиционирования головного мозгаРеактивноевоспалениеприишемии-реперфузии—сложныйпатофизиологический процесс с неоднозначным биологическим значением,исходно направленный на отграничение и устранение возникающего очагаинфаркта, который, однако, может сопровождаться развитием серьезноговторичного повреждения.

Фокальная ишемия головного мозга приводит кразвитию выраженного воспаления, связанного с массивным высвобождениемпровоспалительныхцитокинов,активациейрезидентныхфагоцитирующихклеток (микроглии) и привлечением циркулирующих нейтрофилов и моноцитов.Так у крыс на протяжении 35 суток после смертельной кровопотери наблюдалосьзначительное повышение уровня TNF-α (Еникеев Д.А. с соавт, 2009). Внастоящее время доказано, что ишемическая толерантность сопровождаетсяослаблением проявлений вторичного повреждения, вызванного воспалительнымиизменениями в ишемизированной ткани мозга. Так, прекондиционированиеголовного мозга ЛПС приводит к уменьшению инфильтрации ткани мозганейтрофилами, ослаблению активации микроглии и циркулирующих моноцитов(Rosenzweig H.L.

et al., 2004). Другими авторами были получены данные о том,что ишемическое и фармакологическое прекондиционирование сопровождаетсяуменьшением экспрессии IL-1β и IL-6 в постишемическом периоде (Pera J. et al.,2004), а также ряда генов, участвующих в воспалении (Bowen K.K. et al., 2006).Основной механизм, посредством которого прекондиционирование ослабляетвыраженность негативных последствий постишемического воспалительногоответа, состоит в формировании под действием прекондиционирующего стимулаумеренного локального воспаления. Образующиеся в результате умеренноговоспаления регуляторные молекулы подавляют выраженность и ограничиваютраспространение воспаления, следующего за тестовой ишемией.Согласно имеющимся на сегодняшний день данным, большое значение взапускевоспалительногоответаприишемиимозгаиграетядерный65транскрипционный фактор κВ (NFκВ), который активируется с участием толлподобных рецепторов (Toll-like receptor 4, TLR1-4).

TLR1-4 являются важнымипосредниками передачи сигнала от микроорганизмов к воспалительным клетками участвуют во врожденном иммунитете. TLR1-4 активируются различнымимолекулами, высвобождающимися при обратимом повреждении нейроновпрекондиционирующимистимулами.Средиэндогенныхмолекул,высвобождающихся даже при весьма умеренном клеточном стрессе, особенноважная роль в активации TLR1-4 принадлежит белкам теплового шока (БТШ) и, вчастности,БТШ70.Очевиднаяпрекондиционировании,активациявызванномЛПС,происходитTLR1-4посколькупоследнийиприявляетсяспецифическим лигандом TLR1-4 4 типа.