Диссертация (Эффекты и механизмы ишемического прекондиционирования и посткондиционирования головного мозга), страница 14

Активация TLR1-4 при инфекционномпроцессе обычно приводит к образованию активного гетеродимера NFκB,усиливающего экспрессию многих генов, участвующих в воспалении. При этомпредполагается,чтонезначительнаястепеньактивацииTLR1-4и/илиособенности их лигандов при ПреК вызывают преобладание экспрессиивнеклеточныхивнутриклеточныхпротивовоспалительныхфакторов,чтоотличает геномный ответ при обычном развернутом воспалении от его«редуцированного» варианта, вызванного прекондиционирующим стимулом.Средивнеклеточныхпротивовоспалительныхпротивовоспалительныецитокины(вфакторовчастности,следуетИЛ-10),отметитьантагонистыцитокиновых рецепторов (например, антагонист рецептора к IL-1) и ложныерецепторы цитокинов (рецептор к IL-1 II типа). Внутриклеточные факторы,уменьшающие выраженность воспаления, являются белками, в той или инойстепени нарушающими передачу сигнала от активированных TLR1-4.

Типичнымипредставителямиэтогосемейства,уровенькоторыхповышаетсяпослетранзиторной регионарной ишемии головного мозга, являются супрессорцитокиновой сигнализации-3 (SOCS-3) и тристетрапролин (Zubakov D. et al.,2003). Таким образом, легкая стимуляция TLR1-4 соответствующими лигандами,возникающая после воздействия на организм прекондиционирующего стимула,приводиткусиленнойпродукциипротивовоспалительныхфакторов,66сдерживающихнегативныесопутствующеготестовойпроявленияишемии.выраженногоПримечательно,воспаления,чтомощныйнейропротективный фенотип может быть индуцирован при введении в организмживотных антигенов, свойственных структурам ЦНС.

Например, повторноепероральное введение мышам бычьего основного белка миелина приводило кформированию значительно меньшего инфаркта мозга, вызванного временнойокклюзией СМА через 2 дня после последнего введения антигена (Becker K. et al.,2003). Это явление связано с т.н. органоспецифической иммуносупрессией,формирующейся после попадания в организм соответствующего антигена иприводящей к ослаблению повреждающих последствий воспаления нервнойткани в ишемическом и реперфузионном периоде.Вовлеченность TLR1-4 в нейропротективный ответ была установлена и припримененииИПостК.Намоделифокальнойишемииголовногомозга,индуцированной путем фотохимического тромбоза с последующим применениемИПостК, представленным в виде эпизодов реперфузии-ишемии, выполненныхпри окклюзии правой ОСА, была показана вовлеченность TLR4 в механизмыИПостК (Feng R.

et al., 2011). В аналогичных исследованиях было установлено,что ИПостК ослабляет воспаление, уменьшает объем инфаркта, ингибируетповышенную экспрессию мРНК TLR4 и экспрессию белка TLR4, а такжеулучшает психофизиологические функции животных (Feng R. et al., 2011; Rui F.,Li S.Q., 2011; Rui F., Shuqing L.I., 2011).Система комплемента является ключевым звеном врожденного иммунногоответа организма.

При этом в ряде исследований было установлено, чтонекоторые активированные компоненты системы комплемента могут вноситьдополнительное повреждающее действие при ишемическом и реперфузионномповреждении (Bhole D., Stahl G.L., 2003; Seelen M.A. et al., 2005). Тем не менее,рольактивированныхкомпонентовсистемыкомплементавпатогенезеишемического-реперфузионного повреждения головного мозга остается до концанеизученной(CostaэкспериментальныхC.etal.,исследований2006).былоВограниченномпоказано,чтоколичествеингибирование67компонентовкомплементаобеспечивалонейропротективныйэффект приишемическом повреждении (Heimann A. et al., 1999; Huang J.

et al., 1999; Akita N.et al., 2003; De Simoni M.G. et al., 2003). Однако исследований, направленных наизучение функциональной активности системы комплемента при примененииИПреК и ИПостК головного мозга, к настоящему времени не существует.1.6 Ишемическое прекондиционирование и посткондиционированиеголовного мозга в клинической практикеВ роли индукторов ишемической толерантности могут выступать не толькотранзиторные ишемические атаки до или после больших инсультов, но икороткие эпизоды ятрогенной ишемии, системное воспаление, гипербарическаяоксигенация, гипо– и гипертермия, эпилептические припадки, распространеннаякорковая депрессия, метаболические и фармакологические агенты, а такжебактериальный ЛПС (Furuya K.

et al., 2005).Существует внушительный ряд исследований, доказывающих защитныйэффект ИПреК как клинического эквивалента в виде транзиторной ишемическойатаки перед инсультом. Наличие в анамнезе транзиторной ишемической атакиили инсульта впоследствии способствует развитию менее тяжелых формповторной цереброваскулярной патологии (Moncayo J. et al., 2000; Paul N.L. et al.,2013).ФеноменИПостКможетбытьиспользовандляпрофилактикивозникновения неврологических нарушений и улучшения витального прогнозапри проведении нейрохирургических операций на сосудах головы и шеи, а такжепри проведении кардиохирургических операций в условиях искусственногокровообращения (Ziu M.

et al., 2014). Так, в одном из немногочисленныхклиническихдистантногоисследованийбылапрекондиционированияпродемонстрированадлязащитыэффективностьголовногомозгаприхирургическом лечении внутричерепных аневризм. В исследовании дистантноеишемическое прекондиционирование моделировали путем наложения манжеты68на верхние конечности и повышения давления в ней до 200 мм рт. ст.

3 раза по 5минут после индукции анестезии (Tülü S. et al., 2015). ОбнадеживающиерезультатыполученыиприиспользованииИПостКудобровольцев(Loukogeorgakis S.P. et al. 2006; Wang Y. et al. 2015). Так, в исследовании наздоровых добровольцах было показано, что применение ИПостК защищает отразвития эндотелиальной дисфункции, развивающейся при ишемии-реперфузии(Loukogeorgakis S.P. et al.

2006).Примерами ИПреК и ПостК головного мозга также могут выступатьфизическая тренировка перед спортивными соревнованиями или участием вситуациях с экстремальными нагрузками для организма человека, в частности,при адаптации к военно-профессиональной деятельности и при боевыхпостэкстремальных состояниях (Цыган В.Н., 2012; 2014).Кардиопротективные эффекты ИПостК и ИПреК были обнаружены вэкспериментальных исследованиях, проведенных на собаках, свиньях, кроликах,крысах, мышах и в клинических наблюдениях на пациентах с острым инфарктоммиокарда (Маслов Л.Н., Лишманов Ю.Б., 2012, 2013; Kitagawa et al., 1990; DirnaglU. et al., 2009).

Несмотря на то, что кардио - и нейропротективные эффектыИПостК и ИПреК доказаны в достаточном количестве экспериментальныхисследований, остаются сложности для их активного применения в клиническойпрактике.В настоящий момент основной проблемой в области нейропротекции вовсем мире являетсяэкспериментенизкий коэффициент транслируемости полученных врезультатоввклиническуюпрактику.Дляликвидациисложившейся ситуации международное экспертное сообщество предложило рядрекомендаций по проведению доклинических и клинических исследований вобласти нейропротекции. В рекомендациях Круглого стола по терапии инсультаSTAIR (Stroke Treatment Academic Industry Roundtable; STAIR 1, 1999; STAIR 2,2009) предложен ряд конкретных шагов по оптимизации дизайна доклиническихисследований по нейропротекции, к которым относятся обязательное выполнениефизиологическогомониторингавходеэкспериментов,рандомизацияи69ослепление, достаточная статистическая обоснованность выводов, наличиеданных о зависимости «эффект-доза», получение данных на нескольких видахживотных разного возраста с сопутствующей патологией, режим введенияпрепаратов с учетом реального терапевтического окна и др.

(Kahle M.P., Bix G.J.,2012). Целесообразно будущие экспериментальные исследования строить попринципам, которые в настоящее время используются для организациимногоцентровыхконтролируемыхрандомизированныхклиническихисследований.Для эффективного и безопасного использования ИПостК и ИПреК напрактике требуется более детальное исследование эффектов и механизмовданных феноменов на различных экспериментальных моделях ишемическогоповреждения головного мозга, а также разработка оптимальных протоколовприменения коротких ишемических стимулирующих воздействий в зависимостиот пола, возраста и наличия сопутствующей патологии и медикаментознойтерапии.

Всестороннее изучение комплекса физиологических реакций, а такжеморфологических, метаболических и биохимических параметров позволят понятьмеханизмы физиологической адаптации организма и приблизиться к проведениюдоклинических исследований ИПостК и ИПреК и внедрению их в клиническуюпрактику в рамках концепции трансляционной медицины.1.7 Экспериментальные модели ишемического-реперфузионногоповреждения головного мозга у грызуновВажнымусловиемдляизучениямеханизмовкомпенсаторно-восстановительных реакций при формировании адаптации головного мозга кишемическому повреждению при применении ИПреК и ИПостК являетсяналичие адекватных экспериментальных моделей, наиболее полно отражающихособенности формирования ишемического повреждения головного мозга иишемических кратковременных воздействий.70Экспериментальныемоделиишемииголовногомозгаможноклассифицировать по объему ишемии (фокальная и глобальная ишемия), по ееобратимости (перманентная ишемия и ишемия с реперфузией), а также поспособу индукции ишемии (перевязка или коагуляция артерии, эмболизацияартериального русла, эндоваскулярная окклюзия и фототромбоз) (Liu F.,McCullough L.D., 2011) (рис.

1.4). Для моделирования ишемии головного мозгаиспользуются различные виды животных, причем в некоторых случаях выбортогоилииноговидапредопределяетсяуникальнымиособенностямикровоснабжения головного мозга, сформировавшимися в эволюции.Основоположником изучения ишемического повреждения головного мозгана грызунах принято считать S. Levine, предложившего в 1960 году модельгипоксии в сочетании с односторонней окклюзией ОСА у крыс (Levine S., 1960).В середине 1960-х годов данная модель была адаптирована и начатосистематическоеприменениегрызуноввисследованияхишемическогоповреждения головного мозга (Brown A.W., Brierly J.B., 1968; Mcgee-Russell S.M.et al., 1970).1.7.1 Модели фокальной ишемии головного мозгаВ клинической практике очаговое ишемическое повреждение головногомозга вследствие атеротромбоза или эмболии мозговых артерий встречаетсянаиболее часто, поэтому модели для изучения фокальной ишемии мозга являютсясамыми востребованными.

Наиболее часто для этой цели используется модельперевязки СМА у крыс через трепанационное окно (Tamura A. et al., 1981). Дляуменьшения коллатерального кровотока окклюзию СМА нередко дополняютпостояннойокклюзиейипсилатеральнойОСАивременнойокклюзиейконтралатеральной ОСА (Brint N.T. et al., 1988). При этом образуется очагповреждения, в центре которого мозговой кровоток равен или близок к нулю, а попериферии располагается область пенумбры с различным уровнем кровотока.Именно пенумбра является мишенью для протективных воздействий и изучения71их эффективности при экспериментальных исследованиях. Окклюзию проводятперевязкой либо коагуляцией корковой ветви СМА (Самойленкова Н.С. с соавт.,2008; Chen S.T. et al., 1986).Полная ишемияМоделиглобальнойишемииНеполная ишемияФокальная ишемияМоделифокальнойишемииМультифокальнаяишемия- Остановка сердца;- Окклюзия аорты;- Декапитация;- Окклюзия артерий головы;- Наложение шейнойманжеты;- Кровоизлияние/гипотония;- Гипоксия – ишемия;- 2-сосудистая окклюзия +гипотония;- 4-сосудистая окклюзия;- Односторонняя окклюзияОСА;- Окклюзия СМА;- Окклюзия СМА +окклюзия ипсилатеральнойОСА;- Окклюзия СМА +билатеральная окклюзияОСА;- спонтанный инфарктмозга;- Аутологичная кровянаяэмболизация;- Эмболизациямикросферами;- Фотохимическииндуцируемаямультифокальнаяэмболизация;Рис.

1.4. Основные виды экспериментальных моделей ишемического инсульта (Liu F.,McCullough L.D., 2011).Недостатком этих моделей является то, что при перевязке СМАнеобходимо проводить дополнительные исследования мозгового кровотока, а при72коагуляции возможно дополнительное термическое повреждение мозга. Крометого, у некоторых линий крыс возможны различные анатомические вариантыстроения дистального сегмента СМА, а именно, магистральный, рассыпной исмешанный (Herz R.C.