Диссертация (Эффекты и механизмы ишемического прекондиционирования и посткондиционирования головного мозга), страница 5

(НШ-2359.2012.7) и в 20132014 гг. (НШ-1611.2014.7); гранта РФФИ в 2013-2014 гг. (№ НК 13-04-00793/13);гранта Санкт-Петербурга в сфере научной и научно-технической деятельности в2012 г. и в 2014 г.Научные результаты, представленные в работе, были отмечены Дипломомза лучший инновационный проект (рук. Щербак Н.С.) в сфере науки и высшего21профессионального образования Санкт-Петербурга в 2011 г. и в 2014 г. вноминации «Лучшая научно-инновационная идея».Внедрение результатов работы.

Результаты исследования внедрены внаучно-исследовательскую работу Института экспериментальной медицины(директор – д.м.н, профессор РАН Галагудза М.М.) ФГБУ «Северо-Западныйфедеральный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова»Минздрава России.Публикации. По материалам диссертации опубликовано 45 печатных работ,из них 19 статей в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования инауки РФ для публикации основных научных результатов диссертации насоискание ученой степени доктора наук, получено 1 авторское свидетельство наизобретение и 1 авторское свидетельство на полезную модель.

Помимо этого поматериалам диссертации в других изданиях опубликованы: 4 статьи, 1 научныйтруд, 19 тезисов Всероссийских и Международных конференций.Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 310 страницах исостоитизвведения,шестиглав,заключения,выводов,практическихрекомендаций, списка литературы, включающего 49 отечественных и 319иностранных источников. Диссертация содержит 40 таблиц и 41 рисунок.Личный вклад автора в проведенное исследование. Автором личнопредложена основная идея исследования, определены цель и задачи. Всерезультатыэкспериментальногоисследования,составившиеосновноесодержание работы, получены автором лично или при его непосредственномучастии.

Анализ результатов, статистическая обработка, подготовка публикацийпо материалам проведенных исследований были выполнены автором лично.22ГЛАВА 1.СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ФЕНОМЕНАХИШЕМИЧЕСКОГО ПРЕ- И ПОСТКОНДИЦИОНИРОВАНИЯГОЛОВНОГО МОЗГА(обзор литературы)1.1 Ишемическое прекондиционирование головного мозгаИшемия головного мозга в зависимости от продолжительности ивыраженности может приводить как к повреждающим, так и к протективнымпоследствиям. Сегодня накоплены значительные знания практически обо всехзвеньяхпатологическогопроцесса,запускающегосяприишемическомповреждении головного мозга (рис. 1.1).

Если ишемическое повреждениеявляется сублетальным, т.е. не вызывающим гибели нейронов, отмечаетсяпреобладание защитных механизмов, и последующее более продолжительное(тестовое) ишемическое состояние характеризуется лучшей переносимостью. Этоявление известно как адаптация к повреждению или прекондиционирование(ПреК).В историческом плане общие представления о ПреК сформировались многовеков назад и нашли отражение еще в работах Парацельса, который отмечал, что«только доза делает яд ядом». Лежащий в основе ПреК адаптивный ответ можнонаблюдать у представителей самых разнообразных живых организмов отбактерий до млекопитающих (Feder M.E., Hofmann G.E., 1999).

Считается, чтофеномен ишемического прекондиционирования (ИПреК) впервые был открытC.E. Murry с соавт. в 1986 году при моделировании регионарной ишемиимиокарда у собак (Murry C.E. et al., 1986). С другой стороны, еще в 1964 г. N.A.Dahl и W.M. Balfour установили, что короткие эпизоды глобальной аноксиизначительно увеличивают продолжительность жизни крыс при последующейдлительнойаноксии(DahlN.A.,BalfourW.M.,1964).Термины«прекондиционирование» и «толерантность» для обозначения этого явления быливпервые предложены А. Janoff также в 1964 г. (Janoff A., 1964). К сожалению, в то23время эти экспериментальные работы не привлекли должного вниманияисследователей.Рис.

1.1. Временная последовательность механизмов повреждения при ишемииголовного мозга (Chavez J.C. et al., 2009).Классическое описание ИПреК головного мозга произошло намного позже,когда в 1990 г. в экспериментах на монгольских песчанках было установлено, чтокороткиеишемическиестимулызащищаютмозготпоследующейпродолжительной ишемии (Kitagawa K. et al., 1990). Следует отметить, что дляобозначения состояния повышенной устойчивости мозга к ишемическомуповреждению в результате активации эндогенных защитных механизмов поддействием различных предварительных воздействий в литературе частоприменяется термин «ишемическая толерантность» (Dirnagl U.

et al., 2003). Такимобразом, под ПреК чаще понимают сам процесс индукции нейропротективногофенотипа, а под ишемической толерантностью — результат в виде возросшейустойчивости головного мозга к ишемии.Известно, что защитные механизмы в ответ на ишемию активируются вклетках головного мозга и без предварительных прекондиционирующихстимулов, однако протективный ответ при этом оказывается недостаточным, чтоприводит к формированию глубокого необратимого повреждения (Gidday J.M.,242006; Donnan G.A. et al., 2008). Формирование ишемической толерантности поддействиемпрекондиционирующихфакторовсвязаносактивациейдополнительных нейропротективных механизмов, которые могут быть условноразделены на пре -и постишемический защитный ответ. Как пре-, так ипостишемические адаптивные реакции возникают в результате активациигенетического аппарата клетки (рис. 1.2).В зависимости от характера стимула, вызывающего ишемическуютолерантность, выделяют ишемическое и неишемическое ПреК головного мозга.Во втором случае устойчивость головного мозга к ишемии возрастает врезультате предварительного воздействия различных индукторов неишемическойприроды, например, фармакологических агентов, физических факторов и др.Длительностьишемическихпрекондиционирующихстимулирующихвоздействий должна быть достаточно продолжительной, чтобы инициироватьзащитную реакцию и, в то же время, не настолько серьезной, чтобы вызватьнеобратимые повреждения.

Так, в исследовании на монгольских песчанках приглобальной ишемии переднего мозга, вызванной 5-минутной окклюзией общихсонных артерий (ОСА), изучали различные варианты применения ишемическихстимулов различной длительности и с различным временным интервалом(Kitagawa K. et al., 1990). Было установлено, что применение 2-х эпизодов по 2минуты с интервалом в 24 часа перед 5-минутной ишемией способствоваловыживанию практически всех нейронов поля СА1 гиппокампа, в то время как,применение ишемического стимула длительностью в одну минуту илиприменение 2-х ишемических эпизодов по 2 минуты, разделенных интерваломменее чем 24 часа, не приводило к уменьшению количества поврежденныхнейронов поля СА1 гиппокампа при 5-минутной ишемии (Kitagawa K.

et al.,1990).25Рис. 1.2. Формирование повреждения головного мозга и ишемической толерантности припрекондиционировании (Gidday J.M., 2006).Первая экспериментальная работа, направленная на изучение временногоинтерваламеждуишемическимпрекондиционирующимстимуломипродолжительной ишемией на головном мозге у крыс, появилась в 1998 г. (BaroneF.C.

et al., 1998). В экспериментах на крысах проводили 10-минутную окклюзиюсредней мозговой артерии (СМА) с последующей реперфузией в течение 2, 6, 12часов, а также 1, 2, 7, 14 и 21 суток, после чего выполняли постоянную окклюзиюСМА. При анализе применения ИПостК с различной длительностью реперфузиибыло установлено, что уменьшение объема инфаркта мозга и выраженностиневрологическогодефицитабылозарегистрированопримоделированиипостоянной окклюзии СМА спустя 1, 2, 7 суток после 10-минутной обратимойокклюзии СМА (Barone F.C.

et al., 1998). Позднее эти временные рамки былиподтверждены во многих экспериментальных исследованиях (Kitagawa K. et al.,1991; Kirino T., 2002; Dirnagl U. et al., 2003). Таким образом, многимиисследователями был сделан вывод: для развития ишемической толерантностиголовного мозга требуется как минимум 24 часа.26Однако существуют исследования, устанавливающие наличие раннейишемической толерантности, которая возникает менее чем через 24 часа послеиндуцирующего стимулирующего воздействия. Так, в исследованиях на мышахприменение 3 эпизодов 5-минутной окклюзии СМА с последующей еепостоянной окклюзией приводило к значимому уменьшению зоны некроза иуменьшению выраженности неврологического дефицита, анализируемых через 24часа после хирургических манипуляций (Atochin D.N. et al., 2003). В другомисследовании на модели фокальной ишемии головного мозга у крыс былоустановлено, что 30-минутная окклюзия СМА с последующей реперфузией втечение 60 минут приводит к уменьшению зоны некроза, вызванного 180минутной ишемией (Stagliano N.E.