Диссертация (Эффекты и механизмы ишемического прекондиционирования и посткондиционирования головного мозга), страница 8

Однако более детальные данные о роли этих механизмов в реализациинейропротективных эффектов ишемической толерантности требуют проведениядальнейших исследований.Одна из наиболее логичных гипотез, объясняющих природу защитногоэффекта ишемической толерантности, состоит в том, что прекондиционирующиестимулы способствуют усилению регионарного кровотока в зоне последующейтестовой ишемии за счет процессов артериоколлатеральногокровотокаиперфузиии ангиогенеза. Улучшениемикроциркуляторногорусла,вособенности в зоне пенумбры, потенциально может приводить к большей37сохранности нервной ткани и ограничению размера инфаркта. Несмотря на всюочевидность этой гипотезы, считать ее полностью доказанной преждевременно.Кроме того, можно утверждать, что защитные эффекты ИПреК в миокарде несвязаны с улучшением коллатерального кровотока (Li G.C.

et al., 1990; Schott R.J.et al., 1990).Данные о состоянии мозгового кровотока в ходе тестовой ишемии послеИПреК противоречивы. Через 4 суток после 30-минутной окклюзии СМА или 5минутной глобальной ишемии головного мозга у крыс проводили тестовуюфокальную ишемию продолжительностью 2 или 3 часа (Matsushima K., HakimA.M., 1995).

У животных, прекондиционированных с помощью фокальнойишемии, в ходе тестовой ишемии мозговой кровоток в лобно-теменной зоне корыбыл значительно выше, хотя этот эффект и не сопровождался уменьшениемразмера инфаркта. В то же время, ИПреК кратковременной глобальной ишемиейприводило к уменьшению размера инфаркта, но не сопровождалось изменениямимозгового кровотока. Сходные данные об отсутствии изменений мозговогокровотока, несмотря на наличие инфаркт-лимитирующего действия, былиполучены и другими авторами (Chen J. et al., 1996). С другой стороны,существуют данные о том, что ИПреК (Nakamura H. et al., 2006) и ПреК спомощью корковой распространяющейся депрессии (Otori T. et al., 2003)характеризуются улучшением перфузии ткани мозга в ходе тестовой ишемии инепосредственно после нее.

Достаточно убедительные результаты об улучшениирегионарного мозгового кровотока в ходе тестовой 45-минутной регионарнойишемии у мышей через 72 часа после ИПреК были получены с помощью методиклазерной допплеровской флоуметрии и МРТ с мечением артериальных спинов(Hoyte L.C. et al., 2006).Механизмы улучшения регионарного кровотока в мозге под действиемпрекондиционирования могут включать процессы артерио-и ангиогенеза.Расширение и рост предсуществующих коллатеральных сосудов после окклюзииосновной артерии получили название артериогенеза, тогда как ангиогенез - этопроцесс формирования новых капиллярных сетей за счет пролиферации38эндотелия.Важнейшимстимуляторомангиогенезаявляетсясосудистыйэндотелиальный фактор роста (VEGF), относящийся к группе HIF-1-зависимыхгенов. Увеличение уровня белка VEGF в коре мозга и в гиппокампе былопоказано после гипоксического прекондиционирования у новорожденных свиней(Ara J.

et al., 2011). Однако место и значимость ангиогенного эффекта VEGF вограничении размера инфаркта мозга под действием прекондиционированиятрудно интерпретировать, поскольку, с одной стороны, формирующиеся поддействиемVEGFмикрососудыхарактеризуютсяфункциональнойнеполноценностью и весьма высокой проницаемостью, а с другой стороны,помимо ангиогенного действия, VEGF обладает рядом других потенциальнонейропротективных эффектов, связанных с подавлением апоптоза и нейрогенезом(Obrenovitch T.P., 2008).

Регионарный мозговой кровоток может такжеулучшаться под действием других белков, экспрессия которых усиливается подвлиянием HIF-1, а именно, эндотелиальной NO-синтазы (Atochin D.N. et al., 2003)и эритропоэтина (Li Y. et al., 2007).Отдельноговниманиязаслуживаетвопросовлияниипрекондиционирования на функциональное состояние микрососудов мозга послеишемии, в период реперфузии. Известно, что значительная доля реперфузионногоповрежденияголовногомозгасвязанасразвитиемпостишемическогоневосстановления кровотока (no-reflow), к основным механизмам которогоотносятся отек эндотелия, интенсивная адгезия лейкоцитов, образованиемикротромбов и нарушение эндотелий-зависимой вазодилатации. Прямыхдоказательствослаблениявыраженностиno-reflowподдействиемпрекондиционирования головного мозга не существует, хотя известно, чтоэндотелиоциты мозговых сосудов могут быть прекондиционированы in vitro(Andjelkovic A.V.

et al., 2003), а ИПреК вызывает улучшение мозгового кровотокаи уменьшение выраженности десквамации эндотелия после тестовой ишемии укрыс in vivo (Vlasov T.D. et al., 2005).Таким образом, к настоящему времени накоплено довольно много данных,указывающихна возможную рольусиления коллатеральногомозгового39кровотока и ослабления no-reflow в механизмах нейропротективного действияпрекондиционирования головного мозга.

В то же время, для более точной оценкистепени вклада этих механизмов в итоговый инфаркт-лимитирующий эффектпрекондиционирования требуются дополнительные исследования.Нарушение целостности гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) являетсяважным звеном патогенеза ишемического инсульта и приводит к развитию отекаголовного мозга (Покровский В.М., Коротько Г.Ф., 2003). ИПреК головного мозгаприводит к уменьшению вызванных последующей перманентной ишемиейповышения проницаемости ГЭБ и отека мозга у крыс и мышей (Masada T.

et al.,2001, Gesuete R. et al., 2011). Остается неясным, является ли вызванноепрекондиционированием уменьшение проницаемости ГЭБ причиной сниженияишемического повреждения головного мозга или, напротив, его следствием. Содной стороны, подавление воспалительного ответа в ходе тестовой ишемии,характерноедляишемическойтолерантности,способствуетсохранениюцелостности ГЭБ.

С другой стороны, нормализация функции ГЭБ может являтьсяактивныммеханизмомишемическойтолерантности,препятствующимпоступлению лейкоцитов из системного кровотока в поврежденную ткань мозга.Синаптогенез представляет собой еще один механизм регенерации нервнойткани после инфаркта и включает разрастание ветвей аксонов и измененияшипикового аппарата дендритов. Плотность дендритных шипиков нейронов поляСА1 гиппокампа достоверно возрастает после ИПреК у монгольских песчанок(Corbett D. et al., 2006).Несмотря на интенсивное изучение механизмов ИПреК головного мозга втечение последних 20 лет, к настоящему времени целый ряд теоретическихвопросов остается открытым. Наиболее важная проблема состоит в том, способнолипрекондиционированиеголовногомозгаполностьюпредотвратитьишемическую гибель нейронов при пролонгированной или перманентнойфокальной ишемии, либо речь идет о простом замедлении наступлениянеобратимого повреждения.401.1.3 Кумулятивные повреждающие эффекты повторных эпизодов ишемическогопрекондиционирования головного мозгаВопрос о том, каким должен быть протокол ИПрек головного мозга дляобеспечениямаксимальновыраженнойнейропротекции,требуетдополнительного анализа.

Протоколы применения ИПрек авторами подбираютсяв процессе выполнения экспериментальной части исследования и далее, какправило, публикуются только протоколы, в результате применения которых былиполучены протективные эффекты. Чтобы максимально увеличить эффективностьприменяемого протокола и свести к минимуму риск возможного возникновенияосложнений, необходимо учитывать как протективные эффекты примененияишемических стимулирующих воздействий, так и возможные кумулятивныеповреждающие эффекты.

До сих пор остается малоизученной проблеманеэффективного, кумулятивного или возможного повреждающего действияповторных ишемических стимулирующих воздействий. Известно, что дляразличных органов и тканей необходимо неодинаковое количество ишемическихстимулов. Для реализации эффекта прекондиционирования миокарда необходимонесколько ишемических стимулов, что было показано во многих исследованиях сприменением различных экспериментальных моделей (Murry C.E. et al., 1986).Длядостиженияпротективногоэффектаприишемическомпрекондиционировании головного мозга чаще используется однократныйишемический эпизод (Obrenovitch T.P., 2008), а несколько эпизодов могутприводить к повреждающему эффекту (Tomida S. et al., 1987; Nakano S. et al.,1989).

Возможно, при моделировании нескольких прекондиционирующихишемических стимулирующих воздействий, разделенных короткими периодамиреперфузии, нервная ткань становится более чувствительной к последующейпродолжительной ишемии, т.е. наблюдается кумулятивный повреждающийэффект. Также можно предположить, что в основе таких различий лежатособенности метаболизма кардиомиоцитов и нейронов различных структурголовного мозга, а также то, что, в отличие от клеток миокарда, для нейронов41характерна отсроченная гибель (Kirino T., 1982).

На сегодняшний деньмеханизмы повреждения нейронов, вызванного повторяющимися сублетальнымиишемическими стимулами, остаются неизвестными. Существует небольшоеколичество экспериментальных исследований, показывающих кумулятивныеповреждающие эффекты применения ишемических стимулирующих воздействий(табл. 1.1).В 1987 году в экспериментах на монгольских песчанках были изученыэффекты повторных ишемических воздействий на ткань головного мозга прибилатеральной окклюзии ОСА (Tomida S.

et al., 1987). Было установлено, что попрошествии 24 часов реперфузионного периода однократная 5-минутнаяокклюзия ОСА не приводит к гибели животных, 15-минутная ишемия приводит кгибели в 11% случаев, в то время как три эпизода 5-минутной окклюзии ОСА,разделенных 60-минутными эпизодами реперфузии, приводят к гибели 42%животных.Таблица 1.1Исследования, обнаружившие кумулятивные повреждающие эффектыишемических прекондиционирующих стимулов на структуры головного мозгаОбъектЭкспериментальнаяАвтор,№экспериментального Критерии оценкимодельгодисследованияМорфологическийанализ полей СА1,ПесчанкиСА2, СА4,БилатеральнаяTomida S.монгольскиезубчатая извилина1.окклюзия общихet al.,(Merionesгиппокампа, слоевсонных артерий1987unguiculatus)коры головногомозга; оценкаотека мозгаАнализмикроциркуляцииПесчанкиБилатеральнаягиппокампа,монгольскиеVass K.