Введение к работе
Актуальность. Гипоксия является ведущим патофизиологическим фактором в механизмах развития критических состояний организма разной этиологии - сосудистая патология головного мозга, черепно-мозговая травма, массивная кровопотеря, постреанимационная и травматическая болезни и др. [В.А.Неговский, А.М.Гурвич, Е.С.Золотокрылина, 1987; Г.А.Рябов, 1988; А.В.Волков, 1991,1999; В.А.Неговский, 1996; В.В.Мороз,1997, 2000,2001; В.Л.Кожура, 1998; Л.Г.Шикунова и др., 1999; С.Ф.Багденко, С.А.Селезнёв, Ю.Б.Шапот,2001].
Проблема острой и хронической ишемии головного мозга сохраняет чрезвычайную медицинскую и социальную значимость [Е.И.Гусев, В.И.Скворцова, 2001]. При расстройствах мозгового кровообращения возникают сердечные осложнения, которые сопровождают течение церебральной ишемии [Е.И.Чазов.,1992; А.Б.Де Луна,1993; D.C.Hess et all, 1993; K.F.Mortel et all, 1996; van der Worp H.B. et all, 1998; A.Mahagney et all,1998; R.Raicevic et all, 2000].. После мозгового инсульта нередко обнаруживаются обширные ишемические очаги в миокарде, и причиной смерти в большом проценте случаев является не повторный удар, а поражение сердца [S.Urbinati et all, 1992]. Патология сердца и мозга часто имеет общую патофизиологическую основу -атеросклероз мозговых и коронарных сосудов [И.А.Иванова-Смоленская, Л.МЛопова, А.А.Лякишев,1992; G.Lanzino et all,1991; A.Taccola et all,1992; H.Tei et all, 1999]. Имеются указания на связь коронарной болезни сердца и атеросклероза сонных артерий с пневмонией хламидийной этиологии [M.L.Wimmer et all, 1996].
Несмотря на известные клинические феномены реакций сердца при цереб-роишемических процессах, пусковые механизмы цереброкардиальных расстройств находятся ещё в положении перспективного решения. В механизмы цереброкардиальных нарушений неизбежно включаются непредсказуемые реакции сердца, обусловленные предшествующей или сопутствующей дис-
функцией мозга и/или сердца. При этом может быть глубоко скрытой истинная патогенетическая связь сердечно-сосудистых заболеваний с ишемическим поражением ЦНС. Отсюда суждение о цереброгенном факторе как о первичном механизме кардиомиопатии имеет скорее предположительное, чем утверждающее значение. Состояние данной проблемы находится на таком этапе своего развития, когда вопрос: "Каков кардиологический диагноз у пациентов с церебральной ишемией?" [G.Frohlig, 1999], сохраняет свою чрезвычайную актуальность и в настоящее время. Остро поставленный вопрос, отражающий, по-видимому, общее положение проблемы «мозг - сердце», свидетельствует о том, что цереброишемический компонент в патогенезе кардиомиопатии ещё не вполне ясен. Данные литературы говорят о том, что до сих пор нет чёткого подтверждения развития метаболических повреждений миокарда при остром нарушении мозгового кровообращения, не определены с полной достоверностью природа и механизмы дистрофических изменений в сердце, что затрудняет выбор лечебной тактики при цереброкардиальной патологии [Д.К.Лунёв,1975; А.М.Долгов, 1994; W. Gray,1999; G.Frohlig, 1999].
В этом аспекте приобретают большое значение экспериментальные модели цереброкардиального синдрома, поскольку предоставляется возможность избежать влияния сопутствующих или предшествующих патологических процессов в сердце и/или мозге на формирование кардиомиопатии цереброншемичсского происхождения. Несмотря на известные исследования в этом направлении, экспериментальные результаты пока недостаточны, чтобы составить более полное и убедительное представление о цереброгенных механизмах поражения сердца при регионарной сосудистой патологии головного мозга.
На основании обзора литературы сложилось убеждение, что необходимы комплексные исследования по данной проблеме, раскрывающие электрофизиологические и метаболические (оксидантные - антиоксидантные) механизмы развития дисфункции сердца при сосудистой недостаточности мозга. Значение оксидантных и антиоксидантных систем организма при критических состояни-
ях разной этиологии и патогенеза широко представлены в современных работах [Ю.А.Владимиров,1989; А.А.Болдырев, 1995; Г.Г.Жданов, 1996; П.П.Голиков и др.,1997; А.Я.Евтушенко, и др.,1999; В.Н.Ельский и др.,1999; Л.Г.Шикунова и др.,1999; В.И.Пахомов и др.,2000,2002; JJutteridge et all, 1999].
Как показывает анализ, в доступной литературе отсутствуют данные о параллельных исследованиях в миокарде при ишемии головного мозга свободнора-дикального окисления липидов основных типов - фосфолипидов и нейтральных липидов, исполняющих активігую, но разную функционально-метаболическую роль в жизненных процессах. При этом не встретились сведения о развёрнутом спектре продуктов ПОЛ в миокарде, необходимом для более полного определения патогенетического значения ПОЛ в формировании цереброишемической кардиомиопатии. Из литературы также следует, что электрические и метаболические нарушения, характеризующие формирование дистрофического процесса в сердце, как правило, не сопоставлялись с критическим уровнем мозгового кровообращения.
В целях повышения эффективности профилактики и терапии угрожающих состояний организма необходима новая стратегия [В. А. Неговский, А.М.Гурвич, Е.С.Золотокрылина,1987; В.Д. Малышев и др.,1994; В.А. Неговский, 1996; А.Д.Беляевский,1999; О.А. Долина и др., 1999; G.Frohlig, 1999].
В этой связи получает положительную оценку ГБО как полифункционалыюе средство профилактического и терапевтического воздействия на организм при экстремальных состояниях - черепно-мозговой травме, постгапоксической энцефалопатии, газовой эмболии сосудов головного мозга, в сердечно-сосудистой хирургии, в комплексной терапии заболеваний сердца и лёгких, травматической болезни, шока и других патологических состояний [В.И.Бураковский, Л.А.Бокерия,1974; Б.В. Петровский, С.Н.Ефуни, Е.А.Демуров и др., 1987; Е.И.Гусев, Н.В.Казанцева, Л.А.Нифонтова и др., 1990; Л.Ф. Косоногое, Н.В. Шаповалова, 1991; С.А.Байдин, 1995; П.И. Кошелев,1998; М.А.Струков, 1998; А.Н. Коновалов и др.,1999; N.Iwatsuki et all, 1994; R.B. Mink et all, 1995;
J.Herrouschot et all,1998]. Вполне актуально суждение о том, что следует вновь обратиться к экснериментам с вовлечением ГЬО в терапию острой ишемии мозга, чтобы исключить противоречивые оценки результатов, касающихся влияния ГБО на клеточные и метаболические нарушения и установить роль кислорода иод избыточным давлением в лечении острого ишемического удара [N. Nighoghossian et all, 1997].
Всё вышеизложенное предопределило необходимость и целесообразность дальнейшего изучения патогенеза и саногенеза патологии сердца при церебральной ишемии.
Цель исследовании:
изучить электрическую и метаболическую реакции сердца по динамике ЭКГ, свободнорадикалыюго процесса ПОЛ (фосфолипидов и нейтральных лииидов) и антрадикальной активности СОД при острой сублеталыюй ишемии головного мозі-а с оценкой возможности коррекции цереброкардиальных нарушений методом гинербарической оксигенации. Задачи исследонания:
1. Воспроизвести экспериментальную модель острой ишемии головного моз
га у лабораторных белых крыс и дать количественную характеристику субле
талыюй ишемической гипоксии но напряжению кислорода (рОг) и скорости
мозгового кровотока (СМК) в коре больших полушарий.
-
Охарактеризовать электрическую функцию сердца по основным параметрам ЭК1' в раннем периоде острого течения ишемии головного мозга.
-
Определить качественные и количественные показатели свободноради-кальныхреакций окисления фосфолипидов и нейтральных липидов по динамике развёрнутого спектра продуктов ИОЛ (конъюгированных диенов, МДА, сопряженных триенов+кетодиенов, изолированных двойных связей) и антиради-калыюй активности СОД в миокарде в раннем периоде острой ишемизации головного мозга.
4. Изучить влияние ГБО на электрическую и метаболическую реакции ПОЛ и антирадикальную активность СОД в миокарде животных в состоянии острой ишемизации головного мозга в сравнении с реакциями сердца здоровых животных с целью оценки роли гипербарического кислорода в саногенезе церебро-кардиального синдрома.
Научная новизна. Впервые проведены комплексные исследования электрической и метаболической (оксидантных-антиоксидантных) реакций сердца на острый цереброишемический стресс при учёте количественных параметров недостаточности мозгового кровообращения, что в совокупности шюсит новые данные в решение проблемы цереброкардиальной патологии.
Показано, что электрическая и метаболическая реакции сердца на острую ишемию головного мозга (второго критического уровня мозгового кровотока) проявляются развитием нейродистрофического процесса в форме диффузного субэндокардиального поражения миокарда.
Обосновано значение дисбаланса свободнорадикальных реакций окисления фосфолипидов и нейтральных липидов (по динамике широкого спектра продуктов липопероксидации - конъюгированных диенов, МДЛ, сопряженных триенов+кетодиенов, изолированных двойных связей) и антирадикалыюй активности СОД в патогенезе острой цереброишемической кардиомиопатии.
Выявлены новые элементы первичной патогенетической связи между сублетальной ишемией головного мозга и острой дисфункцией сердца, составляющие закономерное звено в цереброгенных механизмах нарушений сердечной деятельности.
Результаты электрокардиологических и метаболических исследований расширяют представление о патогенезе и саногенезе острой цереброишемической кардиомиопатии и раскрывают потенциальные возможности ГБО как средства адаптационно-метаболической коррекции цереброкардиальных расстройств.
Практическая значимость работы. Результаты исследований электрических (ЭКГ) и метаболических (ПОЛ-СОД) механизмов развития дисфункции
сердца могут иметь значение для обоснования диагноза и прогноза острой цереброишемической кардиомиопатии.
Положительное влияние гипербарического кислорода, реализующееся через сбалансированную коррекцию мозгового кровообращения, электрических, оксидантных и антиоксидантних процессов в миокарде при сублеталыюй ишемии головного мозга, свидетельствует о возможнее раннего и более широкого клинического применения ГБО в качестве метода интенсивной адаптационно-метаболической терапии острой цереброишемической кардиомиопатии и сопряжённых терминальных состояний.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Выключение кровообращения по системе общих сонных артерий у лабораторных животных вызывает сублетальную ишемию головного мозга, соответствующую второму критическому уровню мозгового кровотока у человека.
-
Изменения электрической функции сердца в начальной фазе острой сублеталыюй ишемии головного мозга отображаются в электрокардиограмме, свидетельствующей о раннем формировании диффузного субэндокардиального поражения сердца.
3. Метаболические (оксидантные-антиоксидантные) процессы в сердце в
ранней фазе острого течения ишемии головного мозга проявляются дисбалан
сом свободнорадикальных реакций окисления фосфолипидов и нейтральных
липидов с изменением широкого спектра продуктов липопероксидации - конъ-
. югированных диенов, МДА, сопряженных триенов+кетодиенов и изолированных двойных связей на фоне повышенной антирадикалыюй активности супер-оксиддисмутазы.
4. Электрокардиологические изменения и метаболические нарушения в серд
це вследствие сублетальной ишемии головного мозга дают основание считать,
что в патогенезе острой цереброишемической кардиомиопатии существенную
роль играет нейродистрофический процесс.
5. Гипербарическая оксигенация в режиме 300 кПа - 50 мин в значительной мере обеспечивает сбалансированную коррекцию нарушений мозгового кровообращения, электрической функции сердца, оксидантных и антиоксидантных процессов в миокарде. В последействии ГБО выживаемость животных в состоянии 24-часовой церебральной ишемии увеличивается, по сравнению с контрольными животными, в 2,5 раза.
Внедрение результатов работы. Материалы настоящего исследования используются в учебном процессе и научно-исследовательской работе медико-биологических и клинических кафедр ВГМА им. Н.Н.Бурденко: реаниматологии и анестезиологии, патофизиологии, нормальной физиологии с курсом физики, медицинской биологии и центральной научно-исследовательской лаборатории.
Апробация работы: Диссертация выполнена в соответствии с основным планом научных исследований Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н.Бурденко на 2000 - 2005 годы по комплексной программе «Общие закономерности и фундаментальные механизмы адаптации организма при гипоксии и гипероксии». Исследование соответствует республиканским программам по медицине: Экстремальные и терминальные состояния, Научные основы реаниматологии, Гипербарическая оксигенация и Общая патология РАМН на 2000 - 2005 годы.
Экспериментальная работа выполнялась на кафедрах анестезиологии и реаниматологии (зав.-проф.Н.В.Шаповалова), патофизиологии (зав.-проф. В.А.Ворновский) и медицинской биологии (зав.-проф. А.Н.Пашков), в биохимическом отделе (с.н.с. В.М.Лифшиц, с.н.с. В.И.Сидельникова) ЦНИЛ (зав. -проф. Э.Г.Быков). Диссертация апробирована на совместной научной конференции кафедры реаниматологии и анестезиологии, патофизиологии, медицинской биологии, нормальной физиологии с курсом физики (Воронеж, 2002).
Материалы настоящего исследования были представлены на симпозиумах, конференциях, съездах и конгрессах — Межрегиональная конференция моло-
дых учёных: Клиническая и экспериментальная медицина сегодня. - Воронеж, 1997; Второй международный симпозиум: Структура и функции вегетативной нервной системы. - Воронеж, 1998; Межрегиональная конференция: Новое в клинической и экспериментальной медицине. - Воронеж,1999; Всероссийская конференция: Современные проблемы экспериментальной и клинической медицины. - Воронеж, 2000; Второй Российский конгресс по патофизиологии с международным участием: Патофизиология органов и систем. - М, 2000; Первая межрегиональная научно-практическая конференция с международным участием. Санкт-Петербургские Чтения - 2001. - С.-Пб, 2001; Восемнадцатый съезд физиологического общества им. И.П.Павлова. - Казань, 2001.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ в центральных журналах, республиканских, межрегиональных, областных сборниках научных работ и изданиях Российских симпозиумов, съездов и конгрессов с международным участием.
Объём и структура диссертации. Диссертационное исследование изложено на 142 страницах машинописного текста; состоит из Введения, 4-х глав (I - Обзор литературы, II - Методы исследования, III - Результаты собственных исследований, IY - Обсуждение результатов исследований), Заключения, Выводов, Практических рекомендаций и Списка цитируемой литературы. Рукопись иллюстрирована 12 таблицами и 10 рисунками. Список литературы включает 378 источников, из них отечественных авторов - 215 и зарубежных - 163.
