Введение к работе
Актуальность темы. Распространенность острого нарушения мозгового кровообращения (ОНМК), огромный процент людей, перенесших инсульт, значительное количество которых приобретает ту или иную степень инвалидизации и необходимость постороннего ухода, неся, таким образом, моральные, физические и материальные затраты как со стороны окружения больного, так и государства, исключает необходимость обоснования, поиска доказательств актуальности изучения патогенеза ишемического инсульта (ИИ). Многофакторность природы ИИ обуславливает необходимость более детального изучения константных наследственных факторов, которые реализуются, в том числе, на клеточном уровне. Многие программы повреждения клеток, генетически обусловлены, что подтверждает значимость изучения вклада генетически детерминированных свойств клеток в патогенез ИИ. К таким свойствам относится структурно-функциональное состояние плазматической мембраны клеток отличающееся по своим характеристикам в популяции людей и животных (Орлов С.Н. и др., 1982; Постнов Ю.В. и др., 1987; Zicha J. et al., 1999).
Отражением генетически детерминированных структурно-
функциональных свойств мембраны клеток является транспорт ионов через плазматическую мембрану, осуществляемый обменниками (Na+-Na+, Na -Н , Na+-Li+) (Постнов Ю.В. и др., 1987). Многочисленные исследования, берущие начало с 70-80гг. XX столетия, определили ассоциированность первичной гипертензии, а также ряда других заболеваний, с высоким уровнем функционирования указанных транспортных систем. Нарушение транспорта одновалентных ионов оказалось сопряженным с целым рядом других структурно-функциональных особенностей клеток, объединенных общим названием мембранные нарушения, оказавшиеся характерными для клеток как возбудимого, так и невозбудимого типов: сниженная способность клетки поддерживать в цитоплазме постоянный градиент концентрации ионов, повышение концентрации Na+ и снижение К+ в клетке, снижение мембранного потенциала и частичная деполяризация мембраны, повышение клеточной возбудимости, повышенние концентрации в цитозоле клетки свободного кальция, являющего основным медиатором этапов ишемического каскада (Постнов Ю.В. и др., 1987; Ослопов В.Н., 1995; Постнов Ю.В. и др., 2008), уменьшение скорости поглощения неиромедиаторов в синаптосомах и их длительный контакт с постсинаптической мембраной (Бриттов А.Н. и др., 1984; Постнов Ю.В. и др., 1985), избыточная концентрация токсических веществ, недостаток генерирования АТФ и, соответственно, предрасположенность к апоптозу (Постнов Ю.В. и др., 2008; Lehninger A.L. et al., 1967; Erne P. et al., 1984; Gulak P.V. et al., 1986; Hamet P. et al., 1995; Orlov S.N. et al., 1995; Hojnoczky G. et al., 2006). Определено что, как у крыс SHR, так и у больных с эссенциальной гипертензией причиной более высокого количества ионов кальция в цитозоле является изменение микроструктуры мембран клеток (Montenay-Garestier Т. et al., 1981; Orlov S.N. et al., 1982; Orlov S.N. et al., 1982; Zicha J. et al., 1999), их количественного состава, приводящие
к модификации ионотранспортной функции клеточной мембраны (Postnov Yu.V. etal., 1988).
На современном этапе для характеристики вышеперечисленных свойств клеточных мембран используется один из механизмов транспорта ионов -диффузия Na+, который в свою очередь верифицируется путем определения скорости Na+-Li+ противотранспорта (Na+-Li+-countertransport - NLC) в мембране эритроцита. Генетические исследования, показавшие общность структурно-функциональных свойств мембран клеток различных типов, позволяют использовать результаты анализа эритроцитов, для оценки состояния мембран других клеток (Розеншраух Л.В. и др., 2010).
На основании вышесказанного было предположено, что особенности в структурно-функциональных свойствах мембран клеток, являются неблагоприятными, и с учетом патогенеза ишемии могут создавать основу более агрессивного течения всех патобиохимических этапов ишемии клеток головного мозга, что будет отражаться на тяжести течения ИИ, объеме и «глубине» поражения вещества мозга, и в конечном итоге на исходе заболевания, что наиболее значимо. Вышесказанное не может не обусловить интерес определения наличия или отсутствия ассоциаций приведенных свойств клеток с выраженностью поражения головного мозга и клиническими проявлениями ИИ. К настоящему времени не проводилось каких-либо работ, посвященных изучению данной проблемы, и вопрос поиска ассоциаций структурно-функциональных особенностей мембран клеток на тяжесть течения ИИ остается открытым.
Цель работы. Изучить особенности клиники и неировизуализационных характеристик острого периода ишемического инсульта в ассоциации со структурно-функциональным состоянием клеточных мембран для оптимизации терапии и прогнозирования исходов инсульта. Задачи исследования:
-
Определить особенности неировизуализационных характеристик ишемического очага в период терапевтического окна и в динамике острого периода инсульта при различном уровне ионотранспорта в мембранах клеток.
-
Определить клинические особенности ишемического инсульта в период терапевтического окна и в динамике в остром периоде при различном уровне ионотранспорта в мембранах клеток.
-
Оценить возможность применения величины скорости Na+-Li+-противотранспорта в мембране эритроцита, отражающего структурно-функциональное состояние клеточных мембран, как генетического маркера течения ишемического инсульта.
-
На экспериментальной модели ишемии определить морфологические характеристики ишемического очага большого мозга крыс линии SHR, характеризующихся высокой скоростью трансмембранного ионотранспорта, и в контрольной группе линии Wistar.
Научная новизна. Впервые выявлены клинические и нейровизуализационные особенности течения острого периода ИИ в ассоциации со структурно-функциональным состоянием клеточных мембран. Впервые установлена
стабильность величины скорости Ка+-Ы+-противотранспорта в мембране эритроцита при ИИ, что позволило провести анализ ассоциативности полиморфизмов генов, отвечающих за гетерогенность рецепторов мембран, участников ишемического повреждения клеток головного мозга, с диапазонами скорости NLC в мембране эритроцита. Впервые в экспериментальном исследовании на модели ишемии определены морфологические характеристики вещества мозга в очаге ишемии, в том числе уровень экспрессии защитного стресс-белка, у крыс линии SHR, характеризующихся высокой скоростью транспорта ионов в мембранах клеток, в сравнении с контрольной группой Wistar. Впервые обоснована возможность прогнозирования клинических исходов ИИ и необходимость коррекции методов лечения с учетом скорости NLC.
Практическая значимость. Установленные клинико-нейровизуализационные особенности острого периода ИИ у больных с различным уровнем транспорта ионов в мембранах клеток в ассоциации с другими генетическими маркерами позволяют на ранних стадиях заболевания прогнозировать тяжесть течения инсульта, выделить группу пациентов с прогностически более выраженным ишемическим повреждением головного мозга и неблагоприятным исходом заболевания, что, соответственно, позволит оптимизировать методы лечения. Полученные данные также могут создать основу для дальнейшего исследования эффективности различных групп препаратов, в первую очередь обладающих нейропротективными свойствами, для выработки стандартов лечения пациентов с учетом генетических факторов. Положения, выносимые на защиту.
-
Структурно-функциональное состояние мембран клеток ассоциировано с тяжестью течения ИИ, в том числе с выраженностью повреждения вещества головного мозга в зоне ишемии, объемом поражения, степенью неврологического и функционального восстановления к концу острого периода инсульта.
-
Полиморфизм генов, определяющих генетическую гетерогенность рецепторов клеточных мембран, участвующих в механизмах ишемии головного мозга, ассоциирован с диапазонами скорости Na+-Li+-противотранспорта в мембране эритроцита.
-
К особенностям патогенеза ИИ у пациентов с различной принадлежностью к диапазонам скорости №+-1Л+-прогивотранспорта в мембране эритроцита может относиться различная степень экспрессии защитного стресс-белка HSP70, что определено в экспериментальном исследовании на крысах SHR с высокими скоростными значениями транспорта ионов в мембранах клеток в сравнении с крысами Wistar.
-
Морфологические, клинические и визуализационные особенности, характерные для пациентов с высокой скоростью Na+-Li+-противотранспорта в мембране эритроцита, дают возможность выделить обозначенную группу как фактор риска тяжелого течения ишемического инсульта.
Внедрение результатов исследования. Результаты диссертационного исследования внедрены в практическую деятельность неврологического
отделения ГАУЗ Межрегионального клинико-диагностического центра (г. Казани) и используются в учебном процессе кафедры неврологии и нейрохирургии факультета повышения квалификации и профессиональной переподготовки специалистов ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались в стендовом докладе на «XIV Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство», Москва, 2007г.; на Второй Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные методы диагностики и лечения кардиальной и церебральной патологии», г. Светлогорск, 2008г.; в стендовом докладе на «I Национальном конгрессе кардионеврологии», Москва, 2008г.; на Ш Российской научно-практической конференции «Здоровье человека в XXI веке», г. Казань, 2011г.; на совместном заседании кафедры неврологии и нейрохирургии ФПК и ППС ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (КГМУ), 2011г.; на совместном заседании сотрудников кафедры неврологии и мануальной терапии, кафедры неврологии и рефлексотерапии, кафедры детской неврологии ГБОУ ДПО «Казанская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, кафедры неврологии и нейрохирургии ФПК и ППС ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, 2011г.
Публикация результатов исследования. По теме диссертационной работы опубликовано 12 печатных работ, из них 3 статьи - в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК Минобразования и науки РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 136 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, двух глав собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Работа иллюстрирована 14 таблицами и 16 рисунками, а также дополнена 10 приложениями. Библиографический указатель содержит 232 источников: 120 отечественных и 112 зарубежных авторов.
