Введение к работе
Актуальность. Ишемические повреждения головного мозга лежат в основе группы патологических процессов, дающих высокий уровень смертности и инвалидности. Причинами ишемии являются нарушения мозгового кровообращения, возникающие в результате атеросклероза, тромбоза, эмболии или спазма мозговых сосудов, кровоизлияний в субарахноидальное пространство и вещество мозга, черепно-мозговых травм и нейрохирургических вмешательств, равно как и системные нарушения гемодинамики. Последние сопровождают тяжелые аритмии и блокады, остановку сердца, коллапс, шок
В мире на сегодняшний день около 9 млн человек страдают цереброваскулярпыми болезнями. В нашей стране доля острых нарушений мозгового кровообращения в структуре общей смертности составляет 21,4%, а инвалидизация после перенесенного инсульта достигает 3,2 на 10 тыс. населения, занимая первое место среди всех причин первичной инвалидности В России инсульт ежегодно развивается более чем у 450 тыс человек, из которых примерно 35% умирают в остром периоде заболевания [Гусев Е И., Скворцова В И., Стаховская Л.В., 2003, Гусев Е И., 2003] Смертность от цереброваскулярных расстройств занимает третье место в мире после сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний [Ямагучи Т., 2003, Hunter A J , ct al , 1995] В структуре инсультов отмечается явное преобладание ишемических над геморрагическими: 80% против 20% [Верещагин Н В , 2003] Таким образом, ишемический инсульт является чрезвычайно значимой медицинской и социальной проблемой
На современном этапе возможны два основных подхода к лечению инсульта-1 восстановление кровотока в ишемизированнной области посредством тромболизиса,
Принятые сокращения: ГТД - гипоіермическое действие, ИГМ ишемия головного мозга, НПЭ - нейропротекторный эффект, ПК - прскондиционировапие, СРА - Ы6-циклопентиладенозин, DPCPX дипропилциклопентилксантин, 5-HD - 5-гидроксидеканоат.
2 нейронрогекция, то есть защита нейронов на клеточном и молекулярном уровне. В качестве нейропротекторов с хорошими результатами в эксперименте применяют: антагонисты NMDA- и АМРА-рецепторов, перехватчики свободных радикалов, блокаторы действия цитокинов [Фишер М, Шебитц В., 2001, Фишер М, 2003], агонисты адснозиновых, ГАМК-, а2-рецепторов [Кулинский В.И., 2000] и їлициновьіх рецепторов [Гусев Е.И., Скворцова ВИ, 2002] Однако при клинических испытаниях четкие положительные результаты не доказаны [Фишер М , 2003] Следовательно, разработка новых, эффективных и безопасных методов профилактики и лечения ишемических повреждений головного мозга была и остается одной из наиболее актуальных проблем современной медицины.
Таким новым методом является прекондиционирование (ПК), то есть повышение толерантности к ишемии путем какого-либо предварительного воздействия (ишемии, гипоксии, гипотермии, введения некоторых веществ и т.д.). Ишемическое ПК становится признанной экспериментальной моделью, однако его использование в клинической практике затруднено ввиду опасности для пациентов В последние 4-7 лет появились новые методы - это ПК гипоксической гипоксией [Vannucci R С. et al, 1998, Bergeron М. et al., 2000, Sharp F.R. et al., 2001, Кулинский В И, Минакина Л Н., Гаврилина Т.В., 2002] и химическое ПК (инъекции 3-нитропропионата [Wiegand F. et al., 1999, Horiguchi Т. et al., 2003] или СоС12 [Bergeron M et al , 2000, Sharp F R et al, 2001]) Эти термины характеризуют только методический подход, детальные же механизмы действия этих видов прекондиционирования не изучены. В отличие от ишемического, эффективность ПК гипоксической гипоксией и химического ПК показана лишь для поздней фазы (дни) и только при фокальной ишемии Пока нет данных для полной глобальной ишемии і оловного мозга (ИГМ) - самой жесткой модели ишемии, которая принципиально отличается отсутствием зоны полутени (penumbra) В настоящее время в литературе накопилось достаточное количество данных, подтверждающих защитное действие і ипотермии при ИГМ [Schaller В , Graf R, 2003, Hypothermia for Acute Brain Damage, 2004], но се значение в защитном эффекте ПК пока не ясно. Изучается роль
рецепторов аденозина и КАТФ-каналов при ПК [Weih М., et al., 2001, Schaller В., Graf R., 2002], но их значение при полной глобальной ишемии не исследовалось
Цель работы: выявление влияния различных видов нрекондиционирования на толерантность головного мозга к глобальной ишемии и выяснение роли аденозиновых рецепторов, КлтФ-каналов и гипотермии в механизме их действия
Задачи исследования:
- определить влияние фармакологического, химического и
функционального ПК на толерантность головного мозга к ишемии,
провести их сравнительный анализ и обосновать оптимальные условия
' для проявления их нейропротекторного эффекта (НПЭ);
сравнить значение центральных и периферических механизмов в защитной активности разных видов ПК;
при помощи селективных агонистов и антагонистов выяснить роль аденозиновых рецепторов и КАтФ-каналов в НПЭ прекондициоиирования;
выявить значение гипотермического действия (ГТД) для реализации НПЭ ПК, сопоставить его с защитным действием прямого охлаждения.
Научная новизна:
впервые при ишемии головного мозга обнаружен НПЭ пинацидила, Р1075, NaNC>2, NiCh, малоната калия, пребывания в термокамере и кровопускания, впервые при полной глобальной ишемии - эффект диазоксида и СоС12;
впервые при полной глобальной ИГМ показано значение при этих воздействиях аденозиновых рецепторов, КАТФ-каналов и гипотермии, изучена роль КАТф-каналов в НПЭ аденозина и циклопентиладенозина;
впервые выявлено развитие гипотермии при ПК и оценена ее роль в его НПЭ;
выявлено значение периферических и центральных механизмов действия NaN02, СоСЬ, NiCI2, малоната калия и диазоксида;
впервые установлены отличия в механизмах защитного действия гипотермии при прекондиционировании от гипотермии при охлаждении
Научно-практическая значимость и внедрение в практику.
Полученные результаты показали эффективность разных видов ПК при полной глобальной ИГМ и преимущество нейропротекции прекондиционированием перед прямым глубоким охлаждением в эксперименте. Результаты работы позволяют расширить представление о механизмах развития НПЭ ПК, свидетельствуют о целесообразности его дальнейшего изучения. Материалы диссертации включены в курсы лекций по фармакологии, клинической фармакологии и биохимии на трех факультетах Иркутского государственного медицинского университета, а также в курс лекций кафедры клинической фармакологии Иркутского государственного института усовершенствования врачей. Оформлены 7 рационализаторских предложений- № 4199, 4203, 4204,4206, 4277-4279 (Иркутск, ИГМУ, 2001-2004 гг.).
Апробация работы.
Материалы диссертации представлены и обсуждены на следующих симпозиумах: Пироговской студенческой научной конференции (Москва 2001 и 2003), Всероссийском научно-практическом молодежном симпозиуме "Экология Байкала и Прибайкалья" (Иркутск, 2001), Юбилейной Международной студенческой научно-практической конференции (Красноярск, 2002), Third Mongolian-Russian Internationa! Symposium (Ulaanbaatar, 2002), 3-й Всероссийской конференции "Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция" (Москва, 2002), 4-м (2002) и 5-м (2003) Конгрессах с Международным участием "Паллиативная медицина и реабилитация в здравоохранении", FEBS Special Meeting 2003 on Signal Transduction (Brussels, 2003), XI Международном симпозиуме "Эколого-физиологические проблемы адаптации" (Москва, 2003), 4-м Конгрессе молодых ученых и специалистов "Науки о человеке" (Томск, 2003), International Symposium
«G-Protein Coupled Receptors New Approaches to Maximise the Impact of GPCRs in Drug Discovery» (London, 2004), JRME NIIGATA'04 The Eleventh International Symposium of the Japan-Russia Medical Exchange (Niigata, 2004), International Brain Hypothermia Symposium (Tokyo, 2004).
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 17 научных работ
Объем и структура диссертации.
Диссертация изложена на 152 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 разделов и выводов. Работа проиллюстрирована 18 таблицами и 36 рисунками. Список литературы содержит 236 источников, из них 54 отечественных и 182 зарубежных.
Положения, выносимые на защиту.
-
Фармакологическое, химическое и функциональное прекондиционирование обладают выраженным нейропротекторным эффектом при полной глобальной ИГМ.
-
В защитном эффекте разных видов ПК участвуют аденозиновые рецепторы А|-подтипа, при большинстве воздействий - и КАта>-каналы.
-
Нейропротекторный и гипотермический эффекты нитрита натрия, К2-малоната, хлоридов кобальта и никеля обусловлены в основном периферическими, а диазоксида - как центральными, так и периферическими механизмами.
-
В защитном действии ПК важную роль играет гипотермическая толерантная стратегия, но она не является единственным механизмом увеличения толерантности к ишемии.
Похожие диссертации на Фармакологические механизмы нейропротекторного эффекта прекондиционирования при полной ишемии головного мозга
