Введение к работе
Актуальность проблемы
Высокая медико-социальная значимость заболеваний, сопровождающихся нарушением мозгового кровообращения, обусловлена их существенной долей в структуре заболеваемости, инвалидизации и смертности населения [Гусев Е.И., Скворцова В.И., 2001, 2007; Липовецкий Б.М., 2007; Шахпаронова Н.В., Кадыков А.С., 2008]. Поэтому важнейшей задачей современной медицины является разработка и внедрение эффективных методов первичной и вторичной профилактической нейропротекции [Коваленко Н.Я., Мациевский Д. Д., Архипенко Ю.В.,2001; Kirino Т., 2002; Gidday J.M., 2006]. Особое место среди авторитетных нейропротекторов занимают различные варианты гипоксического и ишемического прекондиционирования, механизмы которых во многом сходны между собой и способствуют улучшению эффективности кровоснабжения мозга, увеличению мощности систем транспорта и утилизации кислорода в мозге [Sharp F. R., 2004; Manukhina Е. В., Downey Н. F., Mallet R. Т., 2006; Steiger H.J., Hanggi D., 2007]. Учитывая схожесть механизмов ишемического и гипоксического прекондиционирования, ряд авторов предлагают объединить эти два варианта одним термином - «ишемически-гипоксическое прекондиционирование» [Самойленкова Н.С., Гаврилова С.А., Кошелев В.Б., 2007, Самойленкова Н.С., 2008].
Предполагается, что механизмы нейропротекции в результате ишемиче-ски- гипоксического прекондиционирования опосредованы наличием не только дефицита кислорода, но и избыточным накоплением углекислого газа и непосредственным влиянием его на мозговую гемодинамику [Косицкий Г.И., 1993; Reddy G., Gootman N., Buckley N. et al., 1974; Edmunds N., Marshall J., 2001; Komori M., Katsumi T.,Yasuko T. et al, 2009].
Гиперкапния используется в медицине прежде всего как средство тестирования сосудистой мозговой реактивности [Куликов В.П., 2007]. Эффективность гиперкапнии для нейропротекции ишемических повреждений головного мозга на сегодняшний день является новым и малоизученным явлением по
сравнению с гипоксией [Brambrink A., Orfanakis А., 2010]. При этом выраженный эффект гиперкапнии на цереброваскулярную реактивность и мозговой кровоток (МК) позволяет предполагать возможность потенцирования гипер-капнией нейропротекторного эффекта гипоксии.
Немногочисленные работы, посвященные изучению эффектов сочетания гипоксии и гиперкапнии, свидетельствуют о возможном более выраженном их влиянии на функциональное состояние организма, чем изолированное воздействие [Агаджанян Н.И., Miliara М., Koji I., Keisho К., Yasutake S., 2003]. Е.Е. Зверьковой (1982) и B.C. Сверчковой (1983) было показано положительное влияние гиперкапнической гипоксии на сердечно-сосудистую систему, в частности - увеличение толерантности миокарда к ишемии. В литературе встречаются единичные работы, посвященные изучению влияния гиперкапнической гипоксии для повышения толерантности головного мозга к ишемии. В исследовании А.Г. Беспалова и В.П. Куликова (2004) было показано, что предварительные гиперкапнически-гипоксические тренировки приводят к выраженному пролонгированию периода жизни головного мозга в условиях тотальной ишемии. Все вышеизложенное предопределило цель настоящего исследования.
Цель исследования
Исследовать эффективность гиперкапнической гипоксии в нейропро-текции, профилактике и реабилитации экспериментального инсульта.
Задачи исследования
Оценить эффективность гипоксического и гиперкапнически-гипоксического прекондиционирования в увеличении резистентности крыс к острой гипобарической гипоксии.
Исследовать эффективность тренировок с гиперкапнической гипоксией для предупреждения ишемического повреждения мозга в эксперименте.
Исследовать эффективность тренировок с гиперкапнической гипоксией в реабилитации ишемического повреждения головного мозга в эксперименте.
Выявить возможные механизмы нейропротекции мозга к ишемическому повреждению при тренировках с гиперкапнической гипоксией.
Разработать устройство для создания дозированной гиперкапнической гипоксии у людей, основанное на принципе изменения дополнительного объема «мертвого» пространства (ДОМП).
Научная новизна
Впервые показано, что гиперкапнически-гипоксические тренировки стимулируют более выраженное увеличение резистентности организма к действию экстремальной кислородной недостаточности по сравнению с использованием изолированной гипоксии.
Впервые установлено, что тренировки с гиперкапнической гипоксией являются эффективными для профилактики и реабилитации ишемиче-ского повреждения мозга при экспериментальном инсульте, а также приводят к выраженному снижению неврологического дефицита и степени двигательно-координационных нарушений, возникших вследствие ишемического повреждения головного мозга.
Впервые установлено, что важнейшим механизмом увеличения толерантности головного мозга к ишемии после гиперкапнически-гипоксических тренировок является активация ангиогенеза.
Практическая значимость
Установлено, что тренировки с гиперкапнической гипоксией приводят к выраженному снижению неврологического дефицита и степени двигательно-координационных нарушений, возникших вследствие ишемического повреждения головного мозга в эксперименте. Тренировки с гиперкапнической гипоксией могут быть перспективными для использования в качестве средства профилактики и лечения цереброваскулярных заболеваний.
Разработано устройство для создания дозированной гиперкапнической гипоксии у людей, позволяющее проводить гиперкапнически-гипоксические тренировки.
Положения, выносимые на защиту
Сочетанное использование гипоксии и гиперкапнии обладает большим нейропротекторным потенциалом, по сравнению с изолированной гипоксией.
Тренировки с гиперкапнической гипоксией эффективны для профилактики и реабилитации ишемического повреждения головного мозга в эксперименте.
Одним из механизмов повышения толерантности мозга к ишемии/ гипоксии при гиперкапнически-гипоксических тренировках является стимуляция ангиогенеза.
Внедрение результатов исследования Основные положения диссертации внедрены в работу консультативно-диагностического центра ГБОУ ВПО «АГМУ» Минздравсоцразвития России (г. Барнаул), используются в преподавании студентам, интернам, слушателям ФУВ ГБОУ ВПО «Алтайский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России.
Апробация материалов диссертации Результаты исследования и основные положения диссертации доложены и обсуждены на заседаниях кафедры патофизиологии, функциональной и ультразвуковой диагностики ГБОУ ВПО «АГМУ» Минздравсоцразвития России (2008, 2009, 2010, 2011 гг.), на I Всероссийской Бурденковской студенческой научной конференции (г. Воронеж), 23-24 апреля 2005 г.; на научно-практической конференции «Молодежь - Барнаулу» 14-18 ноября 2005 г.; на VI Сибирском физиологическом съезде (г. Барнаул) 25-27 июня 2008 г. на конференции, посвященной дню науки в Алтайском государственном медицинском университете 4-6 февраля 2009 г.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 26 печатных работ, 5 из которых - в рецензируемых ВАК журналах. Получено 11 патентов Российской Федерации на изобретение.
Структура и объем диссертации
