Содержание к диссертации
Введение
Обзор литературы 14
1. Некоторые общие закономерности восстановления функций ЦНС в период выраженных постреанимационных неврологических нарушений 14
2. Постреанимационные нарушения врожденных и приобретенных форм поведения 19
3. Связь постреанимационных функциональных нарушений ЦНС с изменениями на структурном и молекулярном уровнях 27
4. Экспериментальная терапия постреанимационных нарушений интегративной деятельности мозга 34-
Материал и методы исследования 48
1. Модель клинической смерти 48
2. Функциональные методы исследования 48
3. Морфологические исследования 57
4. Прочие методы исследования - 57
5. Экспериментальная терапия 58
6. Статистическая обработка данных 60
Результаты исследований 61
ГЛАВА I. Изменения поведенческих реакций у реанимированных крыс в первые 10 суток после оживления 61
ГЛАВА II. Анализ поведения контрольных и реанимированных крыс в тесте "открытое поле" в динамике угашения ориентировочно- исследовательской реакции 81
ГЛАВА III. Изменения условнорефлекторной деятельности у крыс в по стреанимационном периоде .102
ГЛАВА IV. Реакции организма на внешние воздействия на разных этапах постреанимационного периода 130
ГЛАВА V. Влияние сукцината натрия и проксипина на восстановите льные процессы у крыс 138
Обсуждение результатов работы152
Заключение 186
Выводы 190
Список литературы 194
- Некоторые общие закономерности восстановления функций ЦНС в период выраженных постреанимационных неврологических нарушений
- Экспериментальная терапия постреанимационных нарушений интегративной деятельности мозга
- Функциональные методы исследования
- Изменения поведенческих реакций у реанимированных крыс в первые 10 суток после оживления
Введение к работе
Актуальность. Одна из основных задач реаниматологии заключается в возвращении больного, перенесшего терминальное состояние, к социально активной жизни. Решение этой задачи подразумевает восстановление полноценного функционирования всех органов и систем организма, среди которых восстановление мозга всегда является определяющим (Неговский В.А., 1986, Гур-вич A.M., 1996, Семченко В.В.и соавт., 1999 и др.). Это связано, с одной стороны, с чрезвычайно высокой чувствительностью мозга к повреждающему действию гипоксии (Неговский В.А., 1986; Мороз В.В, 2002; Гомазков О.А., 2003; Safar Р., 1993), а с другой - с его важнейшей ролью в регуляции жизнедеятельности, ведущим значением во взаимоотношении организма с окружающим миром.
На протяжении десятилетий и даже сейчас мозг рассматривается как основной объект патогенных воздействий, лишь страдающий при действии факторов умирания и реперфузионных процессов. Вместе с тем, еще в 70-х годах прошлого века обращено внимание на активное участие нейрофизиологических механизмов в реанимационной патологии и установлена возможность управления в определенных пределах течением постреанимационного процесса посредством воздействий на мозг (Gurvitch A.M. et al., 1979). Выдвинутое A.M. Гурвичем положение о важной роли нейрофизиологических механизмов в реанимационных патологических и приспособительных процессах в дальнейшем нашло подтверждение как ч экспериментальных исследованиях, так и в клинических наблюдениях. О неизбежности нарушения межсистемных отношений в мозге, пережившем умирание и оживление, свидетельствуют феномены как избирательной ранимости ряда образований мозга (Романова Н.П., 1977; Авру-щенко М.Щ., 1996; Семченко В.В и соавт., 1999 и др.), так и экзофокальной гибели нейронов неизбирательно ранимых областей (Tamura A. et al., 1992), а также отсроченной гибели нейронов ряда областей мозга (Кожура В.Л., 1998;
6 Schmidt-Kastner R. and Freund T.F., 1991; Peruche B. and Kriegistein J., 1993; DiemerN.H. etal., 1993).
Нарушения внутримозговых межсистемных отношений лежат в основе развития судорожных приступов, ведущих к существенному ухудшению процессов восстановления у больных, перенесших терминальное состояние (Семенов В.Н., Гурвич A.M., 1994; Алексеева Г.В. и соавт., 2000). С нарушением нейрофизиологических механизмов связано также развитие у части реанимационных больных далеко отсроченных энцефалопатии, спустя месяцы после выписки из стационара (Неговский В.А. и соазт., 1979, 1987; Алексеева Г.В., 1979). Но при этом практически отсутствуют данные о состоянии интегратив-ной деятельности мозга у лиц, перенесших клиническую смерть
Наряду с несомненными успехами последних десятилетий в лечении постреанимационных нарушений мозга, все еще остается высокий процент больных, перенесших гипоксическую агрессию, с психоневрологическими расстройствами спустя месяцы и годы после выписки из стационара и возвращения к обычному образу жизни (Алексеева Г.В., 2000; Safar Р., 1993; Miranda DR, 1995). Такое положение вещей во многом связано с недостаточностью знаний о динамике и механизмах развития постреанимационных патологических и приспособительных процессов в мозге. Но именно их знание позволит проводить адекватную патогенетическую терапию и профилактику возможных осложнений. Поэтому, наряду с изучением феноменологии постреанимационных неврологических нарушений, настало время для анализа расстройств ЦНС с использованием системного принципа в изучении интегративной деятельности мозга. Оценка эффективности афферентации разной модальности (побуждающей или тормозной), состояния аппаратов памяти, мотиваций и эмоций в рамках характеристики системных актов, а также их связь со структурными изменениями должны стать основой современной теории психоневрологических постреанимационных расстройств и реабилитации организма. Учитывая совместное участие различных структур мозга в формировании целостных поведенческих актов принципиально важно с
ских актов принципиально важно с помощью разных методов и методологических подходов комплексно исследовать целенаправленное поведение в постреанимационном состоянии, наиболее глубоко отражающее существо и закономерности изменения интегративной деятельности мозга.
К настоящему времени накопились данные о существенном влиянии типа ВНД на устойчивость к ишемическому поражению мозга, на развитие патологических и адаптивных процессов в постишемическом состоянии не только на поведенческом, но и молекулярном уровнях (Хренова Н.Б., 1991; Опитц Б. и Саркисова К.Ю., 1996; Степаничев М.Ю. и соавт., 1998; 1999 и др.). Вместе с тем, при разработке комплексной терапии постреанимационных энцефалопатии индивидуальные особенности, как правило, не учитываются. Поэтому представляется крайне актуальным исследовать зависимость расстройств поведения в постреанимационных состояниях от типа ВНД.
Важным механизмом нарушения неврологических функций и собственно целенаправленного поведения является психоэмоциональное напряжение - состояние стресса. Оценка ведущих механизмов стресса в' постреанимационном состоянии и их значения в трансформации поведения является весьма актуальной и перспективной.
Структурно-функциональное единство в деятельности мозга делает необходимым изучение взаимосвязи между морфологическими и функциональными изменениями ЦНС для понимания механизмов постреанимационных нарушений поведения. Однако данные литературы о связи между гибелью нейронов и нарушениями поведения в постишемическом периоде имеют противоречивый характер. Экспериментальные исследование мозга на уровне популяции нейро-нов в постреанимационном состоянии показали, что структурные нарушения характеризуются не только гибелью нейронов, но,и перераспределением между разными типами нервных клеток (Аврушенко М.Ш., 1996; Аврущенко М.Ш. и соавт,, 2000). Поэтому, углубленное исследование зависимости способности к обучению животных от состояния популяций нейронов высокочувствительных
s к ишемии образований мозга в постреанимационном состоянии представляет значительный теоретический интерес.
Экспериментальная терапия имеет не только важное практическое значение, но и является одним из подходов к изучению патогенеза постреанимационных процессов. Изучение реакции организма на введение препарата с заданными свойствами позволяет провести анализ механизмов повреждения. Используя этот прием представлялось важным исследовать продолжительность влияния на организм препаратов, вводимых в раннем постреанимационном периоде.
Все выше сказанное было основанием для проведения настоящего исследования.
Цель и задачи работы
Цель исследования состояла в экспериментальном изучении нейрофизиологических механизмов изменения врожденных и приобретенных форм поведения в динамике постреанимационного процесса.
Задачи работы
Исследовать влияние длительности остановки кровообращения в организме (10, 12 или 15 мин) на изменения интегративнои деятельности мозга в динамике постреанимационного процесса с помощью комплексной оценки неврологического статуса, врожденных и приобретенных форм поведения.
Изучить механизмы изменения реакции животных на новизну и механизмы адаптации к новой обстановке путем анализа ориентировочно-исследовательской деятельности в зависимости от тяжести постреанимационного состояния.
Исследовать особенности выработки условных рефлексов на положительное и отрицательное подкрепления в зависимости от стадии постреанимационного процесса, оценить способность к дифференцировке двух одновременно предъявляемых изображений.
Проанализировать зависимость показателей условнорефлекторной деятельности в постреанимационном состоянии от изменения структуры популяций нейронов гиппокампа и мозжечка.
Исследовать постреанимационные проявления эмоционального стресса (относительные массы органов-мишеней стресса тимуса и надпочечников) в зависимости от условий обитания животных и нагрузок, связанных с приобретением нового навыка.
Изучить постреанимационные изменения свойств аппаратов памяти на основании исследования следовых процессов после выработки условного рефлекса на болевое раздражение.
Охарактеризовать типологические особенности поведения после перенесенной клинической смерти и определить их значение в формировании постреанимационных изменений в ЦНС.
Изучить возможность экспериментальной коррекции изменений поведения в постреанимационном состоянии сукцинатом натрия и проксипином, способствующими организации энергетического метаболизма, снижающими патологическое действие на клетку избытка свободных радикалов.
Научная новизна
После временной остановки кровообращения разной длительности изменения врожденных и приобретенных форм поведения носят периодический характер и зависят от тяжести ишемического поражения мозга.
На относительно раннем этапе посреанимационного периода (5-10-е сутки после оживления) обратная зависимость между уровнем ориентировочно-исследовательской деятельности и тяжестью перенесенной ишемии связана с развитием изоляции нейронов мозга от внешних сигналов. Это проявляется минимизацией функций у животных с тяжелым постреанимационным поражением мозга и играет «охранительную» роль, уменьшая поведенческие реакции на острое стрессорное воздействие. Перенесенная клиническая смерть не изменяет типологи-
ческие особенности поведения, но влияет на ориентировочно-исследовательскую деятельность и реактивность к стрессу.
Впервые установлено, что у реанимированных крыс, в отличие от контрольных, процесс угашения ориентировочно-исследовательской реакции сопровождается образованием положительной связи между поведенческими актами, направленными на удовлетворение различной биологической потребности. Это свидетельствует о формировании патологической самоподдерживающейся системы и о повышенной способности к образованию межцентральных связей.
Получены новые данные в пользу того, что в течение 2 мес. после реанимации имеет место повышение возбудительного процесса с длительным его сохранением после прекращения действия раздражителя. Это проявляется ускорением выработки условных рефлексов разной модальности на заключительном этапе обучения. Напротив, затруднение визуальной дифференцировки препятствует ускорению обучения на его ранних этапах в условиях высокой неопределенности среды обитания. Регуляторная изоляция нейронов от условных и безусловных сигналов при разных формах инструментальной деятельности способствует сохранению структуры популяции пирамидных нейронов поля СА1 гиппокампа и клеток Пуркинье мозжечка.
Впервые показано, что усиление возбудительного процесса и его высокая устойчивость на протяжении 4-х мес. после реанимации приводят к хронизации эмоционального стресса, возникающего в стандартных «скученных» условиях существования. Длительное, в течение 2-х мес, пребывание реанимированных животных в обстановке, позволяющей избежать конфликтных ситуаций с сородичами, предотвращает развитие характерных для стресса изменений в органах-мишенях стресса тимусе и надпочечниках.
Использование сукцината натрия уменьшает угнетающий эффект острого стрессорного воздействия на поведенческую активность, но ухудшает воспроизведение выработанного условного рефлекса на болевое раздражение. Введе-
11 ниє животным в первые несколько суток после реанимации проксипина, обладающего антиоксидантной и антигипоксической активностью, наряду со снижением отсроченной гибели крыс сопровождается особенностями поведенческой деятельности и реакции организма на нагрузку через 4-6 мес. после реанимации.
Теоретическая и практическая значимость
С системных позиций постреанимационный процесс характеризуется сложным периодически изменяющимся функциональным состоянием мозга, что находит отражение во всех формах и компонентах целенаправленной деятельности организма. Обнаруженные изменения связаны с одновременным включением и взаимодействием механизмов ишемического повреждения мозга и развитием адаптивных процессов разного уровня, что по биологическому критерию (положительное или отрицательное) становится основой амбивалентности целостных реакций мозга на поведенческом уровне, в том числе в эмоционально-мотивационной сфере. Так, чрезмерное возбуждение ЦНС с одной стороны способствует приобретению нового навыка, являющегося высшей формой адаптации к изменению среды обитания, с другой - сопровождается хронизацией эмоционального стресса.
Важнейшим проявлением постреанимационного состояния является особенно выраженное на ранних стадиях возрастание возбудимости ЦНС, характеризующееся устойчивостью и инертностью возбуждения, что проявляется усилением ориентировочно-исследовательской деятельности, условнорефлектор-ных поведенческих реакций и реактивности к стрессорным воздействиям.
Принципиальное значение в восстановлении системной деятельности мозга имеет адаптивное ограничение его возбуждения путем изоляции нейронов от афферентных сигналов, направленное на минимизацию функции ради сохранения энергообеспечения, структурной целостности. С этим связано снижение ориентировочно-исследовательской деятельности и уменьшение реакции ЦНС на острое стрессорное воздействие при увеличении длительности клинической смерти; со-
хранение структуры высокочувствительных к ишемии популяции нейронов ПОЛЯ СА1 гиппокампа и клеток Пуркинье мозжечка у животных, проявивших низкую поведенческую активность во время функциональных нагрузок, связанных с услов-норефлекторной деятельностью. Повышение резистентности системы путем минимизации ее функций является одним из наиболее древних адаптивных способов сохранения жизни любой биологической организации.
Существенное влияние на характер изменения поведения оказывает снижение информационной емкости мозга вследствие постишемического повреждения нейронов, их синапсов и дендритов, что затрудняет освоение новой среды и приобретение навыка в случаях, связанных с необходимостью одновременного усвоения повышенного объема информации. Действие этого фактора затрудняет различение двух одновременно предъявляемых изображений у реанимированных крыс, препятствует ускорению обучения на начальных этапах выработки условного рефлекса.
Фармакологические препараты, используемые в начальном периоде после оживления, встраиваясь в постреанимационный процесс, приобретают пролонгированное действие. Так, введение проксипина в первые 4 суток после реанимации ведет к изменению поведенческой деятельности и реакции организма на нагрузку через 4-6 мес. после его применения.
Полученные в работе факты имеют важное практическое значение в нескольких аспектах.
Следует учитывать индивидуальные характеристики ЦНС в особенностях протекания поведенческих реакций и действия лекарственных препаратов.
В практической деятельности врача реаниматолога следует учитывать особенности реакций поврежденного мозга на внешние стимулы разной модальности.
Врачебному персоналу и родственникам больного необходимо обращать внимание на то, что эмоциональные стрессорные воздействия могут принимать хронический характер, включая такие из них как избыточная «скученность» инди-
видов, болевое воздействие, чрезмерная информационная нагрузка и т.д. Все это требует избирательных специальных условий жизни пациента.
В лечебной практике надо учитывать длительное последействие лекарственных препаратов, вводимых в ранний постреанимационный период.
Следует обратить внимание врача-реаниматолога на приспособительное значение в деятельности мозга его изоляции от чрезмерных по интенсивности воздействий.
Некоторые общие закономерности восстановления функций ЦНС в период выраженных постреанимационных неврологических нарушений
Результаты настоящего исследования посвящены изучению постреанимационных функциональных свойств ЦНС после полного восстановления внешнего неврологического статуса. Но для понимания механизмов, лежащих в основе обнаруженных изменений в поведении животных, перенесших глобальную ишемию, следует использовать имеющиеся в литературе данные о закономер-ностях развития патологических и восстановительных процессов на функциональном, структурном и биохимическом уровнях, начиная с первых минут оживления.
В общем виде, изменения, происходящие в мозге во время терминального состояния, представляют собой взаимосвязанное единство и результат взаимодействия повреждающего влияния ишемии и реакции организма на нее. В результате непрерывного нарастания патологических изменений во время умирания и клинической смерти к началу реанимационных мероприятий в ткани мозга, вследствие дефицита энергетического обеспечения, наблюдаются существенные отклонения электролитного состава, проявляющиеся аноксической деполяризацией нейронов, увеличением внутриклеточного содержания свободных ионов Са2+, в свою очередь приводящим к активации многих ферментных систем цитоплазмы и ядра (Choi D., 1987 a, b; Tominaga Т. et aL, 1993), Высокая концентрация Са2+ в ядре вызывает активацию эндонуклеаз и фрагментацию ДНК, ведущую к апоптозу клеток (Кожура В.Л., 1998; Kihara et aL, 1994; Nitatori et aL, 1995). Поступление в клетку ионов Na+ приводит к набуханию нейронов. Вследствие энергетического дефицита происходит накопление недо-окисленных продуктов метаболизма, увеличение свободных радикалов, разнонаправленные изменения содержания промежуточных продуктов метаболизма, образование микродефектов мембран при избыточном перекисном окислении их ненасыщенных жирных кислот, а также повреждение гематоэнцефалнческого барьера, вызванное микродефектами клеточных мембран. Отсутствие кровообращения ведет к накоплению токсических продуктов белкового, жирового и углеводного обмена веществ. Наблюдается развитие феномена "no-reflow" вследствие отека эндотелиоцитов микрососудов, ведущих к затруднению либо к прекращению прохождения через них крови.
После успешной сердечно-легочной реанимации мозг подвергается соче-танному воздействию факторов, ведущих к формированию постреанимационных энцефалопатии, часть из которых обусдовлена самим фактом восстановления дыхания и кровообращения. Например, поступление в мозг кислорода в условиях нарушенного энергетического обмена усиливает процесс образования радикалов кислорода с последующим возрастанием перекисного окисления ли-пидов (White B.C. et al., 1993); восстановление адекватного кровообращения в организме после длительной гипотензии ведет к выбросу в кровяное русло токсических продуктов, накопившихся в периферических тканях во время ишемии и т.д.. Необходимость поддержания АД на достаточно высоком уровне, хотя и предотвращает поражение почек, но в сочетании с нарушенной ауторегуляцией мозгового кровотока и повреждением гематоэнцефалнческого барьера ведет к проникновению в нейроны токсичных и чужеродных мозгу веществ, а также создает условия для развития аутоаллергических реакций.
Важным проявлением нарастания тяжести патологических изменений в постреанимационном периоде становится динамика структурных нарушений. Так, у экспериментальных животных, перенесших системную остановку кровообращения, максимальное снижение числа синапсов и плотности дендритной сети наблюдается уже на 1-3 сутки после оживления (Степанов С.С. и соавт, 19S2; 1985). На уровне нейрональной популяции прогрессивное снижение числа нервных клеток прослеживается на протяжении первых 7 суток после оживления. Разрушение миелиновых волокон в коре больших полушарий возникает через несколько дней после перенесенной ишемической агрессии. В количественном выражении степень структурных изменений коррелирует с длительностью периода ишемического воздействия, тяжестью и продолжительностью неврологических нарушений (Аврущенко М.Ш., 1996; Семченко В.В. и соавт., 1999).
Вышеизложенное позволяет сделать заключение о том, что патологические изменения, развившиеся в мозге во время ишемии в постреанимационном периоде дополняются новыми. Одни из них усиливают уже имеющиеся расстройства, а другие, - появляются лишь после успешной сердечно-легочной реанимации. Положение о развитии в постреанимационном периоде не только компенсаторно-восстановительных, но и патологических процессов явилось узловым в создании концепции постреанимационной болезни (Неговский В.А. и соавт., 1979).
После восстановления системного кровообращения и газообмена, по мере нормализации энергетического обмена, происходит реполяризация мембраны, восстанавливается способность нейрона к проведению импульса. Общая схема последовательности восстановления функций мозга следующая. В первую очередь восстанавливается внешнее дыхание (уровень продолговатого мозга). Вслед за восстановлением функциональной активности дыхательного центра происходит восстановление зрачковых и роговичных рефлексов (уровень среднего мозга). При этом тонус конечностей сохраняется низкий, больной находится в глубоком коматозном состоянии (атоническая кома). В дальнейшем происходит резкое повышение тонуса конечностей, развитие тонических судорог по типу децеребрационной ригидности. Далее, тонус конечностей нормализуется, уменьшается глубина комы, появляются элементы сознания. Однако и после восстановления сознания могут наблюдается психические нарушения в виде двигательно-речевого возбуждения, галлюцинаций, и других психопатических явлений, неврологические расстройства, в основном двигательные, в виде разных форм гиперкинеза. В целом, процесс восстановления функций мозга происходит от простого к сложному, подчиняясь известным принципам филогенеза (Гурвич и соавт., 1997; Семченко и соавт., 1999).
Следует отметить, что, наряду с.филогенетической закономерностью последовательность восстановления функций ЦНС подчиняется законам онтогенетического развития. Последнее заключается в том, что большей чувствительностью к гипоксическому поражению обладают структуры и функции, созревающие в постнатальном периоде параллельно развитию мозга в виде смены генерализованных некоординированных движений на локальные и точные: обучение ходьбе, поддержанию равновесия. Тонкая двигательная регуляция достигается созданием реципрокных отношений между процессами возбуждения и торможения вследствие совершенствования механизмов последнего. Преимущественным поражением процессов торможения объясняется регистрация у реанимированных больных на определенном этапе восстановления патологических стопного, хватательного, сосательного рефлексов, являющихся нормой в раннем постнатальном периоде.
Сочетание высокой ранимости процессов торможения, частичной деаффе-рентации нейронов, неодинаковой чувствительности к ишемии разных отделов ЦНС, является основой для формирования в раннем восстановительном периоде патологических функциональных систем. Так, экспериментальные исследования СВ. Толовой (1965) закономерностей постреанимационного восстановления внешнего дыхания показали, что нервные механизмы, за счет которых осуществляется активный выдох, более чувствительны к гипоксии, чем нервные механизмы, регулирующие вдох. Вследствие этого, при определенной тяжести гипоксического поражения мозга происходит формирование патологической системы, характеризующейся тем, что в течение некоторого времени после восстановления самостоятельного дыхания, во время вдоха происходит одновременное сокращение как инспираторных, так и экспираторных мышц.
Экспериментальная терапия постреанимационных нарушений интегративной деятельности мозга
Экспериментальная терапия постреанимационных нарушений ин-тегративной деятельности мозга. Опираясь на накопленные к настоящему времени знания о постреанимационной патологии мозга и организма в целом, имеющиеся в литературе сведения по лечению постреанимационных нарушений поведенческой деятельности экспериментальных животных можно разделить на несколько направлений. Первое обусловлено воздействием на базисные механизмы ишемического поражения мозга, связанные с энергообеспеченностью нейронов, чрезмерным увеличением внутриклеточного содержания ионов кальция, усилением процессов, ведущих к образованию свободных радикалов, образованием микродефектов мембран при избыточном перекисном окислении их ненасыщенных жирных кислот, резким повышением содержания в нервной ткани возбуждающих медиаторов (глутамат, аспартат), микроциркуляторными расстройствами и т.д.. Близко к нему примыкает второе направление, связанное с воздействием на регуляторные процессы путем введения соответствующих пептидов. Однако, в этом случае результирующий эффект на интегративную деятельность мозга определяется также тем, что большинство пептидов проявляют ноотропную активность, оказывая непосредственный эффект на поведенческую деятельность. Третье направление в лечении постреанимационных энцефалопатии обусловлено развитием функциональных нарушений в ЦНС, связанных с изменением соотношения между основными нервными процессами.
Воздействие на базисные механизмы. Введение крысам внутрибрю-шинно за 30 мин до моделирования 10-минутной клинической смерти оксибу-тирата натрия (400 мг/кг) как препарата, снижающего энергетические потребности, верапамила (2мг/кг), являющегося блокатором кальциевых каналов, и витамина Е (50мг/кг) в качестве антиоксиданта за 24 ч до временной остановки системного кровообращения в постреанимационном периоде способствовало более длительному сохранению энграммы УРПИ, выработанного до клинической смерти (Лиходий С.С. и соавт., 1995). Введение мексидола (антиоксиданта с ноотропной активностью, обладающего мембраностабшгазирующими свойствами) в дозе 50мг/кг крысам подкожно с началом оживления после перенесенной 12-минутной остановки системного кровообращения ускоряло исчезновение неврологического дефицита, способствовало нормализации поведенческих реакций, оптимизации обучения с положительным подкреплением (Го-рейкова Н.А., 2003). Оценка функционального состояния ЦНС крыс, перенесших 10- или 15-минутную клиническую смерть, по степени сохранности УРПИ, выработанного до клинической смерти, в зависимости от применяемой при оживлении газовой смеси показала, что нормоксемия и умеренная гипок-семия (10-12% кислорода в азоте) по сравнению с гипероксией (дыхание 100% кислородом) оказывают более благоприятное влияние на функциональное состояние мозга и выживаемость животных после перенесенной клинической смерти, предупреждая реоксигенационное повреждение организма вследствие высокого уровня перекисного окисления липидов (Кабдуалиев А.К.. 1988а, б). На модели временной ишемии переднего мозга было показано положительное влияние блокатора кальциевых каналов левемопамила на функциональное и структурное восстановление мозга крыс при введении препарата до ишемии (Block F. et al., 1990), антиоксиданта LY231617, вводимого до ишемии и. в период реперфузии (Block F. et al., 1995b; Wright J.W. et al., 1996).
Аноксическое повреждение мембран нейронов ведет к высвобождению возбуждающих медиаторов из терминален глутаматергических нейронов. Механизм высвобождения возбуждающих нейромедиаторов продолжает функционировать в начале реперфузии (Luer M.S. et al., 1996). Происходящая вследствие этого чрезмерная активация нейронов в условиях патологии получила название экситотоксического механизма повреждения и в настоящее время является доминирующей концепцией повреждения гиппокампа (Schmidt-Kastner R., Freund T.F , 1991). Учитывая преимущественное поражение поля СА1 гиппокампа в экспериментах с моделированием ишемии переднего мозга, в ряде работ было проведено изучение нейропротекторного действия антагонистов глу-тамата на функциональном и структурном уровнях. Положительное влияние на обучение крыс в лабиринте Морриса и на уменьшение степени структурных повреждений оказало предварительное, до моделирования ишемии, введение таких препаратов как мемантин и декстрометорфан (Block F., Schwarz М., 1996а; 1996b). Улучшение функционального и структурного восстановления мозга отмечалось также при введении в период реперфузии МК-801 (Rod M.R. et al., 1990). Вместе с тем, при изучении лечебного эффекта таких антагонистов глутамата как флупертин (Block F. et al., 1997), GYKI 52466 (Block F. et al., 1996) было установлено их положительное влияние на обучение и структуру нейронов поля СА1 гиппокампа лишь при введении этих препаратов до ишемии, но не в период реперфузии.
Итак, приведенные выше данные литературы позволяют сделать заключение о том, что воздействие, особенно профилактическое, на базисные патологические изменения, развившиеся во время ишемии, способствуют функциональному и структурному восстановлению мозга.
Влияние регулятори ых пептидов. Целый ряд р бот посвящен исследованию терапевтического эффекта пептидов, обладающих регуляторными и ноотропными свойствами, на постреанимационное восстановление интегра-тивной деятельности мозга. Следует отметить, что в литературе представлены два варианта введения: однократное, в пределах І ч после оживления, и курсовое, в течение нескольких суток. Различия между этими вариантами заключается в том, что влияние однократного раннего введения пептида связано, в основном, с трансформацией базисных механизмов нарушения регуляторных процессов, а курсового — преимущественно с ноотропным воздействием препаратов на интегративную деятельность мозга. Так, в работах И.Б. Харченко и соавт. (1996), И.В. Назаренко (1997) было показано, что однократное введение модулятора кальциевых каналов киоторфина в водном растворе из расчета 0,1 мл/кг, подкожно, крысам через 30 мин после перенесенной 12-минутной остановки системного кровообращения снижало процент гибели животных в постреанимационном периоде, ускоряло восстановление неврологического статуса, нормализовало поведение и мнестические функции крыс.
Функциональные методы исследования
Именно с этим связаны попытки, направленные на устранение дефицита торможения в постреанимационном состоянии, В клинике и эксперименте постреанимационных состояний хорошо известен факт повышенной судорожной готовности в период выраженных неврологических нарушений (Неговский В.А. и соавт., 1987; Алексеева Г.В., 1994; Гурвич A.M. и соавт., 1996; Алексеева Г.В. и соавт., 2000 и др.).
В этом же плане интересными представляются результаты работы Д.С. Тажибаевой (1986), в которых рассмотрена возможность устранения судорож-ных реакций у крыс, перенесших 10-минутную остановку кровообращения в организме, как с помощью фармакологического препарата седуксена (1 мг/кг), так и электростимуляцией эмоционально-позитивных (латеральная преоптическая область гипоталамуса) и негативных (медиальная преоптическая область гипоталамуса) зон мозга. Результаты этого исследования показали, что однократное применение седуксена и электростимуляции эмоционально положительной зоны мозга в начале оживления не оказало влияния на частоту развития судорожных приступов. Однако применение седуксена через 24 ч после реанимации вело к уменьшению процента судорожных реакций как при однократном, так и при многократном (в течение 5 суток) введении препарата. Применение на протяжении 5 дней восстановительного периода 10-минутных сеансов электростимуляции латеральной преоптической области привело к полному подавлению развития судорожных приступов, начиная со 2-х суток после оживления. Раздражение медиальной преоптической области провоцировало появление приступов психомоторного возбуждения. Коллективом этих же авторов (Корпачев В.Г. и соавт., 1990) было показано, что курсовое введение седуксена крысам в первые 5-7 суток после перенесенной 10-минутной клинической смерти в дозе 1-1,5 мг/кг способствует улучшению показателей условнорефлекторной деятельности, оказывая антиамнестическое действие. Позитивное влияние седуксена авторы связывают с его универсальной способностью воздействовать на эмоциональную возбудимость и напряженность, а также с возможностью усиливать тормозные механизмы.
В работе, проведенной Е.А. Мутускиной и соавт. (1994), изучали влияние препарата бензодиазепинового ряда гидазепама (3 мг/кг) на поведенческую деятельность крыс, перенесших 10-минутную остановку кровообращения, в тесте ОП, во время выработки инструментального рефлекса в камере Скиннера, при создании конфликтной ситуации. Тестирования проводили в течение 1 нед. и через 6-8 нед. после реанимации. Препарат вводили внутрибрюшинно за 30 мин до исследования в любом тесте. У оживленных крыс гидазепам устранял эмоционально-поведенческие проявления возбуждения ЦНС, характерные для 1-й нед. после реанимации во всех исследованных поведенческих тестах. В то время как у контрольных животных препарат в аналогичной дозе не только не оказывал успокаивающего действия, но, наоборот, увеличивая число целенаправленных реакций при выработке инструментального рефлекса, ускорял обучение. Характер влияния гидазепама на реанимированных крыс через 6-8 нед. после оживления и на контрольных не различался. В обеих группах в этот период проявлялось анксиолитическое действие препарата в тесте конфликтная ситуация, происходило ускорение обучения оперантному рефлексу и отсутствовало влияние на ориентировочно-исследовательское поведение в ОП. Исследование другого препарата бензодиазепинового ряда феназепама (2 мг/кг) показало, что его однократное введение крысам через 1 сутки после перенесенной 10-минутной остановки кровообращения приводило к более глубокому угнетению ориентировочно-исследовательской активности и эмоциональной реактивности по сравнению с действием такой же дозы препарата на контрольных животных. При этом у нелеченых реанимированных крыс уровень ориентировочно-исследовательской активности и эмоциональной реактивности были выше, чем у контрольных животных, не подвергшихся фармакологическому воздействию. Вместе с тем, поведение реанимированных животных в условиях обучения и воспроизведения УРПИ под воздействием феназепама не отличалось от поведения оживленных крыс без введения препарата. Введение феназе-пама на 7-, 14- и 21-е сутки после оживления вызывало у крыс достоверное снижение эмоциональной реактивности, двигательной активности и агрессивности по сравнению с показателями в соответствующие периоды у реанимированных животных, не получавших препарат. При этом интенсивность воздействия феназепама была сравнима с его эффектом в первые сутки после реанимации (Мутускина Ё.А. и соавт., 1990).
И.К. Куттыбадамовым (1988а; 19886) было проведено сравнительное изучение влияния транквилизаторов и антидепрессантов, обладающих в той или иной степени возбуждающим в отношении ЦНС действием, на сохранение в постреанимационном периоде УРПИ, выработанного у крыс за 2-е суток до моделирования 10-минутной клинической смерти. В качестве транквилизаторов использовали диазепам (1,5 мг/ кг), мебикар (500 мг/кг) и оксилидин (5 мг/кг), а антидепрессантов - мелипрамин (10 мг/кг), амитриптилин (10 мг/кг), пиразидол (25 мг/кг) и ниаламид (20 мг/кг). Для оценки влияния фармакологических агентов на сохранение приобретенного навыка препараты вводили за 1 ч до тестирования УРПИ с 1-х по 7-е сутки восстановительного периода. Было показано, что увеличение времени сохранения УРПИ, выработанного до клинической смерти отмечалось как при использовании транквилизаторов, так и анти депрессантов за исключением амитриптилин а.
Изменения поведенческих реакций у реанимированных крыс в первые 10 суток после оживления
Для оценки постреанимационных изменений функционального состояния ЦНС в период интенсивного развития патологических и приспособительных процессов (первые 10 сут после оживления) использовали тесты, не требующие длительного наблюдения. С этой целью проводили изучение ориентировочно-исследовательской реакции 2.1 - в тесте "открытое поле" (ОП) на установке "РОДЭО-2" (разработка специализированного экспериментально-технического предприятия НПО "Экран"). В этой установке у крыс, помещенных в затемненную камеру размером 480x480 мм и высотой 285 мм, автоматически регистрируются следующие показатели: число вертикальных стоек с заглядыванием в отверстия на крышке камеры (ВСІ); число вертикальных стоек без заглядывания в отверстия на крышке камеры (ВС2); горизонтальная двигательная активность (ГА) - число пересеченных сдвоенных инфракрасных лучей; число заглядываний в отверстия на полу камеры - заглядывания в норки (ЗН). Общую поведенческую активность определяли как сумму всех регистрируемых показателей. Продолжительность сеанса составляла 3 мин. 2.2 - в «приподнятом крестообразном лабиринте» (ПКЛ), состоящем из двух открытых рукавов 500x100 мм и двух закрытых рукавов 500x100x400 мм с открытым верхом. Открытые и закрытые рукава расположены напротив друг друга. ПКЛ располагался на высоте 750 мм над полом. Животное помещали в центр ПКЛ (область пересечения открытых и закрытых рукавов). Время тестирования составляло 5 мин. Регистрировали: время горизонтальной двигательной активности (с), число вертикальных стоек, число груминговых реакций, число переходов из одного закрытого рукава в другой, число выходов в открытые рукава, число свешиваний. Различия между тестами ОП и ПКЛ заключаются в возможности крысами, предпочитающим темные места, уменьшить воздействие раздражителя путем ухода в закрытые рукава крестообразного лабиринта. 3. Реакция на острое стрессорное воздействие. Реакцию ЦНС на острое стрессорное воздействие оценивали по изменению поведенческой активности в тесте ОП после нанесения животному болевого электрокожного раздражения конечностей напряжением ЗОВ в течение 5 с. 4. Приобретенные формы поведения. Изучение способности к приобретению нового навыка и процессов обучения у крыс, перенесших клиническую смерть, проводили с использованием условнорефлекторных методов исследования на положительное и отрицательное подкрепления. Обучение начинали после полного видимого восстановления внешнего неврологического статуса. 4.1. Выработку условной пищедобывательной реакции на место осуществляли в стандартном Т-образном лабиринте (размеры рукавов - 30x10 см, стартовой камеры - 20x10 см) в течение 4-х дней. Перед тестированием животные подвергались умеренной пищевой депривации в течение 3-х суток. В первый день эксперимента крыс помещали в лабиринт на 1 ч с целью адаптации к экспериментальной обстановке. В последующие 4 дня проводили обучение. Ежедневно крысу помещали в лабиринт 5 раз на срок не более 3-х мин. В качестве подкрепления использовали хлебный шарик, который помещали в один из отсеков лабиринта. Выбор отсека производили случайным образом. В результате одной половине животных для получения подкрепления необходимо было посетить правый отсек, а другой - левый. В дни опыта животных кормили один раз в день непосредственно после эксперимента. В опытах фиксировали следующие показатели: - латентный период - время (с) от момента посадки до выхода из стартовой камеры, - время реакции - время (с), понадобившееся животному для взятия пищи в одном из рукавов лабиринта, - количество выполненных реакций - число случаев взятия пищевого подкрепления в течение 3-х мин тестирования, - количество ошибок - число заходов в противоположный требуемому отсек лабиринта. Выработку условного рефлекса у крыс, перенесших 12-минутную остановку кровообращения, начинали через 13-14 суток после оживления. 4.2. Для проведения анализа этапов обучения в динамике выработки условного рефлекса с положительным подкреплением была использована модель услознорефлекторного пищевого поведения, разработанная К.А. Никольской с соавт. (1978). Животному по методике свободного выбора предъявляли проблемную пищедобывательную задачу, алгоритм которой представлял собой замкнутый 4-звенный рефлекс. Для полного решения задачи животному необходимо было войти в лабиринт из "свободного поля", взять семечку в одной из кормушек, затем в другой кормушке, выйти из лабиринта в "свободное поле" и снова войти в лабиринт для того, чтобы получить подкрепление (рис. 1). Таким образом, необходимым условием повторного подкрепления в кормушке являлся выход из лабиринта. Это же условие определяло цикличность пищедобыва-тельного поведения у обучавшихся крыс. Следует отметить, что животному предоставлялась возможность свободного выхода из лабиринта без взятия подкрепления.
Свободное поле и лабиринт были разбиты на секторы, что позволяло регистрировать траекторию движения и горизонтальную двигательную активность животного. В ходе эксперимента регистрировали такие поведенческие акты как обнюхивание и вертикальные стойки, а также время каждого захода в лабиринт, взятия подкрепления в кормушках, выхода из лабиринта в "свободное поле". Специально разработанная программа позволяла воспроизвести последовательность действий животного на компьютере с последующей статистической обработкой исследуемых показателей.
