Введение к работе
Актуальность проблемы. Одной из основных проблем современной ангионев-рологии продолжает оставаться ишемический инсульт - локатьное или диффузное снижение мозгового кровоснабжения, приводящее к обратимым функциональным изменениям, или некрозу ткани мозга (Н.В.Верещагин, 1988, 1990, 1996). Наряду с чисто механическим ограничением притока крови к головному мозгу в результате стеноза, спазма или окклюзии магистральных артерий головы, в происхождении инфарктов мозга гемореологические изменения могут иметь самостоятельное значение. Сочетание само- и взаимоактивации клеток крови под действием развивающихся при этом гемодинамических условий создает предпосылки для развития в крови каскада реакций, приводящих к резким изменениям ее физико-химических свойств, к снижению ее текучести и, в конечном итоге, к нарушению мозгового кровообращения.
Показано, что агрегация и развитие реакции высвобождения клеток кропи наиболее часто происходят в условиях нестационарного потока крови, имеющих место около бифуркаций, в постстенотических застойных зонах, позади тромбоци-тарных сгустков, адгезированных на сосудистой стенке (H.Poliwoda et al., 1973; T.Carino, L.Goldsmith, 1979; 1984; H.Schmid-Schonbein, 1981; 1986). Квазитурбулентные и турбулентные условия потока крови в этих участках сосудистого русла приводят к интенсивному взаимодействию клеток крови между собой и с сосудистой стенкой, что опосредуется высвобождением из них разнообразных физиологически активных агентов. Авторами разработан ряд установок, моделирующих такие условия с помощью аппаратов искусственного кровообращения и позволяющих изучать активацию и агрегацию клеток крови непосредственно в потоке. Однако до настоящего времени в разработке лечебно-профилактических мероприятий при цереброваскулярных заболеваниях поиск соединений, обладающих антиагрегант-ными свойствами, как правило ведется в условиях in vitro, не отражающих процесса агрегации, характерного для реального кровообращения.
С конца 60-х годов за рубежом (H.L.Green et al., 1969-1975; H.I.Polimeni et al., 1973-1989), а с начата 70-х годов и в нашей стране (С.С.Григорян с соавт., 1970-1987; И.В.Ганнушкина с соавт., 1981-1995) появился новый цикл оригинальных работ, в которых изучается возможность усиления текучести крови путем воздействия специальными высокомолекулярными линейными полимерами на структуру потока крови в соответствии с эффектом Томса. Принцип действия такого рода полимеров в физиологических системах основан на снижении гидродинамического сопротивления крови, обусловленного возникающими в нестационарном кровотоке завихрениями. Наряду с изучением воздействия такого рода полимеров на системные параметры гемодинамики, в лаборатории И.В.Ганнушкиной возникло совершенно новое направление исследований - влияние полимеров на мозговое кровообращение.
Показано, что внутривенное введение животным полимеров, снижающих гидродинамическое сопротивление (ГС) крови в соответствии с эффектом Томса (1948) и улучшающих текучесть крови, приводит к снижению артериатьного
давления, увеличению минутного объема крови и аортального кровотока (С.С.Григорян с соавт., 1970, 1976; АЛАнтелава, 1987; И.В.Ганнушкина с соавт., 1988; H.I.Polimeni et al., 1979-1989) при неизменном мозговом кровотоке (И.В.Ганнушкина с соавт., 1984). Установлено, что мозговой кровоток не изменяется из-за возникающей вазоконстрикторнои реакции пиальных артерий (И.В.Ганнушкина с соавт., 1984; 1985; 1988), являющейся выражением нового механизма ауторегуляции мозгового кровотока. При этом в условиях перфузии изолированных артерий мозга растворами одного из снижающих ГС полимеров (СГСП) - полиэтиленоксида WSR-301 (USA) установлена чисто гидродинамическая природа воздействия на сосудистую стенку и выявлена опосредованность эндотелием указанной выше сосудистой реакции (И.В.Ганнушкина с соавт., 1990). Также показано, что роль механорецепторов эндотелия могут играть его микроворсинки, погруженные в кровоток (И.В.Ганнушкина с соавт., 1987). Однако остается актуальным вопрос, можно ли считать выявленный на примере конкретного полимера механизм характерным для всей группы полимеров, снижающих гидродинамическое сопротивление крови.
На животных, при окклюзии 4-х магистральных артерий головы, была обнаружена возможность путем внутривенного введения СГСП восстанавливать кровоток в сосудах поверхности мозга за счет усиления коллатерального притока крови (И.В.Ганнушкина с соавт., 1981). Однако совершенно не освящен вопрос достаточности развивающегося при этом коллатерального кровообращения и степени тяжести ишемического повреждения ткани мозга. Показано только, что при окклюзии средней мозговой артерии у спонтанно-гипертензивных крыс на фоне полимера значительно снижается отек ткани мозга в центре бассейна выключенной артерии, однако в перифокальной зоне эффект полимера существенно менее выражен (И.В.Ганнушкина с соавт., 1991). Таким образом, остается открытым вопрос о значении структуры потока крови, изменяемой под действием СГС полимеров, в формировании коллатерального кровообращения при ишемии головного мозга.
Показано, что при введении в кровь полиэтиленоксида WSR-301 в концентрациях до 2-104г/мл полимер не влияет на форму эритроцитов и их агрегатное состояние (P.D.Stein et al., 1972). Однако до сих пор остается неизученным вопрос, влияют ли СГСП на форму и агрегатное состояние тромбоцитов и лейкоцитов в условиях нестационарного кровотока. Неясны особенности фармакологической регуляции тромбоцитарных функций при их сдвиговой активации в участках турбулентного потока и возможности предотвращения микроэмболического синдрома, развивающегося под действием этих потоковых сил. Важно также исследовать возможность применения такого рода полимеров для предотвращения развития перечисленных выше процессов и, в конечном итоге, для снижения тяжести ишемического повреждения головного мозга при цереброваскулярных заболеваниях.
Цель и залачи исследования: Целью настоящей работы явилось изучение характера и механизмов влияния СГСП на развитие церебральной ишемии. В связи с этим сформулированы следующие задачи исследования:
1) Определить специфику профилактического и терапевтического действия
СГСП на коллатеральное кровообращение в мозге крыс при окклюзии общих сонных артерий.
-
Выяснить влияние полиэтиленоксида Бадимол на сосудистую стенку изолированной сонной артерии кошки.
-
Исследовать межклеточные взаимодействия в потоке крови с изучением:
влияния СГСП на формирование коллаген-индуцированного микроэмболического синдрома в условиях потока крови in vitro;
влияния СГСП на межклеточные взаимодействия в условиях потока суспензии отмытых клеток крови;
возможности модификации фармакологических эффектов антиагрегантов с помощью СГСП.
Теоретическая значимость и научная новизна. Впервые выявлена и обоснована низкая эффективность профилактического и высокая эффективность терапевтического использования СГСП на модели ишемии мозга у крыс.
Впервые в условиях потока крови, моделирующих индуцированное формирование микроэмболического синдрома, обнаружена возможность подавлять агрегацию клеток крови путем изменения гидродинамических характеристик кровотока растворами СГСП.
Впервые выявлена возможность препятствовать каскаду межклеточных взаимодействий, развивающихся в условиях нестационарного потока крови (например, в зоне стеноза) и приводящих к само- и взаимоактивации клеток крови, путем ламинаризации кровотока добавлением раствора СГСП.
Впервые установлено, что изменение гидродинамики кровотока растворами СГСП не влияет на затруднение терминальной перфузии вследствие повышения гематокрита.
Впервые обнаружена возможность использования СГСП в качестве модификатора фармакологических эффектов антиагреганта - аспирина.
Практическая значимость работы. Результаты настоящего исследования могут быть использованы для изучения развития церебральной ишемии, вызванной как различными цереброваскулярными заболеваниями, так и внутрисосудистой агрегацией клеток крови, а также при разработке новых лекарственных препаратов, действие которых основано на изменении свойств текучести крови.
Раскрыты принципиально новые возможности коррекции церебральной ишемии, связанные с усилением коллатерального притока крови путем воздействия СГСП добавками на гидродинамику потока крови и ангио-гемические взаимодействия.
Изыскана возможность повышения эффективности фармакологических лекарственных средств, влияющих на систему кровь-сосудистая стенка, путем их совместного применения с СГСП. При этом показано значение высокомолекулярных СГСП добавок как фактора, способного изменить характер межклеточных взаимодействий.
Разработана методика, для изучения зависимости регионарного сосудистого
сопротивления от изменений гематокрита (ГКТ), основанная на принципе регулируемого повышения ГКТ без прерывания перфузии за счет выхода жидкой фазы циркулирующей крови через полупроницаемую мембрану капиллярного диализатора. Также предложена методология исследования влияния различных фармакологических препаратов на затруднение терминальной перфузии, вызванное повышением ГКТ.
Положения, выносимые на зашиту:
-
Возможность коррекции развития церебральной ишемии путем усиления коллатерального кровообращения под действием растворов СГСП, как дополнение к общеизвестной тактике лечебно-профилактических мероприятий при окклюзии магистральных артерий головного мозга.
-
Возможность препятствовать каскаду межклеточных взаимодействий, развивающихся в условиях нестационарного кровотока (например, в зоне стеноза) и приводящих к само-, взаимоактивации клеток крови и к развитию микроэмболического синдрома, путем снижения турбулентности потока крови добавлением растворов СГСП.
-
Возможность повышения эффективности антиагрегантной терапии путем сочетания действия широко применяемых в лечебной практике антиагрегантов (в частности аспирина) с действием СГСП.
Апробация работы проведена на совместном заседании научных сотрудников лабораторий экспериментальной патологии нервной системы, клинической нейрофизиологии и биохимии, а также клинических и научно-консультативного отделений НИИ неврологии РАМН "21" марта 1996.. г.
Материалы диссертации доложены на:
-
Всесоюзной молодежной конференции "Многоуровневая организация церебральных функций" (Москва, 1991);
-
П-ой Всесоюзной конференции "Фармакологическая коррекция гипокси-ческих состояний" (Гродно, 1991);
-
Pan European Society of Neurology Second Congress (Viena, 1991);
4) Учредительном конгрессе Международного общества патофизиологов
(Москва, 1991);
-
Научной конференции НИИ неврологии РАМН (Москва, 1992);
-
Международном симпозиуме "Microcirculatory Stasis in the Brain" (Tokyo.-1993).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ и 2 сданы в печать.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 137 машинописных страницах, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, описания результатов собственного исследования, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций, списка цитированной литературы и списка опубликованных по теме диссертации работ. Иллю-
стрирована 16-ю таблицами и 41-м рисунком. Список цитированной литературы включает 237 источников, в том числе 84 работы отечественных и 153 работы зарубежных авторов.
