Введение к работе
Актуальность проблемы. Сосудистые заболевания головного мозга из-за высокой распространенности и тяжелых последствий для состояния здоровья населения представляют важнейшую медицинскую и социальную проблему (Скворцова В.И., 2004). Показатели смертности от цереброваскулярных заболеваний в России одни из самых высоких в мире и, в отличие от большинства других экономически развитых стран, они не только не снижаются, но и имеют тенденцию к повышению (Суслина З.А., Варакин Ю.А., 2009). В патогенетической терапии ишемии головного мозга (ГМ) выделяют два основных направления: реперфузию (восстановление нарушенного кровотока в ишемизированном участке с помощью тромболизиса) и нейропротекцию в зоне ишемической полутени (пенумбры). Однако восстановление мозгового кровотока после эпизодов фокальной или глобальной ишемии создает не меньше, а иногда даже больше проблем, чем сама ишемия. Это связано с дополнительным повреждением ГМ под воздействием вторичных повреждающих факторов (активные формы кислорода, глутамат, ионизированный кальций и т.д.) (Бурцев Е.М., Трошин В.Д., 2005; Мясник В.Н., Мухаметбав Ш.И., Ходжибеков М.Х., 1994; Румянцева С.А., Федин А.И., 2004). Имеется много лекарственных средств, которые могут предупреждать и/или купировать вторичную церебральную альтерацию. Одним из наиболее перспективных нейропротекторов являются антагонисты кальция (Барт Б.Я., Беневская В.Ф., 2007). Однако их применение ограничивается тем, что они слабо концентрируются в ткани мозга (в, частности, вследствие феномена no-reflow) и вызывают большое количество побочных эффектов (системная гипотензия, сердечная недостаточность) (Verdeccia P., Reboldi G. Et al., 2005). В связи с этим представляет интерес разработка методов избирательной доставки этих препаратов в ткань мозга. Одним из методов, позволяющих значительно увеличивать и длительно сохранять высокой регионарную концентрацию, является направленный транспорт (НТ) с помощью магнитных носителей (Черкасова О. Г., 1991; Чехонин В.П., 2009). Последние представляют собой коллоидные растворы ферромагнетиков (магнитные жидкости), которые являются биологически инертными и могут концентрироваться в определенном месте под действием внешнего магнитного поля. Связывание лекарства с магнитным носителем осуществляется либо непосредственно (химическая связь), либо путем помещения лекарственного средства и магнитной жидкости (МЖ) в специальные контейнеры (Брусенцов Н.А., 1994-2001). Имеется опыт применения направленного транспорта лекарств с помощью МЖ в различных областях медицины (Швец Т.М., Кущевская Н.Ф., Клочко Э.В., 1997). Однако опыт использования данного метода при ишемии-реперфузии головного мозга отсутствует, что и послужило основанием для проведения данного исследования.
Цель работы: разработать методику направленного транспорта нимодипина с помощью магнитоуправлдяемых эритроцитарных теней и изучить ее эффективность при синдроме ишемии-реперфузии головного мозга.
Задачи исследования:
1. Разработать методику включения нимодипина и магнитной жидкости FLW 001.40 в эритроцитарные тени.
2. Произвести сравнительное исследование токсичности магнитной жидкости FLW 001.40 в свободной и инкапсулированной в эритроциты форме.
3. Исследовать распределение магнитной жидкости FLW 001.40 под влиянием магнитного поля и возможность концентрации магнитоуправляемых эритроцитарных теней в ткани мозга.
4. Изучить влияние направленного транспорта нимодипина на мозговой кровоток и процессы перекисного окисления липидов в мозговой ткани.
Научная новизна
Исследована токсичность магнитной жидкости FLW 001.40 в свободной и инкорпорированной в эритроциты форме. Установлено, что магнитная жидкость, инкорпорированная в эритроциты, является менее токсичной, чем свободная.
Изучено взаимодействие магнитной жидкости с нимодипином in vitro. Продемонстрирована возможность хроматографического разделения смеси нимодипина с магнитной жидкостью FLW 001.40.
В эксперименте изучено распределение магнитоуправляемых эритроцитарных теней у кроликов. Доказана возможность концентрации магнитоуправляемых эритроцитарных теней и инкорпорированного в них нимодипина в ткани головного мозга при воздействии внешнего магнитного поля на область головы.
Изучены изменения мозгового кровотока при различных способах введения нимодипина у кроликов с моделью синдрома ишемии-реперфузии головного мозга. Показано, что направленный магнитоуправляемый транспорт нимодипина оказывает белее стойкий и выраженный дилатирующий эффект на церебральные сосуды и значимо не изменяет уровень системного артериального давления (по сравнению с внутривенным и внутриартериальным способом введения препарата).
Исследовано влияние направленного транспорта нимодипина на процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) в мозговой ткани у кроликов с моделью синдрома ишемии-реперфузии головного мозга. Установлен двухфазный характер изменений активности (ПОЛ) при проведении направленного транспорта нимодипина: интенсификация через 30 и торможение через 180 минут после прекращения ишемии.
Практическая значимость
Разработана универсальная методика получения магнитоуправляемых эритроцитарных теней, которая может быть использована при проведении направленного транспорта фармпрепаратов различных групп.
Экспериментально разработан способ направленного транспорта нимодипина, который может стать основой для клинически применимой технологии лечения ишемических и реперфузионных повреждений головного мозга.
Положения, выносимые на защиту
Разработана методика включения нимодипина и магнитной жидкости FLW 001.40 в эритроцитарные тени. Возможность создания транспортной системы, содержащей субстанцию нимодипина и магнитную жидкость FLW 001.40, обусловлена отсутствием образования устойчивых связей между этими субстратами.
Особенностями фармакокинетики нимодипина при его введении по методике направленного магнитоуправляемого транспорта у кроликов с экспериментальной моделью синдрома ишемии-реперфузии головного мозга являются увеличение концентрации препарата в ткани мозга, печени и селезенки, снижение пиковой концентрации в плазме и увеличение времени элиминации из системного кровотока.
Обратимая двухчасовая ишемия головного мозга провоцирует развитие ангиоспазма и сопровождается редукцией церебрального кровотока. Болюсное внутривенное введение нимодипина непосредственно после устранения ишемии приводит к снижению тонуса мозговых сосудов, однако не увеличивает мозговой кровоток вследствие развития системной гипотензии. Болюсное внутриартериальное введение нимодипина оказывает выраженный, но непродолжительный церебровазодилатирующий эффект и менее значимо влияет на системную гемодинамику, чем внутривенное введение препарата. Направленный транспорт нимодипина в магнитоуправляемых эритроцитарных тенях оказывает стойкий дилатирующий эффект на церебральные сосуды и практически не изменяет уровень системного артериального давления.
Церебральная ишемия и последующая реперфузия сопровождаются увеличением интенсивности перекисного окисления липидов (ПОЛ) в оттекающей от мозга крови. Внутривенное введение нимодипина не оказывает значимого влияния на активность процессов липопероксидации в мозговой ткани. При введении нимодипина по методике направленного транспорта регистрируется фазность активности перекисных процессов: через 30 минут после прекращения ишемии отмечается интенсификация ПОЛ, а через 180 минут - его торможение.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на научно-практической конференции молодых ученых и студентов с международным участием «Молодежь и медицинская наука в XXI веке» (Киров, 2009); конференции с международным участием «Актуальные вопросы медицинской науки», (Ярославль, 2009); XV всероссийской научно-практической конференции «Молодые ученые в медицине» (Казань, 2010); 7-й международной научно-практической конференции «Достижения фундаментальных наук в решении актуальных проблем медицины» (Астрахань, 2010) XXXIII-XL конференциях ученых Мордовского госуниверситета «Огаревские чтения» (Саранск, 2007-2011), заседаниях Мордовского общества анестезиологов-реаниматологов (Саранск, 2010-2011), XII – XV конференциях молодых ученых МГУ им. Н.П.Огарева (Саранск, 2008-2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, из них 3 статьи - в журналах, рекомендованных ВАК для публикации результатов работ, представляемых на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. Исследования по теме диссертации выполнены в рамках федеральной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы 2009-2011».
Внедрение в практику. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный и научно-исследовательский процесс в ФГБОУ ВПО «Мордовский госуниверситет им. Н.П.Огарева».
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, четырех глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 126 источников (из них 73 отечественных и 53 зарубежных). Работа содержит 27 таблиц и иллюстрирована 16 рисунками.
