Патогенетические варианты повреждения головного мозга и фармакологическая церебропротекция на модели состояния головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения

Полный текст

A ктуальность разработки новых мето- в кардиохирургической практике деладов защиты головного мозга при ет актуальной для экспериментальной кардиохирургических операциях в усло- медицины задачу создания и описания виях искусственного кровообращения адекватной, патогенетически обоснованопределяется риском его повреждения на ной модели состояния головного мозга любом из этапов операции, медицинской при кардиохирургических операциях и социальной значимостью послеопера- в условиях искусственного кровообрационных нарушений функций централь- щения. ной нервной системы [2, 8]. Экспериментальное моделирование Очевидная трудность получения пол- кардиохирургических операций в услоной картины состояния нервной ткани виях искусственного кровообращения 34_ _««Военно-медицинский журнал», 10’2014 возможно с использованием крупных лабораторных животных, с учетом технических особенностей интраоперацион-ных манипуляций. Недостатком данной модели являются высокая стоимость и низкая воспроизводимость, а также затруднения в оценке эффективности и безопасности курсового церебропротек-тивного лечения. Возможным решением для изучения церебрального повреждения головного мозга на большом количестве объектов является разработанный нами способ моделирования состояния головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения у лабораторных крыс. Для изучения состояния головного мозга широко используют биомаркёр нейронов NSE (neuron specific enolase, нейронспецифическая енолаза) и биомаркёры глии - белок S100ß и GFAP (glial fibrillary acidic protein, глиальный фибриллярный кислый белок) [5, 12, 19]. Экспериментальное изучение уровней биомаркёров нервной ткани в цитолизате головного мозга и плазме крови лабораторных животных обладает высокой специфичностью вследствие отсутствия сопутствующей соматической патологии. Одним из универсальных механизмов защиты на клеточном и тканевом уровнях является усиление синтеза и активация факторов роста, являющихся по-лифункциональными регуляторами. С учетом высокой степени дифференциро-ванности нейронов и клеток глии, а также важности поддержания функций ге-матоэнцефалического барьера, для защиты центральной нервной системы особенно актуальны нейротрофические механизмы, основанные на действии факторов роста нервной ткани. Применительно к различным клеткам и тканям факторы роста имеют сетевой взаимодополняющий характер взаимодействия. Поэтому факторы роста нервной ткани включают в себя не только нейротрофи-ны - фактор роста нервов (nerve growth factor, NGF)), семейство глиального ней-ротрофического фактора, семейство цилиарного нейротрофического фактора, - но и другие факторы роста, в т. ч. сосудистый эндотелиальный фактор роста (vascular endothelial growth factor, VEGF), «Военно-медицинский журнал», 10’2014_ ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ инсулиноподобный фактор роста (insulin-like growth factor, IGF) [4, 16]. Для лечения острой и хронической недостаточности мозгового кровообращения, уменьшения повреждения головного мозга при кардиохирургических операциях широко используют комбинацию янтарной кислоты, инозина, рибофлавина и никотинамида. Они входят в структуру отечественного лекарственного препарата цитофлавин и улучшают энергетический обмен клетки на различных уровнях [3, 6]. Нейрохимический анализ механизмов церебропротективного действия цитофлавина на модели состояния головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения представляет интерес для клинической медицины - неврологии, нейрохирургии, кардиологии и кардиохирургии. Цель исследования Изучение патогенетических вариантов повреждения головного мозга, ней-ротрофических механизмов его защиты, эффективности и безопасности фармакологической церебропротекции на модели состояния головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения. Материал и методы Экспериментальное исследование проведено на 186 самцах-альбиносах серых крыс массой тела 215-230 г, полученных в ФГУП ПЛЖ «Рапполово» РАМН (Ленинградская область). Перед проведением исследования все лабораторные крысы в течение 14 сут содержались в карантинном блоке вивария для исключения из эксперимента животных с соматической и/или инфекционной патологией. Для исследования повреждения головного мозга и возможностей фармакологической церебропротекции был разработан способ моделирования состояния головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения, заключающийся в выполнении искусственной острой церебральной тромбоэмболии в бассейне правой внутренней сонной артерии и 35 ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ последующей окклюзии правой внутренней сонной артерии с целью формирования острой церебральной гипоперфузии у лабораторных крыс. Преимуществом данного способа является сочетание церебральной эмболии и острой церебральной гипоперфузии - ключевых факторов, определяющих состояние головного мозга при кардиохирургических операциях [7]. Нарушение кровоснабжения головного мозга на уровне как магистрального сосуда шеи, так и крупной мозговой артерии с большой достоверностью позволяет получить изменения в веществе головного мозга и их неврологический эквивалент [8]. Выбор каротидного бассейна для моделирования нарушений церебральной гемодинамики обусловлен следующими отличиями от вертебрально-базилярного бассейна: доступностью для манипуляций, меньшим риском гибели животного в острейший период гипоперфузии, большим объемом кровоснабжаемой ткани и, соответственно, более высокой вероятностью изменений нейронов и нейроглии. В ходе моделирования предварительно получали тромб из крови крысы-донора, для чего цельную кровь без антикоагулянтов оставляли на 40 мин в стеклянной пробирке. После удаления сыворотки тромб подвергали гомогенизированию. Под общим золетиловым наркозом обнажали правую сонную артерию, мобилизировали ее и устанавливали катетер, через который вводили 0,3 мл 75% взвеси тромба в физиологическом растворе со скоростью 1 мл в минуту, после чего перевязывали правую сонную артерию и послойно ушивали рану. Включенные в эксперимент крысы были разделены путем рандомизации на четыре группы: 1. «Контроль» (и=20) - интактные животные («физиологическая норма»); 2. «Операция» (и=16) - животные, которым выполняли катетеризацию правой сонной артерии с ее последующей перевязкой; 3. «Тромбоэмболия» (и=75) - животные, которым выполняли катетеризацию правой сонной артерии с последу ющим интраартериальным введением тромботической массы и перевязкой артерии; 4. «Лечение» (и=75) - животные, которым выполняли катетеризацию правой сонной артерии с последующим интраартериальным введением тромботической массы и перевязкой артерии. Всем крысам этой группы в течение 10 сут от момента искусственной тромбоэмболии и перевязки артерии проводили церебропротективное лечение комбинацией янтарной кислоты, инозина, рибофлавина и никотинамида в виде лекарственного препарата цитофлавин (ООО «НТФФ ПОЛИСАН», Россия). Раствор цитофлавина (0,2 мл) вводили ежедневно однократно в 0,1 мл 0,9% раствора натрия хлорида внутривенно в хвостовые вены крыс при помощи ин-фузионного насоса со скоростью 0,5 мл в минуту. Функциональные нарушения в нервной системе оценивали путем неврологического обследования животных, определения концентраций биомаркёров нервной ткани и факторов роста в плазме крови, цитолизате головного мозга крыс. Неврологическое обследование ин-тактных животных проводили в день включения в исследование, в других группах его выполняли непосредственно перед манипуляциями и в последующем ежедневно до выведения из эксперимента. Для оценки неврологического статуса применяли оригинальную шкалу, созданную с учетом методик оценки восстановления функций, нарушенных вследствие острого нарушения мозгового кровообращения у крыс в эксперименте [1, 13]. Неврологическое обследование включало оценку тонуса хвоста, туловищной атаксии при движении по горизонтальной плоскости, отставания конечностей при движении по горизонтальной плоскости, противодействия при поочередном разгибании конечностей. Каждый параметр оценивали в баллах по оригинальной шкале оценки неврологического статуса: - тонус хвоста: не изменен (2), снижен (1), атония (0); 36 «Военно-медицинский журнал», 10’2014 - туловищная атаксия при движении по горизонтальной плоскости: отсутствует (2), умеренная (1), значительная (0); - отставание левых или правый конечностей при движении по горизонтальной плоскости: отсутствует в обеих конечностях (2), умеренное в одной или двух конечностях (1), выраженное в одной или двух конечностях (0); - противодействие при поочередном разгибании конечностей: сохранено в обеих конечностях (2), умеренно снижено в одной или двух конечностях (1), значительно снижено в одной или двух конечностях (0). Биологический материал (кровь, головной мозг) у крыс в группах «тромбоэмболия» и «лечение» получали на 1-е (и=15), 3-и (и=15) и 10-е (и=15) сутки после моделирования острой церебральной гипоксии, у животных групп «контроль» и «операция» - на 10-е сутки после начала эксперимента. Взятие крови у животных производили путем транскутанной пункции сердца под эфирным наркозом в вакуумные системы «Monovette» (Германия) с этилен-диаминтетрауксусной кислотой в качестве антикоагулянта. Кровь подвергали центрифугированию с ускорением 240 g в течение 7 мин для получения обогащенной тромбоцитами плазмы. Последнюю переносили в пластиковые пробирки и подвергали дополнительному центрифугированию с ускорением 1200 g в течение 15 мин, после чего обедненную тромбоцитами плазму переносили в криопробирки и хранили при температуре -20 °С до проведения лабораторный исследований. После процедуры взятия крови животных подвергали эвтаназии путем ингаляции паров эфира с последующим немедленным взятием образцов головного мозга и их обработкой по методике А.М.Щербакова и соавт. [9] для подготовки к иммуноферментному анализу. Оценку содержания биомаркёров нервной ткани (NSE, GFAP, S100ß) и факторов роста (NGF, VEGF-А, IGF-1) в плазме крови и цитолизате головного мозга осуществляли иммуноферментным методом при помощи коммерческих наборов в соответствии с инструкцией фирмы-производителя «Cusabio» (Китай). «<Военно-медицинский журнал», 10’2014_ ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ В ходе исследования применяли процедуры и методы статистического анализа в соответствии с рекомендациями по обработке результатов медико-биологических исследований [10]. Описание количественный признаков выполняли с использованием медианы, нижнего и верхнего квартилей. При описании качественный признаков, кроме относительных величин частоты, быи также рассчитан 95% доверительный интервал (ДИ) вероятности. Нулевая статистическая гипотеза отвергалась при уровне значимости p<0,05. Статистический анализ осуществляли с использованием пакета Statistica 8.0. Результаты и обсуждение Хирургические манипуляции на магистральной артерии шеи, тромбоэмболия и острая окклюзия в бассейне сонной артерии приводили к повреждению головного мозга животных. Следствием этого явился высокий показатель летальности крыс в группах «тромбоэмболия» и «лечение», что отражает напряженность использованной модели (табл. 1). Статистически значимый отличий по уровню летальности между группами «тромбоэмболия» и «лечение» выявлено не быио в течение всего времени проведения эксперимента, что свидетельствует о безопасности и хорошей переносимости использованного метода фармакологической церебропротекции. Неврологическое обследование животных не вышвило признаков нарушений функций нервной системы в группе «контроль» (8 баллов по шкале оценки неврологического статуса), а также продемонстрировало очаговую неврологическую симптоматику у крыс в других группах. Результаты неврологического обследования в группах «тромбоэмболия» и «лечение» не имели достоверный различий (табл. 2). Результаты неврологического обследования наряду с анализом уровня летальности в экспериментальный группах подтверждают обоснованность выбора и напряженность использованной модели. Качество выполнения эксперимента дополнительно зафиксировано отсутствием признаков нарушений функций нервной системы у крыс группы «контроль». 37 ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ Анализ уровня летальности и результатов неврологического обследования свидетельствует о связи хирургических манипуляций и прекращения кровотока по сонной артерии в начале эксперимента с развитием преходящей мозговой дисфункции, значительно утяжеляемой искусственной тромбоэмболией. Исследование состояния клеток нервной ткани было основано на оценке уровней биомаркёров нейронов (NSE в цитолизате головного мозга и в плазме крови) и нейроглии (GFAP и S100ß в плазме крови). В качестве референсных значений использовали показатели группы «контроль» (NSE в цитолизате головного Таблица 1 Летальность крыс после острой тромбоэмболии и окклюзии в бассейне правой сонной артерии Период наблюдений, показатели летальности Группа животных «Контроль», N=20 «Операция», ЛГ=16 «Тромбоэмболия», N=15 «Лечение», N=15 1 ч и; %; 95% [ДИ] - 3; 18,8; [4, 1-45, 7] 17; 22,7; [13, 8-33, 8] 16; 21,3; [12, 7-32, 3] 1 сут и; %; 95% [ДИ] - 1; 6,3; [0, 2-30, 2] 12; 16,0; [8, 6-26, 3] 12; 16,0; [8, 6-26, 3] >1 сут п; %; 95% [ДИ] - - 1; 1,3; [0, 0-7, 2] 2; 2,7; [0, 3-9, 3] 0-10 сут и; %; 95% [ДИ] - 4; 25,0; [7, 3-52, 4] 30; 40,0; [28, 9-52, 0] 30; 40,0; [28, 9-52, 0] Примечание. N - общее количество животных в группе; n - количество погибших животных в группе; % - доля погибших животных в группе в процентах; 95% [ДИ] - доверительный интервал вероятности 95%. Таблица 2 Результаты неврологического обследования крыс на 1-10-е сутки после острой тромбоэмболии и окклюзии в бассейне правой сонной артерии Группа животных, показатели летальности Количество животных с признаками нарушения функций нервной системы в течение периода наблюдения Снижение тонуса хвоста Туловищная атаксия Отставание левых конечностей Нарушение противодействия разгибанию левых конечностей «Операция», N=12 п; %; 95% [ДИ] 8; 66,6; [34, 9-90, 1] 3; 25; [5, 4-57, 2] 3; 25; [5, 4-57, 2] 8; 66,6; [34, 9-90, 1] «Тромбоэмболия», N=46 п; %; 95% [ДИ] 40; 87; [73, 7-95, 1] 38; 82,6; [68, 6-92, 2] 36; 78,3; [63, 6-89, 1] 42; 91,3; [79, 2-97, 6] «Лечение», N=41 п; %; 95% [ДИ] 37; 78,7; [64, 3-89, 3] 34; 72,3; [57, 4-84, 4] 38; 80,9; [66, 7-90, 9] 41; 87,2; [74, 3-95, 2] Примечание. N - общее количество животных в группе; n - количество животных с признаками нарушения функций нервной системы в группе; % - доля животных с признаками нарушения функций нервной системы в группе в процентах; 95% [ДИ] - доверительный интервал вероятности 95%. 38_«Военно-медицинский журнал», 10’2014 мозга - 29,0 [21, 0; 39, 5] пг/г; NSE в плазме крови - 6,0 [5, 65; 6, 6] мкг/л; GFAP в плазме крови - 6,0 [5, 65; 6, 6] пг/мл; S100ß в плазме крови - 0,16 [0, 12; 0, 18] пг/л), сопоставимые с референсными значениями в других экспериментальный исследованиях (в плазме крови: NSE ~1,7 мкг/л, GFAP ~80 мкг/л, S100ß ~0,4 пг/л) по данным литературы [17, 19]. Влияние моделирования интраопера-ционного состояния головного мозга на уровни биомаркёров нервной ткани оценивали путем сравнения значений в ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ группах «операция» и «тромбоэмболия», эффекты фармакологической церебро-протекции - по результатам сравнения значений в группах «тромбоэмболия» и «лечение». Результаты лабораторной оценки содержания биомаркёров нервной ткани представлены на рис. 1-4. У крыс группы «операция» уровни биомаркёров нейронов и нейроглии на 10-е сутки не отличались от референс-ных значений, что свидетельствует об отсутствии отсроченных изменений головного мозга после хирургических ма- Pm. 1. Динамика концентрации NSE в цитолизате головного мозга (на рисунке отражены медианы; референсные значения - 29,0 [21, 0; 39, 5] пг/г). Достоверные отличия: ! - от контрольной группы, * - от предыдущего значения внутри группы 1 3 10 сутки после окклюзии Pm. 2. Динамика концентрации NSE в плазме крови (на рисунке отражены медианы; референсные значения - 6,0 [5, 65; 6, 6] мкг/л). Достоверные отличия: ! - от нормы, * - от предыдущего значения в группе, ** - группы «тромбоэмболия» от группы «лечение» «(Военно-медицинский журнал», 10’2014 39 ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ нипуляций и перевязки сонной артерии без введения тромботической массы. В группах «тромбоэмболия» и «лечение» концентрации NSE в цитолизате головного мозга были достоверно выше ре-ференсных значений только на 1-е сутки, в плазме крови - во всех оцененных точках (рис. 1, 2). Такая динамика концентраций NSE может характеризовать острое и отсроченное повреждение нейронов. На 3-и сутки уровень NSE в плазме крови крыс в группе «лечение» был ниже, чем в группе «тромбоэмболия». Выявленные различия свидетельствуют о том, что применение цитофлавина сопровождалось уменьшением отсроченного повреждения нейронов. После моделирования интраопераци-онного состояния головного мозга в группе «тромбоэмболия» повышение концентрации GFAP в плазме крови по отношению к референсным значениям оказалось достоверным на 1-е сутки и 3-и сутки, повышение концентрации S100ß в плазме крови - на 1-е, 3-и и 10-е сутки (рис. 3, 4). Различия в сроках пг/мл 35 30 25 20 15 10 5 0 ! ** і Тромбоэмболия ]Лечение - Норма 3 10 сутки после окклюзии Рис. 3. Динамика концентрации GFAP в плазме крови (на рисунке отражены медианы; референсные значения - 19,0 [14, 5; 22, 0] пг/мл). Достоверные отличия: ! - от нормы, * - от предыдущего значения в группе, ** - группы «тромбоэмболия» от группы «лечение» Рис. 4. Динамика концентрации S100ß в плазме крови (на рисунке отражены медианы; референсные значения - 0,16 [0, 12; 0, 18] пг/л). Достоверные отличия: ! - от нормы, * - от предыдущего значения в группе, ** - группы «тромбоэмболия» от группы «лечение» 40 «Военно-медицинский журнал», 10’2014 повышения концентрации биомаркёров нейроглии могут быть связаны с разной вовлеченностью клеток глии в патологический процесс: GFAP отражает состояние астроцитов, а S100ß - преимущественно астроцитов, но также и других клеток нейроглии, включая олигоден-дроциты [14, 18]. Учитывая участие нейроглии в синтезе факторов роста нервной ткани, а также представленные ниже сведения о неизменности уровней большинства факторов роста в 1-е и 3-и сутки после моделирования интраоперацион-ного состояния головного мозга, повышение биомаркёров нейроглии расценивали прежде всего как признак повреждения нейроглии. Многофакторный дисперсионный анализ показал достоверное влияние времени (14,2%, SS=1211, p<0,002) на динамику концентрации GFAP в плазме крови (влияние лечения - 6,1%, SS=524, p=0,018; ошибка - 79%, SS=6694), что подтверждает острый и отсроченный характер повреждения нейроглии (повышение концентрации GFAP на 1-е и 3-и сутки) в результате моделирования состояния головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения. Корреляционный анализ результатов исследования продемонстрировал сильную прямую корреляционную связь между сывороточными уровнями NSE и S100ß (т=0,67; p<0,001), слабые прямые корреляционные связи между уровнями NSE в цитолизате головного мозга и S100ß в плазме крови (т=0,17; p=0,012), NSE в цитолизате головного мозга и GFAP в плазме крови (т=0,16; p=0,018), сывороточными уровнями GFAP и S100ß (т=0,17; p=0,008), что отражает синхронный характер повреждения нейронов и нейроглии. Слабая сила прямой корреляционной связи между уровнями NSE в плазме крови и в цитолизате головного мозга (т=0,21; p=0,002) может быть обусловлена относительной сохранностью функций гематоэнцефалического барьера. У животных в группе «лечение» концентрации GFAP в плазме крови быии достоверно ниже, чем в группе «тромбоэмболия» на 1-е сутки, концентрации «(Военно-медицинский журнал», 10’2014_ ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ S100ß в плазме крови - на 3-и и 10-е сутки. Полученные различия свидетельствуют, что фармакологическая цереброп-ротекция способствовала уменьшению как острого, так и отсроченного повреждения клеток нейроглии. Лечение и его длительность оказали достоверное влияние на динамику уровня S100ß в плазме крови (Клечения=30,7%, SS=6,82, p<0,001; К и лече ния=11,4%, SS=2,53, времени 77 77 p=0,002; Кши6Ки=56%, SS=12,4), что подтверждает пролонгированное (сохраняющееся на 3-и и 10-е сут) влияние фармакологической церебропротекции на клетки глии. Односторонний дисперсионный анализ продемонстрировал статистически достоверную взаимосвязь комплексного фактора (манипуляций, повреждения головного мозга, проводимого лечения) с динамикой уровней биомаркёров нейронов и нейроглии в плазме крови и в цитолизате головного мозга (p<0,001), что косвенно подтверждает адекватность использованной модели интраоперацион-ного состояния головного мозга. Таким образом, моделирование состояния головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения сопровождается двумя вариантами повреждения нейронов и нейроглии - острым и отсроченным. Курсовое использование цито-флавина позволило уменьшить повреждение нейронов (согласно уровню NSE в плазме крови на 3-и сутки) и нейроглии (согласно сывороточным уровням GFAP в 1-е сутки, S100ß на 3-и и 10-е сутки). При этом медиана концентраций S100ß в группе «лечение» была более чем в 2 раза меньше, чем в группе «тромбоэмболия». Полученные данные свидетельствуют, что применение цитофлавина с целью церебропротекции позволило уменьшить отсроченное повреждение нейронов, а также острое и отсроченное повреждение нейроглии. Синтез факторов роста является одним из нейротрофических механизмов, обеспечивающих защиту нервной ткани. Исследование активности нейротрофических механизмов при моделировании состояния головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях ис- 41 ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ кусственного кровообращения было основано на оценке уровней факторов роста нервной ткани в цитолизате головного мозга (NGF, VEGF-A) и в плазме крови (VEGF-A, IGF-1). Использованная методика оценки концентраций факторов роста в цитолизате головного мозга позволяет считать их специфичными для нервной ткани. Изменения уровней факторов роста в плазме крови оценивали как специфичную реакцию на повреждение нервной системы, т. к. у обследованных животных отсутствовали признаки сопутствующей соматической пато логии. В качестве референсных значений использовали показатели группы «контроль». Результаты лабораторной оценки факторов роста нервной ткани представлены на рис. 5-8. На 10-е сутки уровни факторов роста в группе «операция» не имели достоверных отличий от референсных значений, в группах «тромбоэмболия» и «лечение» достигали максимальных значений, что подтверждает связь активации нейротрофических механизмов с моделированием состояния головного мозга при кардиохирургических операциях в Рис. 5. Динамика концентрации NGF в цитолизате головного мозга (на рисунке отражены медианы; референсные значения - 100,9 [92, 65; 112, 05] пг/г). Достоверные отличия: ! - от нормы, * - от предыдущего значения в группе пг/г 'Ш Тромбоэмболия ^Лечение - Норма сутки после окклюзии Рис. 6. Динамика концентрации VEGF-A в цитолизате головного мозга (на рисунке отражены медианы; референсные значения - 20,7 [17, 7; 31, 35] пг/г). Достоверные отличия: ! - от нормы, * - от предыдущего значения в группе 42 «(Военно-медицинский журнал», 102014 условиях искусственного кровообращения. Основными источниками NGF являются астроциты, VEGF-A, IGF-1 синтезируются астроцитами, эндотелиоцитами, нейронами [11, 20]. В группе «тромбоэмболия» референсные значения концентраций факторов роста были превышены к 3-м суткам (NGF в цитолизате головного мозга) и к 10-м суткам (VEGF-A в плазме крови и цитолизате головного мозга, IGF-1 в плазме крови). С учетом дан ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ных об основных источниках факторов роста, динамика уровней NGF, VEGF-A, IGF-1 может объясняться усилением синтеза факторов роста в астроцитах на 3-и сутки, в эндотелиоцитах и нейронах - на 10-е сутки. Многофакторный дисперсионный анализ показал достоверное влияние времени на изменение концентрации NGF в цитолизате головного мозга (К =34,8%, SS = 83565, p=0,027; Кош~59,3%, SS=142278), VEGF-A в цитолизате голов- 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 пг/мл йййТромбоэмболия ZD Лечение I - Норма 10 сутки после окклюзии Рис. 7. Динамика концентрации VEGF-A в плазме крови (на рисунке отражены медианы; референсные значения - 3,7 [2, 24; 12, 82] пг/мл). Достоверные отличия: ! - от нормы, * - от предыдущего значения в группе пг/мл 20 16 12 8 4 0 М Тромбоэмболия ZD Лечение - Норма сутки после окклюзии Рис. 8. Динамика концентрации IGF-1 в плазме крови (на рисунке отражены медианы; референсные значения - 8,0 [7, 55; 8, 85] пг/мл). Достоверные отличия: ! - от нормы, * - от предыдущего значения в группе, ** - группы «тромбоэмболия» от группы «лечение» «(Военно-медицинский журнал», 102014 43 ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ного мозга (К =19,4%, SS=163712, ' времени 77 7 p<0,001; Кошибёи^7^,5%, SS=611690), VEGF-А в плазме крови (К =21%, SS=17470, ґ ' времени 7 7 p<0,001; Кошибёи=78,9%М, SS=65720), IGF-1 в плазме крови (К =27%, SS=585, ґ ' времени 7 7 p<0,001; Кошибёи=65%, SS=1408), что подтверждает преимущественно отсроченное усиление синтеза факторов роста. Прямая корреляционная связь между уровнями IGF-1 и VEGF-А в плазме крови (т=0,52, p<0,001) может отражать синхронность активации нейротрофических механизмов. В группах «тромбоэмболия» и «лечение» повышение уровней факторов роста на 3-и и 10-е сутки сопровождалось уменьшением повреждения нейронов (снижение концентрации NSE в цитолизате головного мозга на 3-и сутки) и нейроглии (снижение концентрации GFAP в плазме крови на 10-е сутки). Результаты корреляционного анализа свидетельствуют об обратных корреляционных связях между уровнями факторов роста и биомаркёров клеток нервной ткани (VEGF-А в плазме крови и GFAP: т=-0,23, p<0,001; IGF-1 и GFAP: т=-0,14, p=0,028; IGF-1 и NSE в цитолизате головного мозга: т=-0,18, p=0,008), что подтверждает уменьшение повреждения клеток нервной ткани на фоне активации нейротрофических механизмов при моделировании интраоперационного состояния головного мозга. В отличие от группы «лечение» в группе «тромбоэмболия» было установлено достоверное снижение уровня IGF-1 в плазме крови (по сравнению с рефе-ренсными значениями) на 1-е и 3-и сутки. С учетом основный источников факторов роста динамика IGF-1 в группе «тромбоэмболия» в отсутствие значимого снижения уровней NGF может свидетельствовать о недостаточной активации нейронов и/или эндотелиальной дисфункции в отсутствие фармакологической церебропротекции. Динамика концентраций факторов роста в группах «тромбоэмболия» и «лечение» была схожа. В то же время, в отличие от результатов в группе «тромбоэмболия», уровень VEGF-А в цитолизате головного мозга в группе «лечение» достоверно превышал референсные значе ния в 1-е и 3-и сутки с последующим значимым увеличением с 3-х по 10-е сутки. Повышение концентрации VEGF-А в цитолизате головного мозга с 1-х суток только в группе «лечение» может свидетельствовать об улучшении синтеза этого фактора роста астроцитами в результате фармакологической церебропротек-ции. По данным J.V.Lafuente и соавт. [15], повышение проницаемости сосудов под влиянием VEGF может способствовать развитию отека головного мозга, однако его лабораторные (по результатам исследования концентраций биомаркёров нервной ткани) и неврологические (по результатам неврологического обследования) признаки отсутствовали у обследованных животных в течение всего периода наблюдения. Таким образом, лабораторная оценка уровней факторов роста продемонстрировала раннюю и более интенсивную активацию нейротрофических механизмов в результате применения цитофла-вина. Достоверные различия между концентрациями факторов роста у животнык групп «тромбоэмболия» и «лечение» были установлены только для уровня IGF-1 в плазме крови на 10-е сутки (выше в группе «лечение»). Эти данные позволяют предположить улучшение активации нейротрофических механизмов в эндотелиоцитах в результате фармакологической церебропротекции. Заключение Преимуществами разработанной и апробированной модели состояния головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения являются низкая стоимость и высокая воспроизводимость, позволяющие детально оценить эффективность и безопасность курсового церебропротективного лечения. С позиций изучения состояния нервной ткани преимущества такой модели заключены в возможности ее выполнения на лабораторных животных, небольшом объеме выполняемых манипуляций и, как следствие, высокой воспроизводимости, а также возможности комплексной оценки изменений на любом этапе исследования. 44 «(Военно-медицинский журнал», 10’2014 Результаты исследования состояния нейронов, нейроглии и активации нейротрофических механизмов свидетельствуют, что моделирование состояния головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения сопровождается острым и отсроченным по- ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ вреждением головного мозга. Применение комплексного препарата цито-флавин в рамках фармакологической церебропротекции оказало пролонгированное мультимодальное нейропро-тективное влияние, c первых суток сопровождавшееся улучшением нейро-трофической защиты.

Об авторах

Н. В Цыган

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: nv-t@mail.ru
кандидат медицинских наук, майор медицинской службы

А. П Трашков

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

кандидат медицинских наук2

Список литературы

Дополнительные файлы