Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:Цереброкаст как корректор нарушения церебральной гемодинамики и кислородного снабжения мозга при его острой транзиторной ишемии

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК НАУЧНО- ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ФАРМАКОЛОГИИ ТОНКОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА

На правах рзпюписи

БАЖЕНОВА ТАТЬЯНА ГЕННАДЬЕВНА

ЦЕРЕБРОКРАСТ КАК КОРРЕКТОР НАРУШЕНИЯ ЦЕРЕБРАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ И КИСЛОРОДНОГО СНАБЖЕНИЯ МОЗГА ПРИ ЕГО ОСТРОЙ ТРАНЗИТОРНОЙ ИШЕМИИ

14.00. 25-Фармакология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Томск-1994

Работа выполнена в Сибирском государственном медицинском университете МЗ России и НИИ фармакологии Томского научного центра РА!.!Н

Научные руководители: Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор A.C. Саратиков,

Официальные оппоненты: Доктор медицинских наук,

Ведущее учреждение: Научно-исследовательский институт

на заседании специализированного совета К 001.33.01 при НИИ фармакологии Томского научного центра РАМН (634028, Томск, пр. Ленина, 3).

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке НИИ фармакологии ТНЦ РАМН

доктор биологических наук, профессор iL Б. Плотников.

профессор Е Г. ПашинскиЯ,

кандидат биологических наук, доцент Т. А. Замощина.

фармакологии РАЫН (Москва)

Зашита состоится

Автореферат разослан " -Ур&фзоМ 1994г.

Ученый секретарь специализированного

совета, кандидат биол. наук К К. Горшкова

Актуальность проблемы. В последние десятилетия наблюдается рост сердечно-сосудистых, в том числе церебро-васкулярных заболеваний. Значительную часть острых нарушений церебральной гемодинамики составляют ишемические инсульты, случаю-шиеся в 3-4 раза чаще, чем геморрагические и нередко приводящие, дате в случае благоприятного исхода, к необратимой инвадидизации пациентов. Эти факторы определяют актуальность и социальную значимость проблемы профилактики и лечения острых нарушений мозгового : ювообращения ишемического характера (Карлов В. А., 1987; Верещагин Е а , 1993).

Патогенез ишемического поратения мозговой ткани сложен и включает в себя спазм артерий и артериол, питающих мозг, нарушения геометрии капиллярного русла мозга (Виленко И К , 1989-, Нчедлишвили Г. И. , 1989), изменения реологических свойств крови (в основном за счет повышения жесткости эритроцитаршх мембран) (Габриэлян З.С. и соавт., 1985; Асланов А. И. и соавт.. 1S89; Мартиросян Г. Р. и соавт. , 1985).

В основе ипеыическмх повреждения нервных клеток, гдадкпкн-шечных клеток сосудов и форменных элементов крови лежт нарушение прстщаемости клеточных мембран для кальция. поэтому определенный интерес представляют препараты, блокирующие поступление этого иона в клетки, в том числе антагонксты кальция из группы производных 1,4-дигидропиридина. Спектр фармакологической активности 1,4-дигидропиридинов (сосудорасширяющее, противоишемичес-кое, антиагреганткое действие, способность предотвращать снимание деформируемости эритроцитов в условиях гипоксии) ( йценко ML U. и соавт., 1989; Витолиня P.O., 1987; Бекетов А.И. и соавт., 1988; Godfraind Th. et al., 1986) и способность отдельных представителей избирателно расширять церебральные сосуды (Чернышева Г. А., 1990; Чернышева Г. А. и соавт., 1993) являются основанием для изучения эффективности и механизмов церебропротектерного действия одного из наиболее активных представителей этой группы, синтезированного в Институте органического синтеза АН Латвии -цереброкраста.

Цель работа Исследование эффективности нового производного 1,4-дигидропиридина - цереброкраста в качестве корректора нарушений кровоснабжения и кислородного снабгзния мозга в

условиях острой транзиторной ишемии мозговой ткани.

Задачи исследования.

1. Изучить влияние лечебного и профилактического введения цереброкраста в сравнении с кавинтоном на показатели системной и церебральной гемодинамики и снабжение ткани мозга кислордом на модели острой транзиторной ишемии мозга у крыс.

2. Исследовать влияние лечебного введения цереброкраста на показатели системной и церебральной гемодинамики, кисло родного и углеводного метаболизма мозговой ткани на модели острой транзиторной ишемии мозга у кошек.

3. Изучить механизмы противоишемического действия цереброкраста, в том числе влияние препарата на состояние микроцирку лятооного русла, деформируемость эритроцитов и аффинитет гемоглобина к кислороду.

Научная новизна Впервые показана эффективность цереброкраста как корректора нарушений кровоснабжения, кислородоснабжения и метаболизма мозга в период рециркуляции на модели острой транзиторной ишемии мозга. Выяснены некоторые механизмы антигипоксического и противоишемического действия цереброкраста при острой транзиторной ишемии мозга

Научно-практическая значимость. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о способности цереброкраста предотвращать развитие лостишемических нарушений церебральной гемодинамики и кислородного снабжения мозга, благоприятно влиять на кислородный и углеводный метаболизм мозговой ткани при острой транзиторной ишемии мозга На основании материалов по изучению специфической активности цереброкраста Сармакологический комитет Ю РФ разрешил проведение клинических испытаний препарата в качестве средства профилактики и терапии цереброваскулярных расстройств.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на пленуме Сибирского объединения фармакологов, посвященном ■ 100-летип кафедры фармакологии Томского медицинского института (Томск, 1991), на Всесоюзной конференции "Экологичес-

кая потология и её фармакокоррекшя" (Чита,1991), Всесоюзной конференции "Фармакологическая коррекция гипоксических состояний" (Гродно,' 1991).

Публикации. По теме диссертационной работы в центральных журналах, сборниках научных трудов и материалах конференций опубликовано 4 статьи.

Объем и структура работы. Диссертация из-ложна на 109 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, главы, посвященной изложению и обсуждению экспериментальных данных, заключения, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 7 рисунками и 18 таблицами. Библиографический указатель включает 174 источника.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Эксперименты выполнены на 14 наркотизированных кошках обоего пола массой 2,5-3,5 icr, 53 беспородна крысах обоего пола массой 200-300г.

Влияние цереброкраста на системную и церебральную гемодинамику, кислородный и углеводный метаболизм мозга изучали на модели острой транзиторной ишемии мозга у коиек и крыс. Ишемию мозга у крыс создавали 60-минутной окклюзией обеих сонных артерий. Це-реброкраст инфузировали в дозе 0,4 мкг/кг-мин. Для создания ишемии мозга у кошек использовали окклюзию обеих сонных артерий на 30 минут с предварительным перелагаем обеих позвоночных артерий. Препарат инфузировали сразу после окончания ишемии в течение 60 минут в дозе 1 мкг/кг»мин.

В ходе эксперимента регистрировали: объёмную скорость мозгового кровотока (ОВД, напряжение кислорода в теменной коре больших полуварий головного мозга (р02) и системное артериальное давление (САД). ОМК у крыс измеряли методом водородного клиренса Величину мозгового кровотока вычисляли по формуле (Passtor Е. et al. , 1973). У кошек OMR рассчитывали как суммарную величину кровотоков по правой и левой челюстным артериям, регистрируемых методом электромагнитной расходометрии с использованием расходомеров фирмы Nihon Kohden MrV-1100 и MFV-2100. САД измеряли 0

помощью датчика от полиграфа "Салют". Динамику рОг в теменной коре полушарий мозга исследовали методом кислородной полярографии. Регистрацию кислородных полярограмм осуществляли с помощью поля-рографа LP-9, к выходу которого подключали самописец КСП-4. Измерение в артериальной и венозной мозговой крови Рог, Рео2. рН производили с использованием кислотно-щелочной лаборатории ABL-4 фирмы Radiometer. Содержание в крови глюкозы оценивали орто-то-луидиног.ым методом, лактата - дегидрогеназным (Мешкова Н. ¡1 , ■ 1979). Потребление мозгом кислорода, глюкозы и лактата вычисляли как произрадение ОМК на артерио-венозную разницу в содержании соответствующего вещества.

Для выяснения механизмов противоиаемического действия це-ребрскраста оценивали состояние микроциркуляции в коре головного мозга (геометрию капиллярного русла и деформируемость эритроцитов) и кислородтранспортную функцию крови у крыс, перенесших 30-минутную острую транзиторную ишемию мозга

Для выявления капиллярного русла теменной коры больших полушарий использовали безъынекционнкй кальций-аденозинтрифосфатный метод в модификации А. М, Чилингоряна (1977). Препарат ичфузиро-вали профилактически, декапитацив животных производили через 30 минут после- окончания ишемии. При подсчете и определении диаметра капилляров использовали объектив и окуляр-микрометр с увеличением 30 и 7 соответственно. Подсчет производили в 50 полях зрения.

Деформируемость эритроцитов оценивали методом эктацитомет-рии, в основе которого лежит дифракция луча гелий-неонного лазера (длина волны 632,8 им) в суспензии эритроцитов в сдвиговом потоке ( скорости сдвига в диапазоне 38-1556 с*) и регистрация по дифрактограммам осевого отношения эритроцитов. Индекс деформируемости эритроцитов (ИДЭ) рассчитывали по формуле (Белкин А. и соавт., 1991).

Влияние цереброкраста на связывание гемоглобина с кислородом оценивали по величине изменения НвО^ в контрольной (до введения препарата) и опытной (через 60 минут после введения препарата) пробах крови после их касыйейия газовой смесью, содержащей 47. Ог, 5% СО2., 91* N2- Рдарассчитывали По формуле (Mitchell Т. R. et al. , 1971). Содержание 2,3-ДФГ й йритроцитах определяли не-

ферментативным методом в модификации Ж. Ж. Рапопорт и Л. А. Михайловой (1978).

В работе использовали готовую лекарственную форму препарата - 0,017. раствор цереброкраста (производство Института органического синтеза АН Латвии).

Статистическую обработку результатов производили внутри серий по 1-критерию Стьюдента(методом попарных сравнений), между сериями по критерию инверсий Вялкоксона-Манна-Уитни. Данные, подучен! ие при оценке состояния микроциркуляторного русла, обрабатывав! используя критерий Стазе ра.

( РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Й ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. ВЛИЯНИЕ ЦЕРЕБРОКРАСТА НА ПОКАЗАТЕЛИ СИСТЕМНОЙ И ЦЕРЕБРАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ И ОКСИГЕНАПИО 1ЛСХЗГА ПРИ ОСТРОЙ ТРАНЗИТ0РН0Й ИШЕМИИ МОЗГОВОЙ ТКАНИ У КРЫС

Эксперименты по изучению влияния цереброкраста на системную И церебральную гемодинамику, кислородный метаболизм мозга при острой транзиторной пиемии мезга были выполнены на 35 крысах. Препарат иифузировали в бедренную вену в дозе 0,4 мкг/кг« мин в течение 15 минут до (профилактическое введение) и после (лечебное введение) ишемии. В качестве препарата сравнения использовали яавинтон (инфузия в дозе 0,33мг/кг»тан).

У животных контрольной группа сюшйия сонных артерий приводила к статистически достоверному снижению ОШ почти в два раза по сравнению с «'сходным значением, ро^в теменной коре по мере развития ипвмйй прогрессивно снижалось, достигая к 60 минуте ок-клозииснного периода 45Х от исходного уровня (Р<0,05) (табл. 1); существенных изменений САД в этот период не шбадалоеъ,

В период рециркуляции развивался первичный феномен невосс-тановленяя кровотока. К 30 ¡.«нуте реперфузии ШК восстанавливался лишь до 76% (Р<0,05) от фоновой вежпганы и в дальнейшем проявлял тенденций к евижеят Все значения кровотока, зарегистрированное в постйвешчгеекш периоде, были достоверно ни-гэ исходного уровня (табл. 1)ч Значения рОг в теменной коре больших полушарий в исследуемые интервалы времени также были суп.ест-

венко ниже исходного (табл.1). Статистически значимых изменений САД после возобновления кровотока по сонным артериям не выявлено, но наблюдалась тенденция к его снижению (табл. 1).

Профилактическое введение церебрслрэста интактнам жавоткы« не приводило к достоверным изменениям показателей системно;: и церебральной гемодинамики. Кровоснабжение мозга незначительно возрастало с 172,6 ± 15,57 мл/100г-мин до 189,1 ± 17,14 - ".07, 4г 14,76 м.л/100г> мин. Статистически значимым било повышение рОг ь ответ на введение цереброкраста. Оно возрастало до 109 ± 4* ■.: " минуте и до 114 ± 67. к 15 минуте инфузии (табл. 1). Значения С АЛ были близки к фоновому, равному 93 ± 8 мм рт. ст., я составляли 94 1 9 мм рт. ст. и 92 + 9 мм рт. ст. на 7 и 15 минутах инфузии препарата

Профилактическое введение церебрскраста обусловило меньшее, чем в контрольной группе, снижение ОМК и рОг ткани мозга в период 01:клюзии сонных артерий. Мозговой кровоток к окончанию ишемии снижался до 126,6 ± 22,50 мл/100г-мин, что составило 73% от фонового значения и было достоверно выше, чем у животных контрольной группы, не получавших препарат. рОг в теменной коре во время ишемии уменьшалось на 37Х (Р<0,05), это снижение было существенно меньшим, чем в контрольной группе. САД к 60 минуте ишемии возрастало с 93 ± 8 мм от.ст. до 110 ± 11мм рт.ст. (Р<0,С6). В контрольной группе животных значительных изменений САД во время ишемии не отмечено (табл.1).

По окончании ишемии ОМК у животных, получавших цереброк-раст, был. достоверно выше значений этого показателя в контрольной группе. Практически полностью восстанавливаясь к 60 минуте рециркуляции (102% от фонового уровня), ОМК стабильно оставался на зтом уровне до окончания эксперимента, а к 90 минуте достигал 175,4 ± 26,16 мл/100г«мин (табл.1). Достоверных отличий САД от исходного значения, а также по сравнению со значениями этого показателя у животных контрольной группы не выявлено (табл.1). Динамика рОг теменной коры в период рециркуляции была аналогична такоЕой для ОМК. Все значения напряжения кислорода в ткани мозга, за исключением Зарегистрированного в первую минуту рециркуляции, достоверно вШ&, Чем в контрольной серии и близки к исходному уровни. й 9б минуте рециркуляции ро^ составило 96 ± 14%,

Таблица 1.

Влияние лечебного и профилактического введения цереброкраста ( инФузия в дозе 0,4 ют/кг- мин) и кавинтона (инфузия в дозе 0,33 мг/кг-мин) на общий мозговой кровоток (ОМК), напряжение кислорода в теменной rape мозга (pO¿) и системное артериальное давление (СЛД) у крыс, перенйещих острую транзиторную ишемию головного мозга.

Исходные Ишемия Р е ц и р к у " л я ц и я

значения_7 мин_15 мин_15 мин_30 мин_60 мин__7 мин_15 мин__30 мин__60 мин_90 мин

ШК~163,3 85,0 84,7 79,6 " 117.9" ~ 124,1 123,8 115,4 107,3~

±9,36 ±17,84* ±20,11* ±20,96* ±9,60* ±9,69* ±4,39* ±10,21* ±14,11*

рОг 100 65±10* 51±12* 45±8* 59±6* 66±8* 59±5* 66±8* 67±9*

САД 94±б___86±11_04111_92±13__86И0_92±9__94i9_89±10_87±9_

_Инфузия кавинтона_

ОМК 166,8 169,3 166,8 97,2 104,9 101,3 122,6 124.1 132,7 146.1 147,8

±15,75* ±13,09 ±12,80 ±23,44* ±23,64* ±19,13*,** ±25,10 ±18,33* ±28,71 ±9,08** ±19,52** рОг 100 106±6 107±6 73±10* 73±9*,** 71±12*, ** 82±18 83±14 84±14 76±19 71±19

САД_ 89±5_82±7_81 ±6_84±7_07±7_89±8_ 81 ±7__79±8_83±9_82±6__82±7_

Инфузия кавинтона_

ОМК 173,3 114.4 117,5 127,4 147,9 154,1 195,2 167,6 193,5

±25,59 ±22,94* ±25,68* ±23,05*,** ±28,62 ±37,12** ±26,54** ±22,49** ±19,78**

РОг 100 69±7* б5±7* 53±13* 72±8* 74111* 81±10** 85±8** 83±9**

САД ,91*11 _,_95±9_94±10_90±8_90±7_87±9_92±9_97±8_95±8_

Инфузия цереброкраста

ОМК 172,5 189,1 197,4 . "115,8 112,5 126,6 159,4 167,3 163.9 175,6 175,4

±15,57 ±17,14 ±14,76 ±13,99*,** ±11,90* ±20,50*,** ±14,29** ±13,37** ±12,36** ±19,26** ±26,16** рОл 100 109±4* 11416* 63±11 * 63111*,** 63±9*,** 84±11** 100±12** 95±12** 105±17** 96±14**

САД_93±8_94±9_92±9_97112__101±16_110±11** 99±4_90±4_86±3_79 ±4_85±4_

„Инфузия цереброкраста

ОМК 163,3 125,8 102,5 93,6 196,7 203,5 185,0 192,0 198,4

±10,40 ±10,99*,** ±8,83* ±11,94* ±22,31*,** ±18,49*,** ±16,59** ±27,13** ±32,45** рог 100 39±7*,** 4816* 53±12* 95±6** 108±7** 106±9** 10319** 101±7** САД 89±5 '_81±12_91 ±9_97±11_9316_94±7__91±6_8Bi3_89±5__

Примечание: значком * обозначены достоверные изменения (Р<0,05) по отношению к исходному значению;' ** - достоверные изменения (Р<0,05) по отношению к контролю.

что на 30% превышает р02 у крыс контрольной группы (табл. 1).

Профилактическая инфузия препарата сравнения кавинтона не отражалась на величине ОМК в период, предшествующий ишемии. Наблюдалась тенденция к снижению САД с 89 ± 5 мм рт. ст. до 81 ±6 мм рт. ст. на 15 минуте инфузии кавинтона. р02 теменной коры незначительно возрастало до 106 * 61 и 107 ± 6Х к 7 и 15 минутам инфузии препарата (табл.1).

Прекращение кровотока по сонным артериям у этой группы лп-вотных приводило к снижению мозгового кровотока к концу до 101,3 ± 19,13 мл/100г-мин (Р<0,05), Несколько сниженное во время инфузии САД восстанавливалось к 60 минуте окклюзии сонных артерий до 89 ± 8 мм рт. ст. рО^ теменной коры в этот период находилось в пределах 71 ± 12 - 73 ± 9% (табл.1). Таким образом, снижение рО^ в течение всего периода ишемии и ОМК на 60 минуте окклюзии, на фоне предварительного введения кавинтона, было достоверно менее выраженным, чем в контрольной группе (табл. 1),

В постокклюзионный период ОМК по действием кавинтона проявлял тенденцию к восстановлению, существенно превосходя значения этого показателя в контрольной группе к 60 и 90 минутзм рециркуляции (табл.1). САД после возобновления кровотока по сонным артериям снижалось, достигая 82 ± 7 мм рт. ст. к 90 минуте наблюдения, но это снижение не было статистически достоверным по отношению к исходному значению и не имело значимых отличий от динамики этого показателя в контрольной группе (табл.1). Динамика рО^ в теменной коре под действием кавинтона в период рециркуляции существенно не отличалась от таковой контрольной группы »квотных, однако степень снижения у животных, получавших кавин-тон, была менее выражена (табл.1).

Таким образом, динамика ОМК и рОг теменной кори при профилактическом введении цереброкраста достоверно отличается от динамита этих показателей в группе животных, не получавших препарат. Введение цереброкраста перед окклюзией сонных артерий приводит к менее выраженному падению ОМК и р02 в период ишемии, препятствует развитию феномена невосстановления кровотока, способствует восстановлению чапрнжения кислорода в ткани мозга до исходного уровня. Церебрскраст в качестве протектора ишемических нарусений церебральной гемодинамики и оксигенации ткали мозга превосходит глбинтон, предварительная инфузия которого уменьшает

тя.гесть ишемии, но в реперфузионный период слабо влияет на гкпо-оксигеиацию ткани мозга и уменьшает гипоперфузию мозга только к 60 и 90 минутам постишемического периода

Положительные результаты были получены и при лечебном применении цереброкраста Окклюзия сонных артерий сопрововдачась скитанием ОМК и рО?, достигавшим к 60 минуте 93,6 ± 11,94 мл/100 г-мин и 53 ± 127. от исходного уровня. САД возрастало с 89 ± 5 мм рт. ст. (фон) до 97 ± 11 мм рт.ст. к 60 минуте ишемии (табл.2).

Кг.фузия цереброкраста в первые 15 минут реперфуэионного периода приводила к достоверным по сравнению с контрольной группой изменениям ОМК и рО^. Кровоснабжение мозга к 7 и 15 минутам инфузии возрастало с 93,6 ± 11,94 мл/ЮОг-шш до 196,7 ± 22,31 и 203,5 ± 18,мл/100г-мин соответственно, существенно превосходя доходный показатель (163,3 ± 10.40 ш/100г-мин). В течение всего периода рециркуляции ОЖ был достоверно выше значений этого показателя в контрольной группе (табл.1). Статистически достоверных •изменений САД во время и после инфуэии цереброкраста не отмечено (таб.т.1). рОг в теменной коре восстанавливалось во время кнфузии препарата до исходного и сохранялось на этом уровне до конца наблюдения, причем значения этого показателя во время и после инфузии цереброкраста были достоверно выше таковых в контрольной группе (табл.1).

В серии опытов с лечебным применением кавинтона во время инфузии препарата, начатой сразу после снятия зажимов с артерий, наблюдали восстановление мозгового кровотока с 127,4 + 23,05 мл/100г-мин в конце ишемии до 154,1 ± 37,12 мл/ЮОг-мин к 15 минуте рециркуляции. Полученные значения ОЖ незначительно отличаются от Фоноеого,равного 173,3 -± .25., 59 мл/ЮОг-мин, и достоверно выше чем в контрольной группе. САД, :равнэе в фоне 91 £ 11 мм рт. ст. к окончанию инфузии -.незначительно снижалось до 87 ± 9 мм рт. ст.. р02 теменной коры к 1Г5 -минуте рециркуляции на фоне введения препарата восстанавливалось лишь до 74 ± 10Х, было достоверно ниже исходного и не имело статистически значимых отличий от значений этого показателя в контрольной группе (табл.1).

В последующие 75 минут рециркуляции наблюдалась тенденция к росту ОМК Все значения этого показателя несколько превышали исходное и были статистически достоверно выше, чем в группе контрольных животных (табл.1). САД в этот период незначительно воз-

растало, но значимых отличий от фонового значения и данных, полученных для контрольных животных, не выявлено. р02 восстанавливалось до 85 ± 7 - 83 ± 9Х, что достоверно превосходило значения этого показателя в контрольной группе и существенно не отличалось от фоновой величины.

Таким образом, судя по динамике ОМК и рО^, цереброкраст при лечебном введении приводит к более выраженному росту мозгового кровотока в первые 15 минут рециркуляции, нормализует рС^ теменной коры с 7-ой минуты инфузии и поддер.-яивает его в течение всего периода наблюдения на достоверно более высоком уровне, чем кавинтон.

Полученные данные свидетельствуют, что цереброкраст при профилактическом и лечебном введении крысам с транзиторной ишемией мозговой ткани является эффективным корректором постишеми-чесгах нарушений гемодинамики и кислородного, снабжения мозга, превосходящим по силе действия препарат сравнения - кавинтон. Являясь избирательным церебровазодилататором, цереброкраст препятствует развитию в постокклюзионный период феномена гипоперфу-вии и гипооксигенации мозга, причём в случае лечебного применения эти свойства препарата более выражены.

г. ВЛИЯНИЕ ЛЕЧЕБНОГО ВВЕДЕНИЯ ЦЕРЕБРОКРАСТА НА ПОКАЗАТЕЛИ СИСТЕМНОЙ И ЦЕРЕБРАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ, КИСЛОРОДНОГО И УГЛЕВОДНОГО МЕТАБОЛИЗМА МОЗГА ПРИ ОСТРОЙ ТРАНЗИТОРНОЙ ИШЕМИИ МОЗГА У КОШЕК

Изучение влияния лечебного введения цереброкраста на ОМК, САД, рОг коры мозга, газовый состав крови и ее рН, углеводный метаболизм мозга выполнено на модели острой транзиторной ишемии мозга кошек, разработанной в лаборатории фармакологии мозгового кровообращения Томского НИИ фармакологии и заключающейся в одновременном пережатии обеих сонных и обеих позвоночных артерий (Плотников М. Б. и соавт., 1990).

Б контрольной серии опытов прекращение поступления крови по сонным артериям, н& фоне предварительной окклюзии позвоночных, приводило И достбйёрйШ изменениям ряда параметров, характеризующих кислородный метаболизм Мозга К 30 минуте ишемии рО^ теменной коры снижалось (?<0,06) До 44 1 6Х (рис.1), Ро^ венозной кро-

ви, оттекающей от мозга,к окончанию ишемии составляло 29,0 ± 3,6 мм рт. ст. , что значительно ниже (Р<0,05) исходного уровня, равного 41,4 ± 3,3 км рт.ст. Такая динамика рОг коры мозга и Po¿ венозной мозговой крови свидетельствует о выраженной гипоксии мозговой ткани (Рябов Г. А., 1988). рН-венозной крови, прошедшей через мозг, скиталось с 7,176 ± 0,010 (фон) до 7,122 ± 0,020 к окончанию ишемии (Р<0,05); следовательно, гипоксия мозговой ткани сопровождалась ацидозом. Компенсаторное повышение САД с 147 ¿ 4 мм L.-. ст.' (исходное значение) до 162 ± 5 мм рт. ст. (Р<0,05) к окончанию ишемии также свидетельствует о выраженной гипоксии мозга (рис. 1).

В первую минуту постоккшозионного периода ОМК достигал значения 14,7 ± 1,3 млУмин, что составляло 86Z от исходного уровня. К 30, 5С, SO, 120 минутам рециркуляции кровоснабжение мозга оставалось достоверно сниженным и к концу наблюдения значение ОМК достигало лишь 8,2 ± 0,8 мл/мин. Гипоперфузию мозга, вероятно, поддерживала гипотензия, которая развивалась с первой минуты возобновления кровотока по сонным артериям: САД, исходно равное 147 ± 4 мм рт.ст., снижалось до 121 ± 6 мм рт.ст. (Р<0,05) в первую минуту рециркуляции и к 30 минуте повышалось лишь до 132 ± 6 мы рт. ст., что также дсстоверно ниже исходного значения. К концу наблюдения САД прогрессивно снижалось и достигало 108 ± 6 им рт. ст. (рис. 1).

Динамика рОг в коре мозга в постокклюзионный период аналогична изменениям ОМК; повышаясь к первой минуте рециркуляции лишь до 68 ± 17% от исходного уровня, р02 статистически достоверно снижалось в течение всего периода наблюдения и достигало к 120 минуте наблюдения 47 ± 11Z (Р<0,05) (рис.1).

Газометрические исследования крови не выявили каких-либо достоверных изменений Рсо^ в артериальной и венозной крови и Ро2 в артериальной крови в постишемическом периоде по сравнению с исходными значениями. Гэ2 венозной крови, оттекающей от мозга, достоверно снижалось в течение всего периода рециркуляции на 18-43% по сравнению с исходным уровнем. рН артериальной и венозной крови во время рециркуляции существенно не изменялось.

Исследование показателей углеводного метаболизма мозга выявило достоверные изменения в содержании лактата в крови животных во время реперфузии. Начиная с 30 минуть- содержание лактата в

венозной крови мозга достоверно увеличивалось: исходно равный 1,91 ±0,26 мМ, во время ишемии этот показатель несколько возрастал до 2,67 i 0,36 мМ,' к 30 минуте возобновления кровотока по сонным артериям составлял 2,77 ± 0,35 мМ и достигал к окончанию наблюдения 3,22 ± 0,27 мМ. В артериальной крови уровень лахтата также возрастал с 1,78 ± 0,27 мМ (исходный уровень) дс 2,29 ± 0,34 мМ к 30 минуте ишемии, а во время рециркуляции увеличивал?.* до 3,00 i 0,28 мМ (Р<0,05).

Урозень глюкозы в кроЕИ во время и после ишемии мозгз существенно не изменялся и оставался близким к исходному. В артериальной крови содержание глюкозы в период ишемии было равно 10,88 ± 1,03мМ и недостоверно превышало исходное значение, равное 9,73 ± 0,98 мМ. После окончания окклюзии сонных артерий этот показатель также недостоверно изменялся в пределах 10,48 ±0,82 -10,70 ± 0,99 мМ. В венозной крови уровень гЛюкозы имел тенден- . цию к снижению: во время ишемии незначительно повышался с 9,19 ±. 0,97 ыМ до 9,59 ±1,00 мМ, а в период реперфузии уменьшался с 9,87 ± 0,94 мМ до 8,57 ± 1,64m)¿

Потребление тканью мозга глюкозы, исходно равное 6,95 ± 1,05 мг/ЮОг-ыин, к 30 минуте рециркуляции составило 7,47 ± 0,87 мг/1С0г-мин и к 120 минуте несколько возрастало до 8,23 ±1,34 мг/100г-мин. Не было такай вьйвлейо достоверны?:, по сравнению с исходным значением (-0,62 ± 0,12 мг/ЮОг-мин), изменений выброса тканью мозга лактата: несколько повышенный к 30 минуте постокк-люзионного периода (-0,69 ± 0,44 мг/ЮОг-мия), этот показатель к окончанию наблюдения снижался практически до исходного и составлял -0,60 ± 0,43 мг'ЮОг- мин. Также не было обнаружено изменений потребления мозгом кислорода- исходно равный 4,8 ± 0,5 мг/100г-мин, в постокклюзионный период этот показатель изменялся в пределах 3,9 ± 0,5 мг/ЮОг.мин - 4,7 i 0,4 мг/ЮОг-мин в течение всего периода наблюдения.

В группе животных, леченйыХ Цереброкрастом, исходные значения исследуемых показателей не имели достоверных отличий от полученных в контрольной группе. В период ИшемиИ САЛ возрастало до 195 ± 13 мм рт. ст.- И Лййтовёрйо Аревышало исходную Величину, равную 153 ± 8 мм рт. с у,- напряжение! Кйслорода в коре мозга снижалось до 28 ± 7% от исходйог0(Р<0,05), СнйЖеНйе p0¿ ТКйЛИ Мозга

: окончанию ишемии в зтой группе достоЕер!Ю превышало таковое в контрольной группе, где снижение рО£ достигало только 44 ± 67. от исходной величины (рис.1). Динамика Рсо2> Ро2, рН з артериальной и венозной крови во время окклюзии сонных артерий не отличалась от наблюдаемой в группе контрольных .тавотных. Содержание глюкозы и лактата з пробах артериальной и венозной, оттекающей от мозга, крови не имело достоверных отличий от исходных и контрольных значений.

Инфузия цереброкраста приводила к значительным, по сравнению с контрольной группой, изменениям динамики ОМК и САД в постокклю-зионном периоде (рис.1). Значения ОМК во время рециркуляции существенно не отличались от исходного, равного 20,9 ±2,4 мл/мин. Во время инфузии цереброкраста ОМК возрастал с 17,3 ± 1,9 мл/мин в перзую минуту рециркуляции до 18,9 £ 2,2 и 19,3 ± 3,7 мл/мин к 20 и 60 минутам соответственно. К 60 минуте после окончания инфузки препарата кровоток незначительно снижался- до 17,4 ±3,0 мл/ мин, причем значения этого показателя в течение всего периода после окончания ишзмического периода были достоверно выше по сравнению с контрольной группой (рис.1).

САД, существенно возраставшее во время ияемии, после возобновления кровотока по сонным артериям снижалось до 140 ± 12 мм рт. ст. (рис.1). К окончанию инфузии цереброкраста наблюдали недостоверное понигение САД до 127 ± 18 мм рт. ст. , что, вероятно, связано с некоторым снижением под действием препарата обцего периферического сопротивления в сосудистом русле. После прекращения введения препарата к 30 и 60 минутам САД восстанавливалось до 156 ± 13 и 156 ¿14 мм рт. ст. соответственно, причем значения САД достоверно превышали контрольные (рис.1).

Напряжение кислорода в коре мозга после окончания ишемии восстанавливалось до 81 ± 261 от исходного. Под влиянием цереброкраста рОг ткани мозга возрастало к 30 и 60 минутам инфузии до 87 ± 137. и 98 £ 107. соответственно и достоверно превышаю контрольные значения. В последующие 60 минут после окончания инфузии препарата рО^ мозга незначительно снижалось достигая 82 ± 9%, но по-презкнему оставалось выше значений, полученных в контрольной группе (рис. 1).

Газовый состав и рН крови в исследуемые промежутки времени постокклюзионного периода оставались близкими к исходному значению и не имели достоверных отличий от соответствующих значений контрольной группы. Исключением являлось Po¿ венозной крови. К 30 минуте инфузии препарата Po¿ в пробах крови, оттекающей от мозга, достигало 38,3 ± 4,1 мм рт. ст. и до окончания наблюдения не имело достоверных отличий от исходной величины (41,1 ± 2,9 мм рт.ст.). К 60, 90 и 120 минутам рециркуляции значения данного показателя были равны 42,7 ± 5.1, 39,8 ± 5,4 и 37,3 ± 5,4 мм рт. ст. соответственно и достоверно отличались от полученных в контрольной группе. Следовательно, цереброкраст способствовал поддержанию Рог венозной крови на более высотой уровне по сравнению с контролем.

Исследование содержания глюкозы и лактата в артериальной крови и крови, оттекающей от мозга, не выявило какого-нибудь значимого отличия от данных, полученных в контрольной группе животных. Уровень глюкозы в артериальной крови несколько повинился но сравнению с исходным значением в постишемическом периоде, но достоверным это увеличение было только к 60 минуте инфузии це-реброкраста: содержание глюкозы в пробе артериальной крови к этому моменту составляло 11,72 ± 0,78 мМ (исходное значение равно 9,55 ± 0,70 мХ). Содержание лактата в венозной и артериальной крови в течение реперфузионного периода несколько возрастало, но, в стличие от контрольной группы, достоверных отличий от исходного значения не достигало и составляло к 120 минуте наблюдения 2,49 £ 1,47 мЫ в артериальной крови и 2,62 ± 0,57 ыМ в венозной крови. Следовательно инфузия цереброкраста предотвращала развитие лагаацидемии в постишемическом периоде.

Потребление глюкозы, исходно равное 8,22 ± 0,85 мг/ЮОг-мин, к 30 минуте инфузии цереброкраста составило 5,42 ± 2,15мг/100г-мин, а к 60 минуте недостоверно возрастало до 9,36 ± 2,93 мг/ЮСг« мин. По окончании инфузии произошло исюторое спижсиис этого погазатс-ля и через 60 минут он составил 8,81 ± 1,53 мг/100г. мин.

Выброс мозгом лактата, исходно равный -0,66 ± 0,06мг/100г. мин, в постишемическом периоде к 30 и 60 минутам инфузии цереброкраста

40 ■ \

20 ■ 0-

САД, %

0 30 60 50 120 мин

цсроброкраст

Рис.1 Изменения общего мозгоеого кровотока (ОВД, напряжения кислорода в теменной коре мозга (рО^) и системного артериального давления (САД) у наркотизированных кошек с ипэш;ей головного мозга при лечебном введении цереброкраста (--) и без лечения (---).

возрастал до -1,18 ± 0,31 мг/100г-мин (Р<0,05) и -1,02 ± 0,52мг/ 100г-мян. В последующие 60 минут после окончания инфугии выброс мозгом лактата снижался до исходного уровня и к 120 минуте наблюдения был равен -0,61 * 0,20 мг/100г-мин. Достоверных отличий от данных, полученных для контрольной группы, ке наблюдалось

Изменение потребления мозгом кислорода под влиянием препарата было более выракеным. В контрольной группе животных этот показатель оставался близким к исходному значению на протяжении всего эксперимента, тогда как при применении цереброкраста его значение достоверно снижалось к 60 минуте инфузии до 2,30 ± 0,20 мгУ100г«мин. После прекращения кнфузии цереброчраста исследуемый показатель недостоверно возрастал до 3,4 ± 0,8 мг/ЮОг» мин к 30 минуте и 3,1 ± 0,8 мг/1С0г» мин к 60 минуте; начинал с 60 минуты постишемического периода и до конца ■наблюдения потребление кислорода тканью мозга было достоверно ниже значений, полученных в контрольной группе. Следовательно, потребление кислорода достоверно снижалось к окончанию инфузии цереброкраста и несиакко повышалось во время последующей рециркуляции« до значений, ке имевших статистически достоверного отличия от исходного, но значительно отличающихся от полученных в контрольной группе кошек.

Таким образом, цереброкраст ттри острой транзиторной ишемии мозга у кошек препятствовал снижению СМН в постишемическом периоде, улучшал, по сравнению с 'контролем, снабжение ткани мозга кислородом и стабилизировал САД но Бремя рециркуляции. Не оказывая существенного влияния на углеводный обмен мозговой ткани, препарат изменял кислородный метаболизм -мозга: поддерживал Рог крови, оттекающей ст мозга, на достоверно 'более высоком .уровне, чем в контрольной группе, вызывал значительное снижение по сравнению с контролу иыми значениями потребления ъюзгом кислорода ¡б период рециркуляции и особенно к окончанию жнфузии.

3, &ОДНИЁ ЦЕРЕБРОКРАСТА НА НЕКОТОРЫЕ ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СОСТОЯНИЕ ШКРОЦИРКУЛЯПДО В КОРЕ БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА И КИСЛОРОДГРА1ЮПОРТНУЮ ФУНКЦИЮ КРОВИ

Одним из звеньев патогенеза различных цереброваскулярных заболеваний являются расстройства микроциркуляции (Мартиросян Г. Р. и соавт. , 1985; Мчедлишвили Г, И. , 1389: Александров ПН. и соавт., 1986). Основными причинами развития синдрома капиллярот-рсфической недостаточности ПРИ транзиторной ишемии мозга являются низкий артерио-венозный градиент давления в микроцируляторном русле, определяемый соотношением величин просвета сосудов на входе и выходе из него (Мчедлишвили Г. И., 1989), изменения реологических свойств крови (в основном снижение способности эритроцитов к деформации)(Ильичева И. А, и соавт., 1972; Селезнев С. А. и соавт., 1985), развитие в условиях гипоксии околососудистого перизаскулярного отека (Мчедлишвили Г,И, , 1986),

В наших экспериментах в контрольной группе животных средний диаметр капилляров в коре мозга составил Б, 83 мга,(, Максимально (34,6%) представлены капилляры диаметром 4 мкм, количество рез-косуженных не превышало 10% (рис.2).

У крыс, декапитированных через 15 минут поедэ окончания ишемии, выявили достоверное снижение среднего диаметра капилляров до 4,36 мкм, в общей картине распределения капилляров по диаметру отмечено увеличение доли резкосуженных капилляров и одновременное снижение количества сосудов с диаметром 6 10 мкм, Так, если в коре больших полушарий головного мозга контрольных животных микрососуды с диаметром 2 мкм составили всего 10 % о? общего количества капилляров, то у животных, перенёсших ишемию, этот показатель достигал 33% (Р<0,05) (рис.2).

Таким образом, 30-минутное прекращение кровотока 8 кзротид-иой системе мозга крыс приводит к значительным изменениям в мик-роциркуляторном русле коры больших полушарий мозга; к 30 минуте рециркуляции оставались выключенными из процесса кровообращения более 1/3 общего количества капилляров,

Цереброкраст при профилактическом введении крысам приводил к менее выраженным, чем у нелечешш животных с ишемией мозга, изменениям в распределении микросооудоц до диаметру в поетишеми-

X

40 30 20 10

2 4 Б 8 10 2 4 б 8 10 2 4 6 8 10 икм

Рис. 2. Влияние профилактического введения цереброкраста на распределение капилляров по диаметру в коре больших полушарий мозга наркотизированных крыс с ишемией" мозга По оси ординат - диаметр капилляров, по оси абсцисс,- количество капилляров в

1 | - контроль - ишемия - опт

I*

I

ш

ческоы периоде. Средний диаметр капилляров (5,30 мкм) был существенно (?<0, С5) Еш;е этого показателя у неполучавших цереб-;.о::сгст крыс (4,35 мкм), хотя и не достигал значений контрольной группы (5,83 мкм). Цереброкраст предупреждал переход открыла капилляров в резкссужшше. У крыс, которым кнфузировали препарат, непроходимые для эритроцитов микрососуды составили 18%, что прерыгагт контрольное значение, но значительно ниже, чем у животных, яепслучзвпйх цереброкраст. На уровне значений контрольной группы сохранилось такие процентное содержание сосудов с диаметром от 6 до 10 мкм (рис.2).

Следовательно, цереброкраст способствовал функциональной сохранности сосудов обменного типа - капилляров, что благоприятно сказывается на церебральной гемодинамике и на кислородоснаб-жении мозговой ткани в посгишемическом периоде.

При нарушении геометрии сосудов зоны микроциркуляции и снижении продольного градиента давления в них особенное значение для формирования коллатерального кровообращения в зоне инфаркта приобретают механические свойства эритроцитов. В контрольной группе животных индекс деформируемости эритроцитов (ИЛЗ) достоверно снижался во время ишемии и, в еце большей степени, в период рециркуляции при скоростях сдвига от 38 до 1556 с 1 (рис.3). Цереброкраст при профилактическом введении предотвращал снижение способности мембран эритроцитов к деформации. Во время ишемии ИДЭ при высотах скоростях сдвига достоверно превышал, значения, полученные в группе нелеченных животных (рис.3). В период рециркуляции ИДЭ был существенно выше, чем в контрольной группе при всех исследованных скоростях сдвига и не имел значимых отличий ст исходных значений (рис. 3).

Нарушение кислородного снабжения ишемизированного органа может быть ксмпенеированно не только возобновлением в нем циркуляции, но и изменениям в гемической компоненте транспорта кислорода (Галенок В. А. и соавт., 1985; Горелова ЕК, 1984). В наших экспериментах показано, что цереброкраст в дозе 0,4 мкг/кг» мин достоверно увеличивал значение Р^: исходно равное 28,8 ±0,4 мм рт.ст. . оно возрастало к 60-ой минуте после окончания инфуэии до 32,0 ± 0,5 мм рт.ст. (табл.2).

70 60 50 40 30 20

II

.28 1556 38 1556 38 1556

Рйю..& Й&иедаетот деформируемости эритроцитов у кгарготютгрованных крыс с ишемией

головтого мозга при профилактическое ведегото цереброкраста (-----) и без

лечения (-),

I - истодте- атачетгияу II - 30 минута тетя, Ш - 30 минута рециркуляции. ВЬ оси ординат - индекс деформируемости эритроцитов. По оси абсцисс - скорость сдвига в

Примечание: крупной точкой обозкажкы достовернее изменения по сравнению с исходными значениями, х - по сравнению с контролем.

Основными ¿акторами внутриклеточной среды эритроцита, влияющими на способность гемоглобина связывать и отдавать кислород, являются рН и концентрация 2,3-дифосфоглицерата (2,3-ДФГ). Исследование динамики рН в пробах крови до введения цереброкраста и после не выявило статистически значимых изменений данного показателя. 3 контрольной пробе рН было равным 7,290 ± 0,030, в опытной несколько возрастало - 7,320 ± 0,С17 (табл.2). Концентрация 2,3-ЛЯГ после инфузии цереброкраста достоверно возрастала почти в три раза. Разная в контрольной группе 2,74 ± 0,40 мкМ/мл, в опытной группе через 60 минут после окончания инфузии цесеброкраста она достигала значения 8,12 ± 1,20 мкМ/мл.

Таким образом, цереброкраст нормализует доставку кислорода • к тканям мозга в постишемический период и практически ликвидирует гипоксию за счет воздействия не только на циркуляторный компонент транспорта кислорода, но и на гемический. Цереброкраст в условиях инфузии значительно уменьшает сродство гемоглобина к кислороду и увеличивает его способность отдавать кислород тканям путем увеличения внутриклеточной концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах.

Таблица 2.

Влияние цереброкраста (инфузия в дозе 0,4 мкг/кг»мш) на Fo¿, Рсо2 , рН, содержание оксигемоглобина (Нв02 ) и Р50 в крови крыс после насыщения ее газовой смесью, содержащей 4% О2, 51 С02, 911 М2

Показатели до введения через 60 минут после

цереброкраста введения цереброкраста

Ро2, мм рт. ст. Рсо2, мм рт. ст. рН

нвоа, г

30.4 ± 0,6 37,7 ± 0,6 7,290 ± 0,030

49.5 ± 0,9

30.5 ± 0,7 37,7 ± 0.5 7,320 ± 0,020

42.6 1.1,1*

Р50. мм рт. ст. 28,8 ± 0,4 32,0 ± 0,5*

Примечание: в таблице 2 значком * обозначены достоверные изменения (Р<0,05) по отношению к исходному значению.

шводы

1. Цереброкраст в дозе 0,4 мкг/кг«мин при профилактической внутривенной инфузии крысам с острой транзиторной ишемией мозга оказывает защитное действие на мозг: препятствует снижению напряжения кислорода в теменной коре в период ишемии и предотвращает развитие постишемической гипоперфузии и гипооксигенации, превосходя по силе действия препарат сравнения кавинтон.

2. Инфузия цереброкраста крысам с острой транзиторной ишемией мозга в постокклюзионном периоде предотвращает развитие пос-тишемических феноменов более эффективно, чем профилактическая инфузия препарата, а также лечебное введение кавинтона

3. Цереброкраст в дозе 1 иг/кг- мин при инфузии кошкам с острой транзиторной ишемией мозга в постишемическом периоде препятствует снижению артериального давления и развитию гипоперфузии и гипооксигенации мозга. Препарат способствует восстановлению Ро2 венозной крови, оттекающей от мозга, сникает потребление кислорода и продукцию лактата мозговой тканые.

4. Одним из механизмов противоишемического действия цереброкраста является снижение афф!шитета гемоглобина к кислороду за счёт увеличения уровня 2,3-ДФГ в эритроцитах.

5. Цереброкраст существенно улучшает микроциркуляцию в торе головного мозга крыс с окклюзией сонных артерий, предотвращая образование во время и после ишемии резкосуженных капилляров, а также предупреждая повышение жесткости зритроцитарных мембран.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ .

1. Влияние производных 1,4-дигидропиридина на кислородт-ранспортную функцию крови // 2-ая Всесоюзн. конф. "Фармакологическая коррекция гипоксических состояний": тез. докл. - Гродно, 1991 - ЧЛ - С.80-81.У Соавт. : Т.Н. Плотникова.

2. Оценка эффективности при острой транзиторной ишемии моз-

га антигипоксантов, уменьшающих аффинитет гемоглобина к кислороду // Билл, эксперим. биол. и мед. - 1991 - N. 2 - С. 170-172. / Соавт.: Т. М. Плотникова, Ы. Б. Плотников.

3. Влияние иерсброкраста на кислородный обмен мозга кошек в условиях тракзиторной ишемии // " апологическая патология и ее фармакокоррекцил" - Чита, 1991 - 4.2. - С.97./ Соавт.: Т. М. Плотникова, М. Б. Плотникоз.

4. Цереброкраст как корректор постишемических феноменов при острой транзиторной жгамии мозга // Билл, эксперим. биол. и мед. - 1992 - N.10 - С. 1457-1459. / Соавт.: НЕ, Плотников, Т. М. Плотникова, А. С. Саратиков.