Коррекция травматических повреждений головного мозга у крыс триметазидином и новыми агонистами гетерорецептора EPOR/CD131 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 14.03.06, кандидат наук Анциферов Олег Владимирович

• Анциферов Олег Владимирович
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Анциферов Олег Владимирович

Введение

1 Обзор литературы

1.1 Актуальность научного исследования

1.2 Патогенез черепно-мозговой травмы

1.3 Терапия черепно-мозговой травмы - реалии и перспективы

2 Материалы и методы исследования

3 Экспериментальное обоснование параметров модели черепно-мозговой травмы у крыс

4 Сравнительное исследование нейропротективной активности триметазидина и pHBSP при моделировании черепно-мозговой травмы

5 Скрининговое исследование фармакологической активности новых агонистов гетерорецептора EPOR/CD131

5.1 Изучение цитопротективного действия

5.2 Изучение эндотелиопротективного действия

5.3 Изучение антиагрегантной активгости

6 Исследование нейропротективной активности новых агонистов гетерорецептора EPOR/CD131 при моделировании черепно-мозговой травмы

7 Исследование нейропротективной активности сочетанного применения триметазидина и нового агониста гетерорецептора EPOR/CD131 ЕР -11-1 с цитиколином, а также их комбинации при моделировании черепно-

мозговой травмы

Заключение

Выводы

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Введение

Актуальность темы научного исследования

Черепно-мозговая травма (ЧМТ) относится к одной из самых важных проблем здравоохранения и общества в целом, это связанно с распространенностью данного вида травматического повреждения, степенью тяжести последствий ЧМТ и значительным экономическим ущербом наносимым ЧМТ [43]. В последние десятилетия во всех странах наблюдается рост количества стихийных бедствий, техногенных катастроф, дорожно-транспортных происшествий, вооруженных конфликтов, сопровождающихся большим количеством пострадавших с травматическими повреждениями, в частности с травмами черепа и головного мозга. По данным ВОЗ, количество ЧМТ ежегодно возрастает не менее чем на 2% [17, 18, 36, 56]. Прогнозируется, что с более чем 50 миллионами случаев ежегодно ЧМТ останется ведущей глобальной причиной неврологической инвалидности до 2030 года, превзойдя болезнь Альцгеймера и цереброваскулярные нарушения [159].

В общей структуре травматизма повреждения центральной нервной системы составляют 30-40%, а среди причин, влекущих к развитию инвалидности вследствие всех травм, они выходят на первое место, составляя 25-30%. Каждый год в мире ЧМТ является причиной смерти до 1,5 млн. человек и инвалидизации 2,4 млн. человек [22]. Распространенность черепно-мозговой травмы в России -около 600 тыс. случаев в год, в 50 тыс. случаев наступает летальный исход, а еще 50 тыс. случаев оканчиваются инвалидизацией. В России число инвалидов вследствие перенесенной ЧМТ превышает 2 млн. [37]. В США ежегодно черепно-мозговая травма поражает более 3 миллионов человек [96].

Легкая ЧМТ составляет 70-90% всех случаев ЧМТ, пролеченных в больницах [127]. По информации ВОЗ, внешние причины (в том числе и ЧМТ) занимают первое место в структуре причин, приводящих к инвалидизации и смертности населения трудоспособного возраста. В России в 2018 г. смерть от внешних причин (в том числе и от ЧМТ) занимала 3-е место в структуре всех

причин смертности населения [26]. Смертность при изолированной ЧМТ составляет 1-3%, при сочетанной ЧМТ от 20 до 35%, а при тяжелой сочетанной ЧМТ достигает 80% [13]. Чаще всего причинами сочетанной и тяжелой ЧМТ являются дорожно-транспортные происшествия (ДТП) (65,9-80,0% случаев) [59].

Статистические данные говорят о том, что ЧМТ чаще встречается у мужчин. Соотношение мужчины-женщины у пациентов с ЧМТ составляет от 2:1 до 4:1 [24], т.е. по статистике мужчины получают такой вид травмы в два-четыре и более раз чаще женщин, почти во всех возрастных группах, кроме лиц старше 70 лет. Наибольший уровень травматизма встречается у мужчин и у женщин в возрасте 20-40 лет, что составляет до 65% от общего числа пострадавших с травмами [21].

В последние годы в структуре черепно-мозговой травмы возрос удельный вес пациентов старших возрастных групп [33]. ЧМТ у пациентов пожилого и старческого возраста протекает более тяжело за счет повышения хрупкости костей черепа, снижения гидрофильности тканей и реактивности организма. У пожилых людей ослаблено зрение и слух, ухудшена ориентировка, снижены реакции, это увеличивает вероятность получения травм и имеет свое отражение в частоте ЧМТ в пожилом и старческом возрасте.

Учитывая, что ЧМТ подвержены лица трудоспособного возраста, экономический ущерб от данного вида травматических повреждений также включает необходимость длительного нахождения пациентов на оплачиваемом больничном листе. По данным ФГБНУ «Национальный НИИ общественного здоровья имени Н.А. Семашко», ежегодный ущерб от ЧМТ в России оценивается в 500 млрд. рублей.

С учетом всего вышеизложенного становится понятно, почему по наносимому обществу экономическому и социальному ущербу травматические поражения и прежде всего черепно-мозговые травмы занимают первое место.

Степень разработанности темы

Повреждения при ЧМТ делятся на первичные и вторичные. К основным причинам вторичного повреждения относятся: увеличение отека,

распространение гематомы, вторичные тромбозы и тд. Они приводят к развитию: нарушения метаболизма в клетке, эксайтотоксичности, оксидативному стрессу, перекисному окислению липидов, нейровоспалению, дефициту тормозных нейромедиаторов, апоптозу клеток тканей мозга [82, 96, 159, 172].

Несмотря на то, что ЧМТ продолжает оставаться серьезной клинической проблемой во всем мире, от которой ежегодно страдают миллионы людей, по-прежнему не хватает фармацевтических препаратов для лечения ЧМТ одобренных FDA [96]. На сегоднишний день терапия при ЧМТ может включать в себя следующие мероприятия [46, 48]:

1. Нормализация функции внешнего дыхания и оксигенации крови (респираторная поддержка);

2. Нормализация функции сердечно-сосудистой системы (стабилизация показателей артериального давления, коррекция артериальной гипотензии);

3. Поддержание основных показателей гомеостаза в пределах нормы, включая биохимические константы, водно-солевой и кислотно-щелочной баланс;

4. Медикаментозная нейропротекция;

5. Коррекция внутричерепного давления (терапия отека головного мозга);

6. Терапия общесоматических осложнений ЧМТ: миненгитов, госпитальных пневмоний, пролежней, урологических инфекций, синдрома диссеминированного внутрисосудистого свертывания, тромботических осложнений и ТЭЛА, мышечных контрактур, анкилозов суставов и др;

7. Посиндромная терапия (противосудорожная терапия);

8. Питание пациентов с тяжелой ЧМТ.

Важно понимать, что ограничение действия вторичных повреждающих факторов и предупреждение развития вторичного повреждения может существенно улучшать прогноз при острых катастрофах, развивающихся в головном мозге. В основе современной тактики лечения пациентов с черепно -мозговой травмой лежат принципы предотвращения развития действия вторичных повреждающих факторов на головной мозг [25, 56]. Сложная патофизиология ЧМТ позволяет выделить множество мест приложения для

нейропротекторов [115, 131], которые можно разделить на несколько больших групп [18, 35]:

1. Препараты, обладающие непрямым механизмом действия:

а) регуляторы Са2+ каналов, регуляторы Ка+ каналов;

б) антагонисты КМОА-рецепторов (рецепторов глутамата, селективных к К-метил-Б-аспартату);

в) препараты, обладающие свойствами агонистов ГАМК-рецепторов;

г) препараты с антиоксидантными свойствами;

д) препараты, антагонисты молекул адгезии;

е) препараты, обладающие свойствами агонистов и антагонистов аденозина;

2. Препараты с нейропротективными свойствами, обладающие прямыми механизмами действия:

а) препараты с нейротрофическим действием;

б) отдельные группы цитокинов.

В связи с этим перспективным направлением для коррекции морфофункциональных нарушений при ЧМТ может быть активация митохондриального и циртоплазматического 01 рецептора, что приведет к предупреждению повышения Са2+ внутри клетки и митохондрий, энергетического голодания, высвобождения глутамата и, как следствие, в конечном итоге торможения развития в какой-то степени эксайтотоксичности, открытия митохондриальной макропоры, активации каспаз и запуска апоптоза [61].

Другим направлением нейропротекции может явиться снижение активации тромбоцитов. С точки зрения последних исследований о роли тромбоцитов в нейродегенеративных заболеваниях и исследований в отношении уточнения патогенеза ЧМТ данный механизм заслуживает особого внимания. Воздействием на данное звено в патогенезе ЧМТ можно добиться модуляции процессов высвобождения/поглощения таких нейромадиаторов как глутамат и ГАМК и тем самым достичь снижения эксайтотоксичности [128]. Немаловажным является то, что предупреждение активации тромбоцитов приведет к снижению секреции хемакинов, а, следовательно, и к подавлению миграции иммунокомпитентных

клеток в область поражения. С уменьшением выделения ими TGF-в это приведет к уменьшению явлений нейровоспаления [82, 96, 149]. Кроме этого антиагрегационный эффект явлется одним из вариантов профилактики вторичных тромбозов.

Имеются данные о перспективности применения агонистов гетерорецептора EPOR/CD131 в терапии ЧМТ. При этом происходит реализация различных цитопротективных эффектов: противоишемических, антиапоптотических, антиоксидантных, эндотелиопротективных и др. посредством активации нескольких путей [73, 88, 123, 168].

Классическим активатором гетерорецептора EPOR/CD131 является эритропоэтин, который имеет в качестве недостатков эритропоэтическую активность и большой размер. Наиболее перспективными в этом отношении являются его короткоцепочные производные, классическим примером которых является pHBSP [73, 110, 123]. Немаловажным моментом является то, что путем модификации полипептидной цепи им можно предать дополнительные свойства, в частности антиагрегантную активность, с сохраненной на прежнем уровне цитопротективной активностью [15, 147, 152]. Для проведения исследования нами был выбран полипептид ЕР-11-1 (UEHLERALNSS), который обладает антиагрегантной активностью и сохраняет достаточное цитопротективное действие [102, 164, 165].

Следующим перспективным механизмом, который логично включить в основу комплексной терапии ЧМТ является ингибирование фосфолипазы А2. Это позволит затормозить расщепление фосфолипидов мембран и образование арахидоновой кислоты. С одной стороны ингибирование фосфолипазы А2 проявится в мембраностабилизирующем действии, с другой в уменьшении нейровоспаления и образовании активных форм кислорода [72].

В связи с вышесказанным, для формирования исследуемых комбинаций фармакологических агентов наше внимание привлек препарат цитиколин, способный ингибировать фосфолипазу Л2, модулировать высвобождение различных нейротрансмиттеров, способствующих нейрогрегенерации, и тормозить апоптоз посредством митахондриальных механизмов [72, 84, 92].

Следующим препаратом, который логично включить в комплексную терапию ЧМТ, является триметазидин, обладающий антиэксайтотоксическим действием, антиапоптотической и проитивоишемической активностью. В литературе имеются данные о нейропротективной активности триметазидина, что свидетельствует о его способности проходить через гематоэнцефалический барьер [61, 68, 174].

Однако, несмотря на всю теоретическую очевидность представленных подходов, в открытой литературе исследований, посвященных коррекции морфофункциональных нарушений при ЧМТ триметазидином и производными рИББР с антиагрегантной активностью, не существут.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Коррекция травматических повреждений головного мозга у крыс триметазидином и новыми агонистами гетерорецептора EPOR/CD131»

Цель работы:

экспериментально обосновать перспективность использования триметазидина и новых агонистов гетерорецептора БРОЯ/СБ131 при коррекции морфофункциональных нарушений, возникающих при черепно-мозговой травме.

Задачи исследования:

1. Изучить особенности положительных эффетов триметазидина (6 мг/кг/сут.) и рИББР (20 мкг/кг/сут.) на морфофункциональные нарушения при черепно-мозговой травме.

2. Провести комплексную оценку цитопротективной, эндотелиопротективной и антиагрегантной активности новых агонистов гетерорецептора БРОЯ/СБ131.

3. Исследовать эффективность новых агонистов гетерорецептора БРОЯ/СБ131 БР-11-1 (20 мкг/кг/сут.) и БР-11-3 (20 мкг/кг/сут.) при коррекции морфофункциональных нарушений, возникающих при моделировании черепно-мозговой травмы у крыс.

4. Дать оценку нейропротективному действию комбинации триметазидина (6 мг/кг/сут.) и цитиколина (170 мг/кг/сут.) в условиях экспериментальной черепно-мозговой травмы у крыс.

5. Исследовать положительные нейропротективные свойства комбинации нового агониста гетерорецептора БРОЯ/СБ131 БР-11-1 (20

мкг/кг/сут.) и цитиколина (170 мг/кг/сут.) при коррекции морфофункциональных нарушений, возникающих у крыс с черепно-мозговой травмой.

6. Изучить степень коррекции морфофункциональных нарушений при черепно-мозговой травме у крыс комбинацией триметазидина (6 мг/кг/сут.) и нового агониста гетерорецептора EPOR/CD131 ЕР-11-1 (20 мкг/кг/сут.).

Научная новизна исследования Впервые приведены данные экспериментального исследования, позволяющие обосновать перспективность коррекции морфофункциональных нарушений, возникающих при ЧМТ, препаратом с антиапоптотическим и противоишемическим действием - триметазидином. В работе получило экспериментальное подтверждение новое направление коррекции морфофункциональных нарушений при ЧМТ, заключающееся в ингибировании триметазидином митохондриальной переходной поры проницаемости и модуляции обмена Са2+ через рецептор сь

На основании результатов проведенного исследования сделан вывод о том, что наиболее выраженные положительные эффекты при коррекции морфофункциональных нарушений при ЧМТ наблюдаются при использовании исследуемого препарата (триметазидина) в комбинации с препаратом, входящим в стандартную терапию ЧМТ - цитиколином.

В проведенном эксперименте впервые получены данные о выраженных цитопротективном, антиапоптотическом, эндотелиопротективном и антиагрегантном эффектах новых агонистов гетерорецептора EPOR/CD131.

В выполненном исследовании впервые на экспериментальном уровне доказаны выраженные положительные эффекты при коррекции морфофункциональных нарушений при ЧМТ новых агонистов гетерорецептора EPOR/CD131. Наибольший эффект наблюдаются при использовании исследуемых фармакологических агентов в комбинации с цитиколином.

Впервые получены данные о выраженном положительном взаимодействии при коррекции морфофункциональных нарушений при

моделировании ЧМТ у триметазидина и нового агониста гетерорецептора БРОЯ/СБ131 БР-11-1.

Новизна научных исследований подтверждена 2 патентами РФ на изобретение.

Теоретическая и практическая значимость работы

В работе получило обоснование перспективное направление терапии: ингибирования митохондриальной макропоры и модуляции обмена Са2+ через рецептор 01, при коррекции морфофункциональных нарушений, возникающих вследствие ЧМТ и применение с этой целью триметазидина. Кроме этого, перспективным направлением может явиться использование триметазидина для коррекции морфофункциональных нарушений при ЧМТ в комбинации с цитиколином.

Полученные данные позволяют обосновать возможность использования для коррекции морфофункциональных нарушений, возникающих при ЧМТ, нового агониста гетерорецептора БРОЯ/СБ131 БР-11-1 и его комбинации с цитиколином.

Результаты, полученные в ходе данной работы, создают предпосылки для проведения клинических исследований с целью решения вопроса о возможности использования при терапии ЧМТ, триметазидина и нового агониста гетерорецептора БРОЯ/СБ131 БР-11-1 в сочетании со стандартной терапией этой патологии.

Методология и методы диссертационного исследования

В представленном исследовании использованы методические подходы широко освещенные в доступных литературных источниках и активно используемые при проведении научных исследований отечественных и зарубежных авторов [49, 99, 132, 142, 153].

Расчет дозирования и режимы введения фармакологических агентов основаны на эффективности в экспериментальных исследованиях, терапевтических дозах для человека с последующим перерасчетом с помощью межвидовых коэффициентов или подобраны в ходе проведения эксперимента [47].

Дизайн проведенного исследования планировался с учетом рекомендаций по проведению доклинических исследований [47] и одобрен комиссией по биоэтике.

Положения, выносимые на защиту

1. Триметазидин и pHBSP обладают выраженной нейропротективной активностью при коррекции морфофункциональных нарушений в условиях моделирования черепно-мозговой травмы у крыс.

2. Новые агонисты гетерорецептора EPOR/CD131 обладают выраженными цитопротективными, эндотелиопротективными и антиагрегантными свойствами.

3. Применение новых агонистов гетерорецептора EPOR/CD131 EP-11-1 и EP-11-3 оказывает нейропротективный эффект у крыс с экспериментальной черепно-мозговой травмой.

4. Наиболее выраженный положительный эффект при моделировании черепно-мозговой травмы оказывает сочетанное применение триметазидина и нового агониста гетерорецептора EPOR/CD131 EP-11-1 с цитиколином, а также их комбинации.

Степень достоверности и апробация результатов

Высокая степень достоверности основана на достаточном количестве экспериментального материала, включенного в работу с использованием дизайна эксперимента и методических подходов, отвечающих задачам проводимого эксперимента.

Статистическая обработка выполнена с использованием программы Statistica 10.0. Полученные данные были проверены на нормальность распределения с использованием критерия Шапиро-Уилка и критерия Шпигельхальтера (библиотека normtest), оценку равенства дисперсий - с помощью критерия Левене (библиотека lawstat). В зависимости от типа распределения признаков и равенства дисперсий значимость полученных результатов оценивали с применением параметрического (ANOVA) или непараметрического (критерий Краскела-Уоллиса) однофакторного

дисперсионного анализа, а в качестве post-hoc анализа для выявления различий при межгрупповых сравнениях использовали непарный /-критерий Стьюдента или критерий Манна-Уитни, соответственно, с поправкой Бенджамини-Хохберга на множественную проверку гипотез. Результаты считали достоверными при p<0,05.

Материалы работы доложены на VIII всероссийской научно -практической конференции «Биомедицинская инженерия и биотехнология» (Курск, 2015), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Фармакология живых систем: 5 лет пассионарного развития» (Белгород, 2017), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Фармакология живых систем: 6 лет пассионарного развития» (Белгород, 2018), Всероссийской научно -практической конференции с международным участие «Инновационные решения в фармакологии» (Белгород, 2019), VI Международной научно -практической конференции «Научные исследования молодых учёных» (Пенза, 2020).

Внедрение результатов научных исследований

На основании полученных результатов проведенной работы запланированы доклинические исследования новых агонистов гетерорецептора EPOR/CD131 и триметазидина при других моделях поражения центральной нервной системы в сочетании с препаратами стандартной терапии.

Результаты диссертационного исследования внедрены в учебно-методическую и научно-исследовательскую деятельность кафедры фармакологии и клинической фармакологии и НИИ Фармакологии живых систем НИУ «БелГУ», что подтверждается соответствующими актами внедрения.

Работа выполнена при поддержке гранта Президента РФ № МД-757.2020.7.

Публикации

По теме научно-квалификационной работы опубликовано 13 работ, из них 3 в российских рецензируемых научных журналах, включенных в перечень изданий, рекомендованных ВАК для публикаций результатов диссертаций, и 4 в изданиях Scopus, получено 2 патента на изобретения.

Личный вклад автора

Диссертантом под руководством научного руководителя выполнен поиск и анализ открытых источников отечественной и зарубежной литературы согласно теме выпоняемого исследования. С учетом этого были определены цель и задачи работы, предложены гипотезы о возможных подходах фармакологической коррекции морфофункциональных нарушений, возникающих при моделировании ЧМТ триметазидином и новыми агонистами гетерорецептора EPOR/CD131. Автором разработаны и составлены план, дизайн и протолок исследования, проведены рандомизация и отбор животных.

Соискателем совместно с научным руководителем с учетом литературных данных определены основные показатели оценки морфофункциональных нарушений при моделировании ЧМТ и оценки эффективности вводимых фармакологических агентов, что отразилось в опубликованных работах. Самостоятельно выполнена математическая и статистическая обработка полученных материалов с последующей их интерпретацией и изложением в выводах. Проведенная работа отражена в написанной рукописи диссертационной работы, а также в опубликованых материалах по результатам выполненнего исследования.

Структура и объем работы

Диссертация изложена на 164 страницах машинописного текста, содержит 55 рисунков, 28 таблиц. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы, включающего 178 источников, в том числе 118 зарубежных авторов.

1 Обзор литературы

1.1 Актуальность научного исследования

Черепно-мозговая травма (ЧМТ) включает в себя различные виды механических повреждений черепа и внутричерепных образований (оболочек мозга, непосредственно тканей головного мозга, сосудов и черепно-мозговых нервов). Она относится к одной из самых важных проблем здравоохранения и общества в целом, это связанно с распространенностью данного вида травматического повреждения, степенью тяжести последствий ЧМТ и значительным экономическим ущербом, наносимым ЧМТ [89].

В последние десятилетия во всех странах наблюдается рост количества стихийных бедствий, техногенных катастроф, дорожно-транспортных происшествий, вооруженных конфликтов, сопровождающихся большим количеством пострадавших с травматическими повреждениями, в частности с травмами черепа и головного мозга. По данным ВОЗ количество ЧМТ ежегодно возрастает не менее чем на 2% [16, 50, 64, 125]. Прогнозируется, что с более чем 50 миллионами случаев ежегодно ЧМТ останется ведущей глобальной причиной неврологической инвалидности до 2030 года, превзойдя болезнь Альцгеймера и цереброваскулярные нарушения [159].

В общей структуре травматизма повреждения центральной нервной системы составляют 30-40%, а среди причин, влекущих к развитию инвалидности, вследствие всех травм, они выходят на первое место, составляя 25-30%. Каждый год в мире ЧМТ является причиной смерти до 1,5 млн. человек и инвалидизации 2,4 млн. человек [43]. Распространенность черепно-мозговой травмы в России -около 600 тыс. случаев в год, в 50 тыс. случаев наступает летальный исход, а еще 50 тыс. случаев оканчиваются инвалидизацией. В России число инвалидов вследствие перенесенной ЧМТ превышает 2 млн. [30]. В США ежегодно черепно-мозговая травма (ЧМТ) поражает более 3 миллионов человек [96].

Легкая ЧМТ составляет 70-90% всех случаев ЧМТ, пролеченных в больницах [127]. По информации ВОЗ, внешние причины (в том числе и ЧМТ)

занимают первое место в структуре причин, приводящих к инвалидизации и смертности населения трудоспособного возраста. В России в 2018 г. смерть от внешних причин (в том числе и от ЧМТ) занимала 3-е место в структуре всех причин смертности населения [14]. Смертность при изолированной ЧМТ составляет 1-3%, при сочетанной ЧМТ от 20 до 35%, а при тяжелой сочетанной ЧМТ достигает 80% [60]. Чаще всего причинами сочетанной и тяжелой ЧМТ являются ДТП (65,9-80,0% случаев) [58].

Статистические данные говорят о том, что ЧМТ чаще встречается у мужчин. Соотношение мужчины-женщины, у пациентов с ЧМТ составляет от 2:1 до 4:1 [20], т.е. по статистике мужчины получают такой вид травмы в два-четыре и более раз чаще женщин почти во всех возрастных группах, кроме лиц старше 70 лет. Наибольший уровень травматизма встречается у мужчин и у женщин в возрасте 20-40 лет, что составляет до 65% от общего числа пострадавших с травмами [57].

В последние годы в структуре черепно-мозговой травмы возрос удельный вес пациентов старших возрастных групп [1]. ЧМТ у пациентов пожилого и старческого возраста протекает более тяжело за счет повышения хрупкости костей черепа, снижения гидрофильности тканей и реактивности организма. У пожилых людей ослаблено зрение и слух, ухудшена ориентировка, снижены реакции, это увеличивает вероятность получения травм и имеет свое отражение в частоте ЧМТ в пожилом и старческом возрасте.

Учитывая, что ЧМТ подвержены лица трудоспособного возраста, экономический ущерб от данного вида травматических повреждений также включает необходимость длительного нахождения пациентов на оплачиваемом больничном листе. По данным ФГБНУ «Национальный НИИ общественного здоровья имени Н.А. Семашко», ежегодный ущерб от ЧМТ в России оценивается в 500 млрд. рублей.

С учетом всего вышеизложенного становится понятно, почему по наносимому обществу экономическому и социальному ущербу травматические поражения и, прежде всего, черепно-мозговые травмы, занимают первое место.

1.2 Патогенез черепно-мозговой травмы

Известно, что повреждение мозга при ЧМТ развивается не только в момент травмы, но и в последующие дни и часы. Поэтому различают первичное повреждение мозга как результат непосредственного воздействия механической энергии и вторичное повреждение мозга, возникающее вследствие развития ряда патологических механизмов, запускаемых травмой [22].

Первичные повреждающие факторы осуществляют воздействие непосредственно в момент получения травмы. Объем и характер первичных повреждений зависит от условий получения травмы (от интенсивности и длительности воздействия травмирующей силы, а также локализации точки приложения энергии). В результате первичного повреждения образуются очаги некрозов, нарушается структура нейронов и нейроглии, повреждаются и тромбируются сосуды, возникают разрывы синапсов, в этой зоне наступает гибель клеток головного мозга. Вокруг зоны некроза и первичного очага, где наступила гибель клеток, возникает зона «полутени» или пенумбры [130]. Для этой зоны характерно сохранение жизнеспособности и морфологической целостности клеток и тканей головного мозга. Клетки в этой зоне чувствительны к действию различных повреждающих факторов и могут погибнуть в посттравматический период в результате действия вторичных повреждающих факторов, при этом происходит существенное увеличение необратимых повреждений [42].

Первичное повреждение сопровождается радом нарушений, которые запускает целый каскад деструктивных биохимических процессов, приводящих к вторичному повреждению клеток головного мозга. К ним относятся нарушение цлостности или проницаемости гематоэнцефалического барьера, приводящие к взаимодействию клеток крови и клетов головного мозга, нарушение в системе гемостаза, приводящие к расширению гематомы или вторичным тромбозам, которые сопровождаются нарушением биоэнергетики и тд. [82, 96, 159, 172]. Это приводит к вовлечению в патологический процесс незадействованных клеток, находящихся в непосредственной близости от зоны первичного повреждения [53].

В зоне первичного и вторичного повреждения в течение первых 3-4 часов нарастает энергетический голод; в течение 6-ти часов начинает разворачиваться глутаматная эксайтотоксичность, нарушение кальциевого гомеостаза, лактатацидоз. Оксидантный стресс и местное воспаление достигают максимума к 12-36 часу, апоптоз - к 48 часу; эти процессы способствуют дальнейшему повреждению клеток головного мозга как в непосредственой близости к очагу повреждения, так и на удалении от него [80, 117].

Первичное повреждение вызывает повышение активности метаболизма нейронов и нейроглии, это истощает запасы АТФ, приводит к энергетическому дефициту и стойкой деполяризации мембран клеток головного мозга. Деполяризация приводит к активации потенциалзависимых кальциевых каналов. Следствием этого является поступление ионов кальция в клетку и выход из клетки во внеклеточное пространство глутамата и других нейромедиаторов с возбуждающими свойствами. Глутамат накапливается во внеклеточном пространстве и активирует ММЭЛ- и АМРА-рецепторы. Следствием поступления ионов кальция в клетку является повреждение клетки, связанное с активацией фосфолипаз, протеаз и нуклеаз, повреждающее клеточные и митохондриальные мембраны, нарушение окислительного фосфорилирования, синтеза белка и нуклеиновых кислот. Активация ЛМРЛ-рецепторов вызывает увеличение поступления в клетку ионов натрия и хлора, поддерживает сохраняющуюся деполяризацию клеточных мембран, все это по совокупности способствует дополнительному поступлению ионов кальция в клетку. Все эти процессы активируются на фоне внутриклеточного ацидоза связанного с активацией анаэробного гликолиза. Данные процессы поддерживают воспаление, приводят к некрозу нейронов и клеток нейроглии или активируют процессы, запускающие апоптоз [98, 167].

К основным причинам вторичного повреждения относятся: увеличение отека, распространение гематомы, вторичные тромбозы и тд. Они приводят к развитию нарушения метаболизма в клетке, эксайтотоксичности, оксидативному стрессу, перекисному окислению липидов, нейровоспалению, дефициту тормозных нейромедиаторов, апоптозу клеток тканей мозга [82, 96, 159, 172].

Механизм клеточного повреждения токсическими концентрациями «возбуждающих» аминокислот называется эксайтотоксичностью. Наиболее значимую роль в них играет глутамат [82, 128]. В следствие энергетического голода тканей головного мозга, нарушения обмена кальция происходит накопления большого количества этой аминокилоты во внеклеточной среде. Кроме этого, определенную роль в накоплении глутамата играют тромбоциты. Как и нейроны тромбоциты содержат глутамат и ГАМК. При нарушении целостности сосудов или проницаемости ГЭБ происходит взаимодействие тромбоцитов и клеток мозга с последующе их активацие. Это приводит к тому, что тромбоциты начинают поглощать ГАМК и выделять глутамат [128].

Вторичное повреждение клеток головного мозга (нейронов и нейроглии) при ЧМТ возникает также при воздействии на органические молекулы клеток мозга реактивных свободных радикалов кислорода (перекись водорода, супероксид, гидроксильные радикалы), которые образуются при повышенном метаболизме в условиях имеющейся гипоксии. Окисление липидов мембран клеток вызывает нарушение их структуры и целостности. Свободные радикалы, находящиеся во внутриклеточном пространстве, повреждают митохондриальные мембраны, нарушая окислительное фосфорилирование, следствие этого -образование новых свободных радикалов, некроз клеток или активация процесса программируемой отсроченной клеточной смерти [34, 82].

Следующим важным вторичным повреждающим фактором является нейровоспаление. После развития первичного повреждения в сосудистое русло попадает большое количество биологически активных веществ, образующихся при гибели нейронов и клеток нейроглии, что приводит к запуску и поддерживает местную воспалительную реакцию. Кроме этого, прникшие в ткани мозга тромбоциты ыделяют гуморальные факторы (хемокины), в след за которыми происходит миграция иммунокомпитентных клеток [96, 149]. В результате развития воспалительных реакций происходит миграция лейкоцитов из сосудистого русла в паренхиму тканей головного мозга, гранулоциты образуют скопления в артериолах и капиллярах, тем самым вызывая их тромбирование и

нарушение микроциркуляции. Также нужно учесть, что тромбоциты являются одним из богатых источников TGF-ß, который относится к провоспалительным цитокнам и выделяется при активации тромбоцитов [82]. Определенную роль в воспалительном ответе играют и клетки микроглии, после активации они обладают способностью к делению, фагоцитозу, выработке поверхностно-активных веществ и продукции свободных радикалов [67, 163].

Одной из непосредственных причин гибели клеток при острых повреждениях головного мозга наряду с некрозом является апоптоз или «программированная» гибель клеток, его еще называют «отложенной» клеточной смертью. Апоптоз - это процесс упорядоченной гибели отдельных клеток, происходящий как при нормальных, так и при патологических изменениях в тканях организмов под действием внутри- и внеклеточных стимулов. Роль апоптоза - это поддержание оптимального числа клеток в тканях и органах путем удаления «избыточных» или аномальных клеток. Апоптоз впервые был описан John F.R. Kerr в 1965 г. при исследовании ишемического повреждения печени у крыс как новый вид клеточной смерти, отличный от некроза [124].

Апоптоз может запускаться двумя путями: наружным и внутренним. Для активации наружного пути апоптоза необходимо воздействие специфических белков (фактор некроза опухоли и др.) на рецепторы «клеточной гибели» (Fas-, TNF-, TRIAL-рецепторы), расположенные на наружной мембране клетки. По внутреннему пути апоптоз может активироваться при повышении концентрации внутриклеточного кальция, свободных радикалов, глутамата. Воздействие этих и ряда других факторов приводит к разрушению митохондриальной мембраны и выходу факторов активации апоптоза (цитохром С, кальпаины, каспазы, эндонуклеазы G). Каспазы являются ключевым звеном в процессе апоптоза. Это протеазы, которые в неактивном виде присутствуют в клетке. При активации каспаз происходит инициация ряда эндонуклеаз, которые расщепляют молекулы ДНК на фрагменты [178].

Разворачивающимся механизмам апоптоза противостоит включение процессов антиапоптоза, а конечный объем повреждения зависит от соотношения этих конкурирующих процессов [114, 119].

По данным X. Zhang с соавт. соотношение нейронов, погибших вследствие апоптоза и некроза, выглядит таким образом: на долю некроза как механизма нейрональной смерти при ЧМТ приходится одна третяя часть погибших нейронов; остальные две трети, вероятно, погибают вследствие развития разных видов «программированной» гибели клеток [71, 141]. Данный факт говорит о том, что, если будут найдены эффективные способы воздействия на механизмы, блокирующие или замедляющие процесс апоптоза, это позволит значительно уменьшать объем вторичного повреждения головного мозга при ЧМТ.

1.3 Терапия черепно-мозговой травмы - реалии и перспективы

Несмотря на то, что ЧМТ продолжает оставаться серьезной клинической проблемой во всем мире, от которой ежегодно страдают миллионы людей, по-прежнему не хватает фармацевтических препаратов для лечения ЧМТ одобренных FDA [96]. На сегоднишний день терапия при ЧМТ может включать в себя следующие мероприятия [46, 48]:

1. Нормализация функции внешнего дыхания и оксигенации крови (респираторная поддержка);

2. Нормализация функции сердечно-сосудистой системы (стабилизация показателей артериального давления, коррекция артериальной гипотензии);

3. Поддержание основных показателей гомеостаза в пределах нормы, включая биохимические константы водно-солевой и кислотно-щелочной баланс;

4. Медикаментозная нейропротекция;

5. Коррекция внутричерепного давления (терапия отека головного мозга);

6. Терапия общесоматических осложнений ЧМТ: миненгитов, госпитальных пневмоний, пролежней, урологических инфекций, синдрома диссеминированного внутрисосудистого свертывания, тромботических осложнений и ТЭЛА, мышечных контрактур, анкилозов суставов и др;

7. Посиндромная терапия (противосудорожная терапия);

8. Питание пациентов с тяжелой ЧМТ.

Важно понимать, что ограничение действия вторичных повреждающих факторов и предупреждение развития вторичного повреждения может существенно улучшать прогноз при острых катастрофах, развивающихся в головном мозге. В основе современной тактики лечения пациентов с черепно-мозговой травмой лежат принципы предотвращения развития действия вторичных повреждающих факторов на головной мозг [25, 56]. Сложная патофизиология ЧМТ позволяет выделить множество мест приложения для нейропротекторов [115, 131], которые можно разделить на несколько больших групп [18, 35].

1. Препараты, обладающие непрямым механизмом действия:

а) регуляторы Са2+ каналов, регуляторы К+ каналов;

б) антагонисты КМОЛ-рецепторов (рецепторов глутамата, селективных к К-метил-Б-аспартату);

в) препараты, обладающие свойствами агонистов к ГАМК-рецепторам;

г) препараты с антиоксидантными свойствами;

д) препараты, антагонисты молекул адгезии;

е) препараты, обладающие свойствами агонистов и антагонистов аденозина;

2. Препараты с нейропротективными свойствами, обладающие прямыми механизмами действия:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Анциферов Олег Владимирович, 2021 год

■ - -

0,9

0 1 1

Интактные Группа 145 Группа 155 Группа 170

Примечание. * — р<0,05 в сравнении с группой интактных животных. Рисунок 3.3 - Неврологический дефицит на 1 сутки по шкале оценки McGraW в

модификации И.В. Ганнушкиной при обосновании параметров веса животного,

веса груза и высоты его падения при моделировании ЧМТ.

Закономерности неврологического дефицита на 1-е и 3-и сутки, выявленные по шкале Оагаа, принципиально сопоставимы с результатами вышеописанного анализа (рисунок 3.5 и рисунок 3.6).

Средний балл по группе

7,4*

4,4*

0,4 0 | 1

Интактные Группа 145 Группа 155 Группа 170

Примечание. * — р<0,05 в сравнении с группой интактных животных. Рисунок 3.4 - Неврологический дефицит по шкале оценки McGraW в

модификации И.В. Ганнушкиной на 3 сутки при обосновании параметров веса

животного, веса груза и высоты его падения при моделировании ЧМТ.

Средний балл по группе

20 18 16 14 12 10

4

2 0

18

16,/

о

б,/41

Интактные

Группа 145

Группа 155

Группа 170

Примечание. * — р<0,05 в сравнении с группой интактных животных. Рисунок 3.5 — Неврологический дефицит по шкале Оагаа на 1 сутки при

обосновании параметров веса животного, веса груза и высоты его падения, при

Средний балл по группе

20 18 16 14 12 10

18

16,8

q 1#

6,4*

Интактные Группа 145 Группа 155 Группа 170

Примечание. * — р<0,05 в сравнении с группой интактных животных. Рисунок 3.6 - Неврологический дефицит по шкале Оагаа на 3 сутки при

обосновании параметров веса животного, веса груза и высоты его падения при

моделировании ЧМТ.

Наиболее выраженный неврологический дефицит наблюдался в группе с использованием массы грузы 170 г. Промежуточную позицию занимала группа с использованием груза 155 г. В группе животных с использованием груза 145 г выявленный уровень неврологического дефицита принципиально не позволял его характеризовать как значимый по сравнению с группой интактных животных.

Анализ данных неврологического дефицита с использованием шкалы Combs и D'Alecy подтверждает ранее полученные закономерности с использованием шкалы оценки McGraW в модификации И.В. Ганнушкиной и шкалы Garsia (рисунок 3.7 и 3.8). Клиническая картина, наблюдаемая при использовании груза 170 г заключалась преимущественно в тяжелой степени неврологического дефицита.

С учетом полученных результатов наиболее близкие к оптимальным параметрам модели были получены в группе 155.

Средний балл по группе

9

8,

4,1*

,0*

Интактные Группа 145 Группа 155 Группа 170

Примечание. * — р<0,05 в сравнении с группой интактных животных. Рисунок 3.7 - Неврологический дефицит по шкале Combs и D'Alecy на 1 сутки

при обосновании параметров веса животного, веса груза и высоты его падения

при моделировании ЧМТ.

Средний балл по группе

9

8,4

4,2*

3,2*

Интактные Группа 145 Группа 155 Группа 170

Примечание. * — р<0,05 в сравнении с группой интактных животных. Рисунок 3.8 - Неврологический дефицит по шкале Combs и D'Alecy на 3 сутки

при обосновании параметров веса животного, веса груза и высоты его падения

При допустимой летальности до 30% во время непосредственного моделирования ЧМТ и в первые трое суток после него, у лабораторных животных получена разнообразная неврологическая симптоматика, которая может быть подвергнута количественный и качественной оценке, в том числе и в динамике, а также наиболее удобна для оценки нейропротективного действия исследуемых фармакологических агентов.

4 Сравнительное исследование нейропротективной активности триметазидина и рИБ8Р при моделировании черепно-мозговой травмы

После моделирования ЧМТ и частичной рандомизации животных на 1 сутки статистически значимой разницы в неврологическом дефиците по шкале McGraw в модификации И.В. Ганнушкиной в экспериментальных группах не наблюдалось. Средний уровень по группе находился в районе 4 баллов. В группу интактных животных вошли крысы без неврологического дефицита (таблица 4.1).

Таблица 4.1 - Динамика неврологического дефицита по шкале McGraw в модификации И.В. Ганнушкиной.

" ——Сутки Препарат "—-—-—___ 1 3 7

Интактные 0* 0* 0*

ЧМТ 4,20# 4,46# 2,96#

ЧМТ + мексидол 4,17# 4,07# 2,62#

ЧМТ + цитиколин 4,03# 3,82# 2,11#*

ЧМТ + pHBSP 4,13# 4,00# 2,12#*

ЧМТ + триметазидин 4,33# 4,50# 1,96#*

Примечания: # — р<0,05 в сравнении с группой интактных животных; * — р<0,05 в сравнении с группой животных ЧМТ.

При оценке неврологического дефицита с использованием указанной шкалы на 3 сутки отчетливой динамики в группах экспериментальных животных не выявлено. Об этом свидетельствует отсутствие статистически значимой разницы между группами с использованием исследуемых фармакологических агентов и группой ЧМТ.

Наиболее отчетливая динамика в неврологическом дефиците по шкале McGraw в модификации И.В. Ганнушкиной начинает наблюдаться к 7 суткам. Нужно отметить, что в группе «нелеченых» животных (ЧМТ) наблюдается снижение неврологического дефицита до 2,96 баллов. В группе животных с использованием мексидола также происходило снижение неврологического дефицита, но статистически значимой разница по сравнению с группой «нелеченых» животных не выявлено. Наиболее выраженное снижение неврологического

дефицита происходило после воспроизведения ЧМТ в группах с использованием цитиколина, рНББР и триметазидина составило 2,11, 2,12 и 1,96 баллов соответственно, что статистически значимо отличается от группы ЧМТ (р<0,05) (рисунок 4.1). Однако уровня группы интактных животных не достигалось.

Средний балл по группе

2,96#

2,6

2,11#* 2,12#* 1,96#*

0*

Интактные ЧМТ Мексвдол Цитиколин рНВРв Триметазидшн

Примечания: # — р<0,05 в сравнении с группой интактных животных; * — р<0,05 в сравнении

с группой животных ЧМТ. Рисунок 4.1 - Влияние на неврологический дефицит по шкале McGraw в

модификации И.В. Ганнушкиной на 7 сутки триметазидина и рИББР при ЧМТ.

При анализе неврологического дефицита в экспериментальных группах с использованием шкалы Garsia нужно отметить, что путем частичной рандомизации экспериментальные группы были сформированы без статистически значимой разницы (таблица 4.2). Средний уровень неврологического дефицита находился в районе 9 баллов.

Анализируя динамику неврологического дефицита на 3 сутки после моделирования ЧМТ с использованием шкалы Garsia статистически значимой разницы, как и в случае с анализом по шкале McGraw в модификации И.В. Ганнушкиной, выявлено не было. К 7 суткам наблюдается снижение неврологического дефицита в группе животных ЧМТ до 11,38 баллов (рисунок 4.2).

Таблица 4.2 - Динамика неврологического дефицита по шкале Garsia.

" " "—-—Сутки Препарат ——-— 1 3 7

Интактные 18,0* 18,0* 18,0*

ЧМТ 9,43# 9,23# 11,38#

ЧМТ + мексидол 9,07# 9.54# 13,31#*

ЧМТ + цитиколин 9,79# 9.43# 14,29#*

ЧМТ + pHBSP 9,14# 9,31# 13,62#*

ЧМТ + триметазидин 8,86# 9.08# 14,38#*

Примечания: # — р<0,05 в сравнении с группой интактных животных; * — р<0,05 в сравнении с группой животных ЧМТ.

Примечания: # — р<0,05 в сравнении с группой интактных животных; * — р<0,05 в сравнении

с группой животных ЧМТ. Рисунок 4.2 — Влияние на неврологический дефицит по шкале Garsia на 7 сутки

триметазидина и pHBSP при ЧМТ.

Наиболее выраженное снижение неврологического дефицита происходит в группах с использованием мексидола, цитиколина, pHBSP и триметазида и достигает в среднем по группе 13,31, 14,29, 13,62 и 14,38 баллов, что статистически отличается от группы «нелеченых» животных (р<0,05). Нужно отметить, что в отличии от анализа по шкале McGraw в модификации И.В. Ганнушкиной, при анализе по шкале Garsia в группе животных, получавших

мексидол, снижение неврологического дефицита происходило статистически значимо по сравнению с группой ЧМТ. Однако, несмотря на выраженную положительную динамику в группах животных с использованием исследуемых фармакологических агентов полностью неврологический дефицит устранить не удалось.

Анализ неврологического дефицита с использованием шкалы Combs и D'Alecy, как и при использовании выше описанных шкал, показал, что после моделирования ЧМТ с помощью частичной рандомизации удалось сформировать группы животных с отсутствием статистически значимой разницы этого показателя между ними (таблица 4.3). Усредненный показатель неврологического дефицита по группам находился в районе 4 баллов.

Таблица 4.3 - Динамика неврологического дефицита по шкале Combs и D'Alecy.

——-—Сутки Препарат "———^^ 1 3 7

Интактные 9,00* 9,00* 9,00*

ЧМТ 4,43# 4,31# 5,85#

ЧМТ + мексидол 4,07# 4,00# 6,23#

ЧМТ + цитиколин 4,43# 4,36# 6,93#*

ЧМТ + pHBSP 4,00# 4,31# 6,92#*

ЧМТ + триметазидин 4,57# 4,08# 7,15#*

Примечания: # — р<0,05 в сравнении с группой интактных животных; * — р<0,05 в сравнении с группой животных ЧМТ.

При анализе неврологического дефицита на 3 сутки после моделирования ЧМТ с использованием шкалы Combs и D'Alecy отмечается отсутствие какой-либо значимой динамики в группах, как с использованием исследуемых препаратов, так и препаратов сравнения.

На 7 сутки после моделирования ЧМТ анализ неврологического дефицита с использованием шкалы Combs и D'Alecy выявил положительную динамику с больше выраженностью в группах с использованием цитиколина, pHBSP и триметазидина (рисунок 4.3). В данных группах уровень неврологического дефицита был статистически ниже группы ЧМТ (p<0,05), но целевого уровня не достигал.

Средний балл по группе

9*

7,15'* 6,92#* 6,93#*

:::::: 5 Я5Й

Интактные ЧМТ Мекстщол Цитиколин pHBPS Триметазидин

Примечания: # — р<0,05 в сравнении с группой интактных животных; * — р<0,05 в сравнении

с группой животных ЧМТ. Рисунок 4.3 - Влияние на неврологический дефицит по шкале Combs и D'Alecy

на 7 сутки триметазидина и pHBSP при ЧМТ.

Исследование психо-эмоционального статуса с использованием теста «открытое поле» у животных с ЧМТ и в группах животных с коррекцией ЧМТ исследуемыми препаратами позволило выявить следующие закономерности. Моделирование ЧМТ приводило к ярко выраженному на 3 сутки снижению локомоторной и ориентировочно-исследовательской активности, о чем свидетельствует статистически значимое (p<0,05) снижение количества свободных и пристеночных стоек и расстоянию, преодоленному в течение 3 минут, по сравнению с группой интактных животных (таблица 4.4).

К 7 суткам происходило некоторое восстановление этих показателей, но их уровень продолжал быть значительно ниже уровня интактных животных (p<0,05). Кроме этого, у животных с ЧМТ психо-эмоциональный статус характеризовался повышенным уровнем тревожности, о чем свидетельствует снижение времени пребывания в центральном секторе как на 3 сутки, так и на 7 сутки после моделирования ЧМТ (p<0,05). Суммарное количество уринаций и дефикаций, а также грумминг не менялся на протяжении всего эксперимента (таблица 4.5).

Таблица 4.4 - Влияние на локомоторную и ориентировочно-исследовательскую активность pHBSP и триметазидина при моделировании ЧМТ.

Количество свободных и пристеночных стоек, (ед.) Горизонтальная активность общая, (м)

Сутки Препарат ^^^^^^ 3 7 3 7

Интактные 15,9±1,02* 16,2±0,89* 21,65±1,06* 23,47±1,00*

ЧМТ 1,2±0,25# 5,8±0,59# 4,98±0,62# 9,33±0,95#

ЧМТ + мексидол 2,7±0,47#* 8,4±0,64#* 6,71±0,36#* 12,06±0,67#*

ЧМТ + цитиколин 3,5±0,34#* 9,8±1,0#* 7,41±0,28#* 16,86±1,02#*

ЧМТ + pHBSP 2,7±0,37#* 8,0±0,56#* 6,43±0,28#* 12,01±0,60#*

ЧМТ + триметазидин 3,5±0,34#* 10,3±0,93#* 6,87±0,32#* 17,77±1,22#*

Примечания: # — р<0,05 в сравнении с группой интактных животных; * — р<0,05 в сравнении с группой животных ЧМТ.

Таблица 4.5 — Влияние на психо-эмоциональный статус pHBSP и триметазидина при моделировании ЧМТ.

Время Количество Груминг, (ед.)

проведенное в центральном секторе (с) уринаций и дефекаций, (ед.)

^^^^^^^^ Сутки 3 7 3 7 3 7

Препарат

Интактные 2,37 2,94 1,7 1,4 1,3 1,7

±0,32* ±0,24* ±0,3 ±0,31 ±0,26 ±0,21

ЧМТ 0,42 0,95 1,2 1,2 0,8 0,9

±0,22# ±0,21 # ±0,2 ±0,2 ±0,2 ±0,18

ЧМТ + мексидол 0,46 1,93 1,3 1,6 0,6 1,1

±0,24# ±0,26#* ±0,3 ±0,34 ±0,16 ±0,28

ЧМТ + цитиколин 0,49 2,04 1,2 1,2 0,7 1,4

±0,26# ±0,15#* ±0,33 ±0,2 ±0,21 ±0,22

ЧМТ + pHBSP 0,33 ±0,17# 1,87 ±0,22#* 1,2 ±0,2 0,9 ±0,28 0,5 ±0,17 1,2 ±0,2

ЧМТ + триметазидин 0,44 ±0,32# 2,07 ±0,16#* 1,3 ±0,3 1,4 ±0,27 0,6 ±0,16 1,2 ±0,25

Примечания: # — р<0,05 в сравнении с группой интактных животных; * — р<0,05 в сравнении с группой животных ЧМТ.

При использовании исследуемых фармакологических агентов происходило улучшение показателей локомоторной и ориентировочно-исследовательской

активности начиная с 3 суток после моделирования ЧМТ, о чем свидетельствует статистически значимое (р<0,05) увеличение количества свободных и пристеночных стоек и удлинение расстояния преодоленного в течении 3 минут по сравнению с группой «нелеченых» животных (таблица 4.4). Кроме этого, в этих группах происходило статистически значимое увеличение времени пребывания животного в центральных квадратах (р<0,05) (таблица 4.5). Полученные данные свидетельствуют об улучшении психо-эмоционального состояния животных получавших исследуемые фармакологические агенты и частичном восстановлении локомоторной и ориентировочно-исследовательской активности у них.

Исследование биохимических маркеров повреждения тканей головного мозга (белка Б-100В) показало его статистически значимое повышение (р<0,05) в крови начиная с 3 суток после моделирования ЧМТ по сравнению с группой интактных животных с последующим некоторым снижением к 7 суткам (таблица 4.6). Введение исследуемых фармакологических агентов животным приводило к статистически значимому (р<0,05) снижению содержания Б-100В в крови на 7 сутки после моделирования ЧМТ по сравнению с группой «нелеченых» животных. Это свидетельствует о меньшем повреждении тканей головного мозга в этих группах. На 3 сутки после моделирования ЧМТ статистически значимых различий содержания Б-100В в группах не выявлено.

Таблица 4.6 - Влияние на концентрацию Б-100В рИВБР и триметазидина при моделировании ЧМТ.

Концентрация Б-100В, (мкг/л)

~~--—Сутки Препарат "——— 3 7

Интактные 0,53±0,04* 0,59±0,05*

ЧМТ 1,49±0,11# 1,19±0,06#

ЧМТ + мексидол 1,33±0,12# 1,16±0,05#*

ЧМТ + цитиколин 1,25±0,10# 0,99±0,06#*

ЧМТ + рИВБР 1,32±0,08# 1,08±0,06#*

ЧМТ + триметазидин 1,28±0,12# 1,00±0,05#*

Примечания: # — р<0,05 в сравнении с группой интактных животных; * — р<0,05 в сравнении с группой животных ЧМТ.

При микроскопическом изучении гистологических срезов коры больших полушарий у группы интактных животных на поверхности извилин визуализируются участки мягкой или сосудистой оболочки, плотно прилегающей к веществу мозга, заходящей во все борозды и покрывающей все извилины. Сосудистая оболочка образована рыхлой волокнистой соединительной тканью, содержащей большое количество кровеносных сосудов. От сосудистой оболочки отходят тонкие волокна соединительной ткани в вещество мозга. Сосудистая оболочка участвует в образовании сосудистых сплетений, которые образованы рыхлой соединительной тканью, содержащей расширенные капилляры финестрированного типа, покрытые однослойным кубическим эпителием (рисунок 4.4).

Примечания: окраска гематоксилином и эозином. Ув. х400.

Рисунок 4.4 — Микрофотография мягкой мозговой оболочки (сосудистого

сплетения) интактного животного.

В области борозд, между сосудистой и паутинной оболочками находятся подпаутинные цистерны, заполненные спинномозговой жидкостью. По периферии извилин визуализируется более темный слой, соответствующий серому веществу, а в глубине извилин — более светлый слой, соответствующий белому веществу (рисунок 4.5 А).

В сером веществе хорошо определяются все слои коры полушарий головного мозга. Непосредственно под мягкой мозговой оболочкой — молекулярный слой, содержащий преимущественно ядра клеток глии, далее определяется наружный зернистый слой, состоящий из очень мелких клеток пирамидальной формы, пирамидный слой содержит пирамидные нейроны средних размеров, внутренний зернистый слой содержит мелкие пирамидные и звездчатые клетки. В ганглиозном слое визуализируются гигантские пирамидные нейроны — клетки Беце (рисунок 4.5B).

Примечания: цитоархитектонические слои коры (А). Гигантские пирамидные нейроны — клетки Беца (В). Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х100 (А). Ув. х400 Рисунок 4.5 — Микрофотография среза коры полушарий головного мозга

интактного животного.

Форма клеток треугольная, их ядра округлые, темно базофильные, расположены в базальной части клетки. От апикальной части отходит апикальный дендрит, постепенно суживающийся и доходящий до молекулярного слоя. От латеральных углов тела гигантского нейрона отходят латеральные дендриты, ветвящиеся в пределах своего слоя. В некоторых клетках визуализируется

базальный аксон, отходящий от середины основания тела и направляющийся вниз в белое вещество.

Между пирамидными нейронами в данном слое определяются еще крупные мультиполярные нейроны, округлой формы, сферическое ядро которых, светло базофильное и расположено в центре клетки. Ядрышко мелкое, темно базофильное, чаще расположено эксцентрично. Также, визуализируются мелкие округлые глиоциты, базофильной окраски. И наконец, последний слой коры — слой полиморфных клеток, состоит из очень мелких, разнообразной формы клеток.

Следует отметить наличие в веществе мозга (в области серого вещества), большого количества кровеносных сосудов, расположенных вертикально, по отношению к слоям (рисунок 4.6).

Примечания: кровенаполненные кровеносные сосуды, в сером веществе, расположенные вертикально. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х400. Рисунок 4.6 — Микрофотография среза коры полушарий головного мозга

интактного животного.

Белое вещество содержит нервные волокна, между которыми визуализируется большое количество мелких клеток глии и кровеносных сосудов (рисунок 4.7).

Примечания: белое вещество образовано нервными волокнами, расположенными под разными углами по отношению друг к другу. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х400.

Рисунок 4.7 - Микрофотография среза коры полушарий головного мозга

интактного животного.

После моделирования ЧМТ на 3 сутки на микрофотографиях визуализируются выраженные структурные изменения в веществе мозга, заключающиеся в наличии участков локального отека вещества мозга в сочетании с субарахноидальными и корковыми кровоизлияниями (рисунок 4.8А). Под большим увеличением визуализируется пропитывание тканей мозга эритроцитами и определяется большое количество макрофагов (рисунок 4.8В).

В непосредственной близости к зоне травмы и кровоизлияний сосудистая оболочка отечная, ее кровеносные сосуды расширены. На значительном протяжении наблюдается ее отслоение от вещества мозга. При этом в области извилин происходит спаивание или «сращение» волокон рыхлой соединительной ткани сосудистой оболочки с веществом мозга, она отечная и инфильтрированная клетками воспалительного ряда (рисунок 4.9).

В области серого вещества мозга, в непосредственной близости к зоне деструктивных изменений, наблюдаются локальные очаги скоплений глиальных клеток с хорошо выраженными границами (рисунок 4.10).

Примечания: в веществе мозга визуализируются участки отека вещества мозга и кровоизлияний. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х100 (А). Ув. х400 (В). Рисунок 4.8 — Микрофотография среза коры полушарий головного мозга,

3-и сутки после моделирования ЧМТ.

Примечания: сосудистая оболочка, расположенная между извилин плотно сращена с веществом мозга. Она инфильтрированная, отечная, ее сосуды полнокровные. Окраска гематоксилином и

эозином. Ув. х200.

Рисунок 4.9 — Микрофотография среза коры полушарий головного мозга, 3-и сутки после моделирования ЧМТ.

Вокруг кровеносных сосудов серого вещества выражены явления периваскулярного отека, а в кровеносных сосудах, локализованных между серым и белым веществом, наблюдается кровенаполнение и расширение их просвета (рисунок 4.11).

•'Г ••

•• ' л . .

%

•• •

*

V?

м

• «А»

В

Примечания: в сером веществе мозга визуализируются участки локальных скоплений глиоцитов с хорошо выраженными границами. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х200 (А). Ув. х400 (В).

Рисунок 4.10 - Микрофотография среза коры полушарий головного мозга,

3-и сутки после моделирования ЧМТ.

Примечания: на границе между серым и белым веществом кровеносные сосуды расширены и кровенаполнены. Выражены явления периваскулярного отека. Окраска гематоксилином и

эозином. Ув. х200.

Рисунок 4.11 - Микрофотография среза коры полушарий головного мозга, 3-и

сутки после моделирования ЧМТ.

Относительно особенностей организации цитоархитектоники коры больших полушарий нарушений в расположении слоев не выявлено. Однако в ганглиозном

слое вокруг пирамидных нейронов наблюдается перицеллюлярный отек. Сами нейроциты, в сравнении с группой интактных животных, несколько уменьшены в размерах, их цитоплазма гомогенная, темнобазофильная (рисунок 4.12).

Примечания: в сером веществе мозга вокруг нейронов и глиоцитов выражены явления перицеллюлярного отека. Пирамидные нейроны сморщенные, гиперхромные. Окраска

гематоксилином и эозином. Ув. х400.

Рисунок 4.12 - Микрофотография среза коры полушарий головного мозга, 3-и

сутки после ЧМТ.

На 7-е сутки эксперимента на всем протяжении поверхности полушарий головного мозга сосудистая оболочка плотно сращена с веществом мозга, утолщена, ее сосуды полнокровные и расширенные (рисунок 4.13).

Вокруг всех нейроцитов наблюдается перицеллюлярный отек. Визуализируются сморщенные и гиперхромные нейроны, преимущественно в пирамидных слоях серого вещества. Плотность клеток на единицу площади значительно выше, чем на 3-и сутки эксперимента (рисунок 4.14).

Изучение строения коры полушарий головного мозга у интактных крыс, перенесших анестезию, не выявило морфологических нарушений. У животных, после моделирования ЧМТ напротив отмечаются значительные морфологические нарушения в зоне травмы. Данные изменения хорошо визуализируются и могут быть подвергнуты количественной и качественной оценке, а также может быть оценена их динамика.

• • .

. ' - * ;

. » . ■> v

' * ■ ' •

• ' - • . . - -г .'- -

• . • • Я'. - IM*

• ' , • ' fj 'И к® ■

Я N i ¿> я- v- :

B

• m M

* ч

• С ¿я

* - ««*

Примечания: сосудистая оболочка, утолщена, плотно сращена с веществом мозга. Кровеносные сосуды расширенные и кровенаполненные. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х200 (А). Ув.

х400 (В).

Рисунок 4.13 - Микрофотография коры полушарий головного мозга на 7-е

сутки после ЧМТ.

* » *

ч 1

. i И

• • • ' • : • . *'■. 4' * »,

- : • ; ' . >V V/''«.-'

• . ' • ' ' - J • V • .

* / • • *# / / I « # • • »

.44 •• • * J . *

Ж .* , i . <i '

• • v ■ •. . .... < i •

. ... Л- ./• . • - \ J ^

? 7r . "C • • » '

• • . • . * ••» • / • v -i — ? '

• . • • Я r P

'4

• ' *

• . • • . ч . '4* •

" « ' - ; ■ ■ m t4 : •

• • v,; / V - v. . .

Л , * * «Г 'с • »'

; ' V' •• V .

A

и*

«

-

i

V

I

*

#

f

\

A

B

Примечания: в сером веществе мозга вокруг нейронов и глиоцитов явления перицеллюлярного отека. Пирамидные нейроны сморщенные, гиперхромные. Плотность клеток высокая. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х200 (А). Ув. х400 (B).

Рисунок 4.14 - Микрофотография среза коры полушарий головного мозга на

7-е сутки после моделирования ЧМТ.

При гистологическом исследовании головного мозга животных с коррекцией ЧМТ исследуемыми фармакологическими агентами наименее выраженная положительная динамика наблюдается в группе с использованием мексидола. В группе с введением препарата мексидол на 3-и сутки после моделирования ЧМТ в сером веществе мозга наблюдаются очаги обширных кровоизлияний, приводящие к отслойке сосудистой оболочки на значительном расстоянии. Нет хорошо выраженной границы между зоной повреждения и здоровой тканью мозга. Участки геморрагического пропитывания определяются на значительном расстоянии от зоны кровоизлияний (рисунок 4.15).

Примечания: в сером веществе мозга определяются крупные очаги кровоизлияний. Окраска

гематоксилином и эозином. Ув. х400.

Рисунок 4.15 - Микрофотография коры полушарий головного мозга на 3-и сутки

после ЧМТ при коррекции мексидолом.

В области деструктивных изменений наблюдаются начальные этапы образования кровеносных сосудов. Плотность клеток низкая. Значительно выражены явления периваскулярного отека (рисунок 4.16 А). Нейроциты уменьшены в размерах, некоторые сморщены, выражен перицеллюлярный отек (рисунок 4.16В).

В морфологически неизмененной ткани мозга в области серого вещества на значительном расстоянии определяются очаги локального скопления глиальных клеток (рисунок 4.1 7).

В

% •

Примечания: выражены явления периваскулярного и перицеллюлярного отека. Окраска

гематоксилином и эозином. Ув. х400.

Рисунок 4.16 - Микрофотография среза коры полушарий головного мозга на

3-и сутки после ЧМТ, при коррекции мексидолом.

Примечания: в области серого вещества визуализируются очаги локального скопления глиальных клеток. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х200. Рисунок 4.17 - Микрофотография среза коры полушарий головного мозга на 3-и

сутки после ЧМТ, при коррекции мексидолом.

На 7-е сутки эксперимента при лечении препаратом мексидол визуализируются признаки расстройства кровообращения. В области травмы головного мозга в сером веществе определяется значительное скопление макрофагов. На месте разрушенных кровеносных сосудов, визуализируемых на предыдущих сутках, происходит новообразование новых кровеносных сосудов

малого диаметра, преимущественно капилляров. В пограничной зоне (в зоне контакте с неповрежденной тканью головного мозга) изменений сосудистой сети не отмечается.

При лечении количество кровеносных сосудов значительно больше, чем в группе контроля, стенки сосудов утолщены, диаметр большего калибра, т.е. в поле зрения преобладали не только капилляры, но и такие компоненты микроциркуляторного русла, как артериолы и венулы. Плотность клеточного инфильтрата выражена значительнее, чем на 3-и сутки. В поле зрения преобладают макрофаги, гранулы которых в некоторых участках дают метахромазию (рисунок 4.18).

• . •

»

* %

г , » »,

Л , "

>

<-.' ? »

• »у

»?

•

А

т ш . Л

' * ' 1 - / » . ¡л^

. • ' . г £

* ^ V

9 * \

' I»

9 у '

V . Ч

и

А

* •# *

• I

I т

>•1

»I-

4

• '. V

• ;

.* *

V

. «

? ! ' • • • •

в

•V

Примечания: окрашено гематоксилином и эозином. Ув. х400 (А), 200 (В). Рисунок 4.18 - Микрофотография среза коры полушарий головного мозга на 7-е сутки после ЧМТ при коррекции мексидолом.

Зона пропитывания нервной ткани, вышедшими из кровеносных сосудов, эритроцитами в 3-4 раза меньше. В пограничной зоне наблюдалась ярко выраженная реакция клеток глии, их плотность имела тенденцию к увеличению в единице площади среза, соотношение нейрон/глиоцит уверенно приближалось к единице.

Относительно структурных изменений элементов глии следует отметить, что наблюдалось изменение формы ядер глиальных клеток с удлиненной на

сферическую, ядра становились темно-базофильными, преимущественно за счет большого количества конденсированного хроматина.

Далее, следует отметить, что к 7-м суткам наблюдалось изменение значений ядерно-цитоплазматического отношения (ЯЦО) в сторону ядра в нейронах пограничной зоны, являющейся результатом «ухода» отека цитоплазмы нейрона. Также, возрастала плотность глиоцитов в стандартном поле зрения среза, уменьшалось количество клеток воспалительного ряда.

В большей степени положительная динамика при гистологическом исследовании головного мозга наблюдается при коррекции ЧМТ рИВБР и триметазидином. Выраженность положительных эффектов в этих группах сопоставима. В группе животных с использованием для коррекции ЧМТ триметазидин на 3 сутки в зоне травмы наблюдается кровоизлияние в вещество мозга на ширину 1/3 толщины серого вещества коры (рисунок 4.19).

Примечания: в сером веществе мозга определяется очаг кровоизлияния. Отек ткани мозга и инфильтрация мягкой мозговой оболочки. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х100. Рисунок 4.19 - Микрофотография среза коры полушарий головного мозга на 3-и

сутки после ЧМТ, с использованием для коррекции триметазидина.

Следует отметить наличие хорошо визуализируемой границы между зоной деструкции и здоровой тканью мозга. В поврежденной ткани наблюдается отек,

наличие кистозоподобных полостей, низкая плотность клеток в сравнении со здоровой тканью. Визуализируется большое количество новообразованных кровеносных сосудов. В большинстве выражены явления периваскулярного отека и расширение просвета. Нейроны единичные, их тела сморщены, ядра пикнотичные. В поле зрения преобладают глиальные клетки и макрофаги. В непосредственной близости к зоне повреждения нейроциты округлые с хорошо выраженным ядром и ядрышком, на фоне перицеллюлярного отека. Сосудистая оболочка утолщена, инфильтрирована, отечна, ее сосуды расширены и кровенаполнены (рисунок 4.20).

Примечания: хорошо выражена граница между зоной деструкции и здоровой тканью мозга. В поврежденной ткани наблюдается отек, наличие кистозоподобных полостей, низкая плотность клеток. В здоровой ткани мозга нейроциты округлые с хорошо выраженным ядром и ядрышком.

Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х100 (А). Ув. х400 (В). Рисунок 4.20 - Микрофотография среза коры полушарий головного мозга на

3-и сутки после ЧМТ, с использованием для коррекции триметазидина.

В группе животных с использованием для коррекции ЧМТ препарата триметазидин на 7-е сутки в зоне травмы полного восстановления архитектоники мозга не наблюдается. При этом диапедезных кровоизлияний нет, признаки перицеллюлярного и периваскулярного отека слабо выражены. Граница между зоной повреждения и здоровой тканью мозга слабо выражена за счет снижения воспалительный явлений и преобладания регенераторных процессов (рисунок 4.21А). При оценке клеточного состава, в поле зрения преобладают глиальные элементы, формирующие широкую зону так называемого глиального рубца

(рисунок 4.21В и 4.21С). В сравнении с 3-ми сутками плотность клеток возрастает. Визуализируемые мелкие кровеносные сосуды полнокровны (рисунок 4.21С).

Примечания: окраска по методу Ван Гизонн (А), гематоксилином и эозином (В), по методу

Маллори (С), Ув. х200 (А и В). ув. х400 (С). Рисунок 4.21 - Микрофотография срезы коры полушарий головного мозга на

7-е сутки после ЧМТ с использованием для коррекции триметазидина.

На некотором расстоянии от зоны контакта поврежденной ткани мозга и неповрежденной визуализируется полностью сохранная архитектоника, нейроциты классической формы и размеров, в единичных случаях определяются гиперхромные нейроны с перицеллюлярным отеком и локальные скопления глиальных клеток (рисунок 4.22С). При этом степень выраженности реактивных изменений незначительна (рисунок 4.22А и 4.22В).

•. < *•

*

I • 1 **

N

' т ♦ >♦ • «В

Г ' «V У

* Л , * \ ? * ,

» '

л

И •■ '