Л.М. Макарова, В.Е. Погорелый, Н.А. Новикова, Т.И. Макарова, О.Н. Олейникова К ВОПРОСУ АДАПТАЦИОННЫХ ПЕРЕСТРОЕК В ПОЛУШАРИЯХ И МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ЛЕВОПОЛУШАРНОГО ИШЕМИЧЕСКОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА (С. 4-8)

Л.М. Макарова*, В.Е. Погорелый*, Н.А. Новикова*,

Т.И. Макарова**, О.Н. Олейникова*

К ВОПРОСУ АДАПТАЦИОННЫХ ПЕРЕСТРОЕК В ПОЛУШАРИЯХ И МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ЛЕВОПОЛУШАРНОГО ИШЕМИЧЕСКОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА

*Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России,

**Пятигорский государственный лингвистический университет, Пятигорск, Россия

*Pyatigorsk Medical-Pharmaceutical Institute – branch of the Volgograd State Medical University,

**Pyatigorsk State Linguistic University, Pyatigorsk, Russia

 

К ВОПРОСУ АДАПТАЦИОННЫХ ПЕРЕСТРОЕК В ПОЛУШАРИЯХ И МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ЛЕВОПОЛУШАРНОГО ИШЕМИЧЕСКОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА
Л.М. Макарова, В.Е. Погорелый, Н.А. Новикова, Т.И. Макарова, О.Н. Олейникова
В работе проведено обоснование возможности применения методики  левополушарного ишемического повреждения головного мозга для оценки нейропротекторного действия новых соединений. Разработаны критерии эффективности нейропротекторного действия соединений на основе оценки биохимических параметров: продуктов перекисного окисления липидов  в поврежденном и контрповрежденном полушариях; общего белка, мочевины, средних молекул, холестерина и общих липидов в сыворотке крови.
Ключевые слова: односторонняя ишемия головного мозга, левополушарная ишемия, односторонняя окклюзия левой общей сонной артерии, нейропротекторное действие, метаболические изменения в головном мозге, адаптационные перестройки в полушариях

 
INVESTIGATION OF BRAIN HEMISPHERE ADAPTATATION RECONSTRUCTION AND METABOLIC CHANGES IN A MODEL OF LEFT-SIDE CEREBRAL ISCHAEMIA
L.M. Makarova, V.E. Pogoreliy, N.A. Novikova, T.I. Makarova, O.N. Oleynikova
Our experimental study provides a rationale for using the left-side cerebral ischaemia method to assess the neuroprotective activity of new compounds. We developed efficacy criteria to assess neuroprotective activity based on the following biochemical measurements: (1) cerebral lipid peroxidation products in damaged and healthy hemispheres; (2) total albumin, urea, medium-sized peptides, cholesterol, and total lipids in blood serum.  
Key words:  unilateral brain ischaemia, left hemisphere ischaemia, left common carotid artery occlusion, neuroprotective activity, metabolic changes in the brain, adaptation reconstructions in the hemispheres

 

 


Введение.

Ишемические нарушения мозгового кровообращения составляют около 70% от всех сосудистых заболеваний головного мозга, при этом в половине случаев основным патогенетическим фактором данного заболевания является окклюзионное поражение экстракраниальных артерий (Добрынина, Калашникова, Павлова, 2011; Китаева, Сайхунов, Хафизьянова, Хасанова, 2009; Червяков, Фокин, 2007). Стенозирующие поражения сосудов, кровоснабжающих головной мозг, становятся одной из причин возникновения инсультов ишемического типа, в том числе и в молодом возрасте  (Султанов, Зарубина, Шабанов, 2010). Поэтому терапия и профилактика цереброваскулярных поражений представляют важнейшую проблему современной медицины.

Раннее экспериментально было показано, что при односторонней перевязке левой сонной артерии в течение трех дней в поврежденном полушарии преобладают декомпенсированные изменения, а в контрповрежденном полушарии прослеживаются реакции как компенсаторного, так и альтеративно-декомпенсаторного характера  (Макарова Л., Погорелый, 2010;  Макарова Л., Погорелый, Макарова Т., Приходько, 2012).

Цель работы.

Целью данной работы явился анализ комплекса биохимических изменений при левополушарном ишемическом повреждении головного мозга крыс с целью разработки обоснованных критериев для оценки нейропротекторного действия новых соединений.

Материалы и методики.

Эксперименты выполнены на крысах-самцах линии Wistar массой 200-220 г. В качестве модели ишемии мозга использовали одностороннюю окклюзию левой общей сонной артерии (ЛОСА) в течение трех суток. После моделирования патологии у животных под уретан-хлоралозным наркозом делали забор артериальной крови из правой сонной артерии и венозной крови – из сагиттального синуса.

Оценку воздействия  ишемии на процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) в левом и правом полушариях головного мозга проводили по следующим показателям: диеновые конъюгаты (ДК) и продукты, реагирующие с тиобарбитуровой кислотой (ТБК-активные продукты). В сыворотке артериальной и венозной крови определяли концентрацию  общего белка, мочевины, средних молекул, холестерина и общих липидов. Диеновую конъюгацию ненасыщенных жирных кислот определяли спектрофотометрически по интенсивности поглощения гексановых экстрактов мозга при 232 нм  (Костюк, Потапович, Лунец, 1984). Концентрацию вторичных продуктов ПОЛ в мозге в пересчете на малоновый диальдегид (МДА) проводили по тесту с тиобарбитуровой кислотой (Стальная, Гаришвили, 1977). Содержание продуктов ПОЛ рассчитывали на грамм ткани. Общие липиды определяли по величине оптической плотности (λ 534 нм) после реакции с фосфорнованилиновым реактивом  (Костюк, Потапович, Лунец, 1984), уровень общего холестерина определяли по реакции с хлорным железом по методу Зекткиса–Зака стандартным набором реактивов фирмы LACHEMA (Чехия).  Средние молекулы (эндогенные компоненты, молекулярная масса которых составляет 500-5000 дальтон) определяли спектрофотометрическим методом  (Камышников, 2003). Общий белок определяли биуретовым методом с помощью набора фирмы  Биоконт.

Статистическую обработку результатов проводили внутри серий по t-критерию Стьюдента (методом попарных сравнений), между сериями – по критерию инверсий Вилкоксона-Манна-Уитни, с применением стандартного пакета программ Statistika для Windows и MiсrosoftExcel (Хафизьянова, Бурыкин, Алеева, 2006).

Результаты и их обсуждение.

Экспериментально установлено, что у животных с окклюзией ЛОСА наблюдался птоз на стороне поражения, нарушение рефлексов и чувствительности,  тремор,  атаксия,  гемипарез.

Анализ содержания продуктов ПОЛ в головном мозге свидетельствует, что у животных без патологии имеются некоторые отличия в содержании данных продуктов в левом и правом полушариях.

Анализ воздействия ишемии на процесс пероксидации липидов головного мозга показал, что через 72 часа после окклюзии ЛОСА наблюдается увеличение накопления первичных продуктов ПОЛ – диеновых конъюгатов в поврежденном полушарии головного мозга на 66,7% по сравнению с ложно-оперированными животными (ЛО); в то же время в неповрежденной стороне (правое полушарие) наблюдали даже снижение их концентрации на 33%.   Эксперимент показал, что и в левом, и в правом полушарии происходит увеличение концентрации ТБК-активных продуктов: в левом полушарии наблюдали накопление соединений, реагирующих с ТБК, более чем в 2,75 раза, а в правом полушарии исследуемый показатель статистически значимо повышался в 1,8 раза относительно ложноопрерированных животных (табл.1).

Таблица 1

Процессы ПОЛ у животных в течение 72-х часов

Группа животных ДК ТБК
левое правое левое правое
ЛО животные 0,075±0,02 0,071±0,005 0,012±0,0009 0,012±0,0009
Перевязка ЛОСАчерез 72 ч 0,125±0,001* 0,048±0,009* 0,033±0,0001* 0,022±0,0008*

*обозначены достоверные (р<0.05) сдвиги у ЛО животных

Таким образом, у животных при ишемии мозга первоначально активно срабатывают адаптационные механизмы, направленные на подавление активации реакций свободно-радикального окисления, однако существенное повышение концентрации ДК в гомогенатах мозга свидетельствует об активации свободно-радикальных процессов.

Становится очевидным срыв адаптационных возможностей (декомпенсация) в биосистеме левого полушария мозга. В такой ситуации возможность восстановления и функционирования остается за условно интактным полушарием, хотя и его возможности резко ограничены. Это обуславливает необходимость лечебного воздействия не только на «пораженное» полушарие, но и в значительной мере на условно интактное. Поэтому в дальнейшем при оценке нейропротекторной активности соединений мы рекомендуем проводить оценку процессов ПОЛ в обоих полушариях по отдельности.

Также выявлено статистически значимое снижение концентрации общего белка (на 11,8%)  в крови, оттекающей из поврежденного мозга (табл. 2). Кроме того, у животных при окклюзии ЛОСА установлен факт существенного увеличения показателя эндогенной интоксикации  –  «средних молекул» – как в артериальной (более чем в 3 раза), так и в венозной (более чем в 1,93 раза)  крови. Также у животных с экспериментальной патологией выявлены выраженные изменения  в венозной крови со стороны показателя «мочевина» (увеличение в 1,44 раза). Следует отметить факт существенного увеличения концентрации холестерина в крови из сагиттального синуса ишемизированных животных (в 2,28 раза), что свидетельствует о выраженных метаболических изменениях в головном мозге.


Таблица 2

Показатели метаболизма в мозге при перевязке ЛОСА

в течение 72-х часов

Показатели ЛО Окклюзия ЛОСА
Артериальная кровь Венознаякровь Артериальная кровь Венознаякровь
ОбщийБелок, ммоль/л 36,4±2,5 41,4±1,5 33,7±0,6 36,5±0,6*
Мочевина, ммоль/л 8,3±1,0 7,0±1,1 8,5±1,1 10,1±0,9*
СредниеМолекулы, ус.ед. 0,196±0,02 0,204±0,02 0,626*±0,06 0,395±0,02*
Холестерин, ммоль/л 2,3±0,3 2,8±0,4 3,8±0,9 6,4±1,6*
ОбщиеЛипиды, г/л 5,4±0,1 6,1±0,5 6,4±0,5 7,1±0,7

*обозначены достоверные (р<0.05) сдвиги по сравнению с ЛО животными


Выводы

Анализ изменений, произошедших в течение 72 часов в организме животных, подвергнувшихся левополушарной ишемии головного мозга, свидетельствует об изменениях со стороны продуктов ПОЛ как в поврежденном, так и в контрповрежденном полушарии, а также о развитии эндогенной интоксикации в организме. Данные факты позволяют рекомендовать модель ишемии с необратимой окклюзией левой общей сонной артерии для оценки эффективности применения нейропротекторов при полушарном ишемическом повреждении головного мозга.

Следует выделить два главных достоинства данной модели острой ишемии головного мозга:

ишемия длится более 72 часов, что позволяет включиться основным патогенетическим звеньям;

ишемия позволяет сравнить изменения в поврежденном полушарии и изменения в контрповрежденном полушарии, а также проследить перестройку в поврежденной системе, начиная с биохимического и клеточного уровней и заканчивая системным, организменным и поведенческим  уровнями.

 

Список литературы:
 
  1. Добрынина Л.А., Калашникова Л.А., Павлова Д.Н. Ишемический инсульт в молодом возрасте // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. — 2011. — № 3. — С. 4-8.
  2. Камышников В.С. Клинико-биохимическая лабораторная диагностика  / Справочник. — Минск: Интерпрессервис. — 2003.
  3. Китаева Э.А., Сайхунов М.В., Хафизьянова Р.Х., Хасанова Д.Р. Нейропротективная терапия у больных с полушарным ишемическим инсультом // Казанский мед. журнал. — 2009. — Т.90, № 5. -С. 671-675.
  4. Костюк В.А., Потапович И.А., Лунец Е.Ф. Спектрофотометрическое определение диеновых конъюгатов // Вопр. мед. химии. — 1984. — № 4. — С. 125-127.
  5. Макарова Л.М., Погорелый В.Е. Индикаторный метод как способ оценки феномена мозговой асимметрии в условиях полушарной ишемии в эксперименте / Материалы Всеросс. Конф. «Современные направления исследований функциональной межполушарной асимметрии и пластичности мозга» . — 2010. — С.28-31.
  6. Макарова Л.М., Погорелый В.Е., Макарова Т.И. Приходько М.А. К вопросу межполушарной асимметрии при левополушарном ишемическом повреждении головного мозга / Материалы Всеросс. Конф. «Функциональная межполушарная асимметрия и пластичность мозга». — 2012.  - С.100-102.
  7. Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Современные методы в биохимии / Под ред. В.Н. Ореховича. — М.: Медицина. — 1977. — С.66-68.
  8. Султанов В.С., Зарубина И.В., Шабанов П.Д. Церебропротекторные и энергостабилизирующие эффекты полипренольного препарата ропрена при ишемии головного мозга крыс // Обзоры по клин. фармакол. и лек. терапии. — 2010. — Т.8. — С. 31-47.
  9. Хафизьянова Р.Х., Бурыкин И.М., Алеева Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной и клинической фармакологии. — Казань: Медицина. — 2006. — 374 с.
  10.  Червяков А.В., Фокин В.Ф. Морфометрические и биохимические аспекты функциональной межполушарной асимметрии // Асимметрия. — 2007. — № 1. — С.47-57.
Комментарии и пинги к записи запрещены.

Комментарии закрыты.

Дизайн: Polepin