СПОСОБ ПРОФИЛАКТИКИ НАРУШЕНИЙ ПЕРФУЗИИ ТКАНЕЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА В УСЛОВИЯХ ОСТРОЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ИШЕМИИ
METHOD FOR PREVENTING ALTERED CEREBRAL TISSUE PERFUSION IN ACUTE EXPERIMENTAL ISCHEMIA

Изобретение относится к медицине, в частности к ангионеврологии, и может быть использовано для профилактики сдвигов перфузии тканей головного мозга у лиц с риском острых нарушений мозгового кровообращения ишемического характера.
Нарушение гемодинамики в русле сонных артерий приводит к снижению мозгового кровотока, что вызывает редукцию тканевого кровотока. Это нарушает функцию клеток эндотелия микроциркуляторного русла [Dimagi U., ladecola С., Moskowitz D. // Pathobiology of ischaemic stroke: an integrated view // MATrends Neurosci. 1999 Sep; 22(9): 391-7]. Дисфункция эндотелия еще больше усугубляет патологические изменения в головном мозге. Дальнейшее развитие патологического процесса характеризуется рядом последовательных событий, приводящих к гибели клеток нервной ткани (ишемический каскад) [Гусев Е.И., Скворцова В.И. Ишемия головного мозга. - М.: «Медицина», 2001. - 328 с.].
В настоящее время для профилактики нарушений перфузии тканей головного мозга в клинической практике используют широкий спектр препаратов, но назначение медикаментозной терапии приводит к развитию различной степени выраженности побочных эффектов [Лекарственные препараты в России: Справочник. - М.: АстраФарм Сервис, 2006. - 16 с.].
2
Нами впервые предложен способ профилактики нарушений перфузии тканей головного мозга в условиях острой экспериментальной ишемии, включающий предшествующее ишемии облучение животных электромагнитными волнами мощностью 0,7 мВт (плотность мощности потока 0,2 мВт/см) на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения (МСИП) оксида азота 150,176-150,664 ГГц в течение 30 мин.
Исследование проведено на 20 беспородных крысах-самцах массой 180-220 г., которых разделили на две группы. Первая группа включала крыс, которым была смоделирована 5-минутная ишемия головного мозга с последующей реперфузией (группа сравнения). Вторая группа включала животных, подвергшихся облучению электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц, с последующим воспроизведением 5-минутной ишемии и дальнейшим восстановлением кровотока (опытная группа).
Модель ишемии мозга воспроизводилась путем одновременного пережатия общих сонных артерий. Все эксперименты проводились в соответствии с требованиями Хельсинкской декларации о гуманном отношении к животным (2006 г.), поэтому всем животным с целью анестезии за 5 минут до проведения исследования внутримышечно вводилась комбинация золетила («Virbac Sante Animale», Франция) в дозе 10 мл/кг и ксилазина («Interchemie», Нидерланды) в дозе 10 мг/кг.
2
Электромагнитные волны генерировались аппаратом «NO-Орбита», разработанным ОАО ЦНИИИА (Россия). Облучалась поверхность кожи площадью 3 см над областью мечевидного отростка грудины с расположением облучателя на расстоянии 1,5 см над поверхностью тела животного, при мощности излучения 0,7 мВт. Однократное облучение животных составляло 30 минут.
Для анализа перфузии тканей мозга и активности эндотелия методом лазерной доплеровской флоуметрии (ЛДФ) использовали лазерный анализатор кровотока «ЛАКК-02» во втором исполнении (производство НПП «Лазма», Россия). На первом этапе анализа ЛДФ-грамм проводили оценку показателя постоянной составляющей средней перфузии микроциркуляторного русла кожи М (перф.ед.). На втором этапе проводился амплитудно-частотный анализ ЛДФ-граммы на основе использования математического аппарата Фурье-преобразования, реализованного в программном обеспечении LDF2.20.0.507WL. Анализировались следующие характеристики амплитудно-частотного спектра: максимальная амплитуда волн очень низкой частоты (эндотелиальные колебания, перф. ед.), максимальная амплитуда волн низкой частоты (вазомоторные колебания, перф. ед.), максимальная амплитуда дыхательных волн (дыхательные колебания, перф. ед.) и максимальная амплитуда пульсовых или кардиальных колебаний (перф. ед.). Датчик лазерного анализатора кровотока фиксировался на Fri, Fr2 областях коры головного мозга (Zilles К., 1985, стереотаксический атлас коры). В ходе эксперимента регистрацию ЛДФ-грамм у каждого животного проводили три раза: исходно, во время воспроизведения ишемии и на 120 минуте реперфузии. Интерпретацию результатов осуществляли общепринятым методом, описанным в литературе [Курпаткин А.И., Сидоров В.В. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови: Руководство для врачей. - М., 2005. 256 с.].
Статистическая обработка полученных результатов осуществлялась при помощи программы Statistica 6.0.
Данные таблицы 1 свидетельствуют, что до воспроизведения ишемии у животных обеих групп нет достоверных различий между показателями перфузии (М). Так же по данным амплитудно-частотного анализа ЛДФ-грамм достоверно не различаются показатели амплитуд эндотелиальных, вазомоторных, дыхательных и пульсовых колебаний.
Данные, представленные в таблицах 2 и 3, свидетельствуют, что во время ишемии, как в группе сравнения, так и в опытной группе, происходит статистически значимое снижение перфузионного показателя и уменьшение амплитуд эндотелиальных, вазомоторных, дыхательных и пульсовых колебаний по сравнению доишемическим периодом. Из данных, представленных в таблице 4, следует, что статистически значимые различия показателей между опытной группой и группой сравнения отсутствуют.
Как представлено в таблице 2, у животных группы сравнения в постишемическом периоде перфузия (М) статистически значимо снижена по сравнению с доишемическим периодом. Из данных таблицы 2 следует, что у данной группы в постишемический период снижена амплитуда эндотелиальных, вазомоторных и пульсовых колебаний. Это отражает снижение активности эндотелия, повышение периферического сопротивления и уменьшение притока артериальной крови в сосудах микроциркуляторного русла головного мозга. Данные, представленные в таблице 3, свидетельствуют, что под влиянием электромагнитных волн у животных в постишемический период происходит полное восстановление средней перфузии (М), а также амплитуд вазомоторных, эндотелиальных и пульсовых колебаний. Все показатели ЛДФ-грамм у животных опытной группы в постишемическом периоде находятся в пределах их вариабельности до воспроизведения ишемии. Таблица 4 свидетельствует, что перфузия и амплитуда эндотелиальных и вазомоторных колебаний статистически значимо выше, чем у животных группы сравнения.
Таким образом, впервые установлено, что под влиянием предшествующего ишемии облучения электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц у крыс-самцов в постишемическом периоде происходит полное восстановление перфузии тканей головного мозга.
В качестве примера приводятся данные 2-х крыс-самцов массой 210, 200 г соответственно. Первому была смоделирована 5-минутная ишемия головного мозга с последующей реперфузией, второй подвергся облучению электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц, с последующим воспроизведением 5-минутной ишемии и дальнейшим восстановлением кровотока. Регистрацию ЛДФ-грамм у каждого животного проводили три раза: исходно, во время воспроизведения ишемии и на 120 минуте реперфузии
До ишемии у первого животного показатель перфузии (М) составил 39,02 перф.ед., максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний - 5,82 перф. ед., максимальная амплитуда вазомоторных колебаний - 4,2 перф. ед., максимальная амплитуда дыхательных колебаний - 1,64 перф. ед., максимальная амплитуда пульсовых колебаний - 0,43 перф. ед. У второго животного (подвергся облучению электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц) показатель перфузии (М) составил 41,32 перф.ед, максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний - 6,74 перф. ед., максимальная амплитуда вазомоторных колебаний - 4,94 перф. ед., максимальная амплитуда дыхательных колебаний - 1,4 перф. ед., максимальная амплитуда пульсовых колебаний - 0,67 перф. ед.
Во время ишемии у первого животного показатель перфузии (М) составил 17,01 перф. ед, максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний - 2,40 перф. ед., максимальная амплитуда вазомоторных колебаний - 1,74 перф. ед., максимальная амплитуда дыхательных колебаний - 0,74 перф. ед., максимальная амплитуда пульсовых колебаний - 0,27 перф. ед. У второго животного показатель перфузии (М) составил 18,02 перф.ед, максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний - 2,73 перф. ед., максимальная амплитуда вазомоторных колебаний - 1,87 перф. ед., максимальная амплитуда дыхательных колебаний - 0,57 перф. ед., максимальная амплитуда пульсовых колебаний - 0,35 перф. ед.
После ишемии у первого животного показатель перфузии (М) составил 23,38 перф.ед, максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний - 2,91 перф. ед., максимальная амплитуда вазомоторных колебаний - 2,07 перф. ед., максимальная амплитуда дыхательных колебаний - 0,76 перф. ед., максимальная амплитуда пульсовых колебаний - 0,38 перф. ед. У второго животного (подвергся облучению электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц) показатель перфузии (М) составил 45,23 перф.ед, максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний - 6,11 перф. ед., максимальная амплитуда вазомоторных колебаний - 3,28 перф. ед., максимальная амплитуда дыхательных колебаний - 1,4 перф. ед., максимальная амплитуда пульсовых колебаний - 0,8 перф. ед.
Таким образом, впервые показано протективное действие электромагнитных волн на частотах МСИП оксида азота (150,176-150,664 ГГц) на эндотелий сосудов микроциркуляторного русла головного мозга крыс-самцов при острой экспериментальной ишемии.
Приложение
Влияние облучения электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176…150,664 ГГц на микроциркуляцию во фронтальных областях коры у крыс-самцов до ишемии.
Таблица 1
Показатели
ГруппаСравнения
ГруппаОпытная
М
40,845 (36.02;43,88)
42.12 (37.31;45.14) Z<sub>1</sub>=0.79 p<sub>1</sub>=0.427356
Эндотелиальные колебания
6,27 (4,84;8,74)
7,99 (6,35;10,1) Z<sub>1</sub>=0.98 p<sub>1</sub>=0.325752
Вазомоторные колебания
4,24 (3,59;6,03)
5,24 (4,83;7,33) Z<sub>1</sub>=1.21 p<sub>1</sub>=0.226477
Дыхательные колебания
1,265 (0,81; 1,72)
1,22 (1,08;1,58) Z<sub>1</sub>=0.42 p<sub>1</sub>=0.677585
Пульсовые колебания
0,575 (0,37;0,69)
0,665 (0,55;0,74) Z<sub>1</sub>=1.06; p<sub>1</sub>=0.289919
Z<sub>1</sub>, p<sub>1</sub> - по сравнению с группой сравнения.Примечания: В каждом случае приведены медиана (Me), верхний и нижний квартили (25%;75%) из 10 измерений.
Изменение микроциркуляции во фронтальных областях коры у крыс-самцов в условиях ишемии и реперфузии головного мозга
Таблица 2
Показатели
ГруппаДо ишемии
ГруппаИшемия
ГруппаРеперфузия
М
40,845 (36,02;43,88)
16,91(14,08;22,31)Z<sub>1</sub>=3.77; p<sub>1</sub>=0.000157.
25,325 (21,38;27,25) Z<sub>1</sub>=3.77; Z<sub>2</sub>=2.26; p<sub>1</sub>=0.000157; p<sub>2</sub>=0.023343
Эндотелиальные колебания
6,27 (4,84;8,74)
2,415 (1,37;3,55) Z<sub>1</sub>=3.32; p<sub>1</sub>=0.000881.
2,885 (2,28;5,03) Z<sub>1</sub>=3.02; Z<sub>2</sub>=1.05; p<sub>1</sub>=0.002497; p2=0.289919.
Вазомоторные колебания
4,24 (3,59;6,03)
1,825 (1,29;2,38) Z<sub>1</sub>=3.55; р<sub>1</sub>=0.000381.
1,99 (1,39;3,05)Z<sub>1</sub>=3.32; Z<sub>2</sub>=0.37; p<sub>1</sub>=0.000881; p<sub>2</sub>=0.705457.
Дыхательные колебания
1,265 (0.81; 1,72)
0,645 (0,45; 1,26)Z<sub>1</sub>=1.88; p<sub>1</sub>=0.058783.
0,805 (0,53;1,1) Z<sub>1</sub>=1.96; Z<sub>2</sub>=0.64; p<sub>1</sub>=0.049367; p<sub>2</sub>=0.520523.
Пульсовые колебания
0,575 (0,37;0,69)
0,23 (0,21;0,32) Z<sub>1</sub>=3.59; p<sub>1</sub>=0.000330.
0,345 (0,23;0,46) Z<sub>1</sub>=2.45; Z<sub>2</sub>=1.39; p<sub>1</sub>=0.014020; p<sub>2</sub>=0.161973.
Примечания: В каждом случае приведены медиана (Me), верхний и нижний квартили (25%;75%) из 10 измерений.
Z<sub>1</sub>, p<sub>1</sub> - по сравнению с группой крыс-самцов до ишемии;
Z<sub>2</sub>, p<sub>2 </sub>- по сравнению с группой животных с ишемией головного мозга.
Изменение микроциркуляции во фронтальных областях коры у крыс-самцов в условиях ишемии и реперфузии головного мозга под влиянием облучения электромагнитными волнами частотах МСИП оксида азота 150,176…150,664 ГГц
Таблица 3
Показатели
ГруппаДо ишемии
ГруппаИшемия
ГруппаРеперфузия
М
42.12 (37.31;45.14)
20,27 (16,21;25,32) Z<sub>1</sub>=3.77; p<sub>1</sub>=0.000157.
40,35 (39,54;46,16) Z<sub>1</sub>=0.30; Z<sub>2</sub>=3.77; p<sub>1</sub>=0.762369; p<sub>2</sub>=0.000157.
Эндотелиальные колебания
7,99 (6,35;10,1)
3,17 (2,21;5,68) Z<sub>1</sub>=2.61; p<sub>1</sub>=0.009109.
5,11 (3,96;8.27) Z<sub>1</sub>=0.91; Z<sub>2</sub>=2.11; p<sub>1</sub>=0.364347; p<sub>2</sub>=0.034294.
Вазомоторные колебания
5,24 (4,83;7.33)
2,48 (1,58;3,35) Z<sub>1</sub>=2.19; p<sub>1</sub>=0.028366.
4,18 (2,59;5,34) Z<sub>1</sub>=0.60; Z<sub>2</sub>=2.04; p<sub>1</sub>=0.545350; p<sub>2</sub>=0.041251.
Дыхательные колебания
1,22 (1,08;1,58)
0,95 (0,48; 1,42) Z<sub>1</sub>=0.98; p1=0.325752.
1,75 (0,95;1,93) Z<sub>1</sub>=1.13; Z<sub>2</sub>=1.47; p<sub>1</sub>=0.256840; p<sub>2</sub>=0.140466.
Пульсовые колебания
0,665 (0,55;0,74)
0,24 (0,13;0,48) Z<sub>1</sub>=2.11; р<sub>1</sub>=0.034294.
0,67 (0,43; 1,06) Z<sub>1</sub>=0.98; Z<sub>2</sub>=2.79; p<sub>1</sub>=0.325752; p<sub>2</sub>=0.005159.
Примечания: В каждом случае приведены медиана (Me), верхний и нижний квартили (25%;75%) из 10 измерений.
Z<sub>1</sub>, p<sub>1</sub> - по сравнению с группой крыс-самцов до ишемии;
Z<sub>2</sub>, p<sub>2 </sub>- по сравнению с группой животных с ишемией головного мозга.
Влияние облучения электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176…150,664 ГГц на микроциркуляцию во фронтальных областях коры у крыс-самцов во время ишемии.
Таблица 4
Показатели
ГруппаСравнения
ГруппаОпытная
М
16,91 (14,08;22,31)
20,27 (16,21;25,32) Z<sub>1</sub>=1.29 p<sub>1</sub>=0.198766
Эндотелиальные колебания
2,415 (1,37;3,55)
3,17 (2,21;5,68) Z<sub>1</sub>=1.24; p<sub>1</sub>=0.212295
Вазомоторные колебания
1,825 (1,29;2,38)
2,48 (1,58;3,35) Z<sub>1</sub>=0.98 p<sub>1</sub>=0.325752
Дыхательные колебания
0,645 (0,45,1,26)
0,95 (0,48;1,42) Z<sub>1</sub>=0.72 p<sub>1</sub>=0.472676
Пульсовые колебания
0,23 (0,21;0,32)
0,24 (0,13;0,48) Z<sub>1</sub>=0.26 p<sub>1</sub>=0.791337
Z<sub>1</sub>, p<sub>1 </sub>- по сравнению с группой сравнения.
Примечания: В каждом случае приведены медиана (Me), верхний и нижний квартили (25%;75%) из 10 измерений.
Влияние облучения электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176…150,664 ГГц на микроциркуляцию во фронтальных областях коры у крыс-самцов на 120 минуте реперфузии.
Таблица 5
Показатели
ГруппаСравнения
ГруппаОпытная
М
25,325 (21,38;27,25)
40,35 (39,54;46,16) Z<sub>1</sub>=3.55 p<sub>1</sub>=0.000381
Эндотелиальные колебания
2,885 (2,28;5,03)
5,11 (3,96;8,27) Z<sub>1</sub>=2.34 p<sub>1</sub>=0.019111
Вазомоторные колебания
1,99 (1,39;3,05)
4.18 (2,59;5,34) Z<sub>1</sub>=2.34 p<sub>1</sub>=0.019111
Дыхательные колебания
0,805 (0,53;1,1)
1.75 (0,95;1,93) Z<sub>1</sub>=2.00 р<sub>1</sub>=0.045155
Пульсовые колебания
0,345 (0,23;0,46)
0,67 (0,43; 1,06) Z<sub>1</sub>=2.49 p<sub>1</sub>=0.012612
Z<sub>1</sub>, p<sub>1</sub> - по сравнению с группой сравнения.Примечания: В каждом случае приведены медиана (Me), верхний и нижний квартили (25%;75%) из 10 измерений.