Регуляция мозгового кровообращения. Ауторегуляция
Добавил пользователь Morpheus Обновлено: 21.12.2024
Основной задачей феномена ауторегуляции мозгового кровообращения является поддержание постоянной скорости мозгового кровотока при изменениях системного артериального давления в диапазоне от 50 мм рт. ст. до 150 мм рт. ст. Для изучения данного явления существует два подхода: динамический и статический. Известно, что динамический подход изучения ауторегуляции может при помощи расчетных показателей косвенно охарактеризовать данный феномен, а описанные статические методы только нижний предел ауторегуляции мозгового кровотока. Целью исследования явилась разработка метода определения значения давления в точке «срыва» верхнего предела ауторегуляции церебральной гемодинамики. Материалы и методы. Эксперимент был выполнен на крысах самцах 200–250 г линии Wistar, содержащихся в стандартных условиях вивария. Суть метода установления верхней точки «срыва» ауторегуляторных механизмов мозгового кровообращения заключается в нагнетании при помощи перистальтического насоса крови из бедренной артерии в обе сонные, контролируя при этом давление и скорость мозгового кровотока. Во избежание потери крови в результате перераспределения кровотока перевязывали наружные сонные артерии. Давление измеряли прямым методом. Так как давление создается сопротивлением сосудов головного мозга, то его можно измерить в месте входа специально смоделированных катетеров в сонные артерии. Скорость мозгового кровотока измеряли ультразвуковым допллерографом, используя программу ММ-Д-К-MinimaxDoppler v.2.1. Для установления возможности использования данного метода в изучение влияния веществ на ауторегуляцию мозгового кровообращения был изучено влияние ницерголина на данный феномен. Препарат вводили в виде суспензии интарагастрально крысам за 1 час до снятия показаний. Результаты и обсуждение эксперимента показали, что у интактных крыс точка «срыва» верхнего предела ауторегуляции была зафиксирована на 165,0 ± 3,4 мм рт. ст. (M ± m). Статистическая обработка полученных данных свидетельствует о нормальности распределения полученной выборки и валидности разработанного метода. Введение ницерголина привело к увеличению давления, при котором наблюдался «срыв» механизмов ауторегуляции до 181,7 ±4 ,7 мм рт. ст., что было достоверно выше значений интактной группы. Заключение. В результате эксперимента на крысах самцах была разработана валидная методика определения значения кровяного давления в верхней точке «срыва» ауторегуляции церебральной гемодинамики и установлено, что ницерголин сдвигает границу функционирования феномена ауторегуляции к более высоким значениям.
Ключевые слова
Об авторах
Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия
Воронков Андрей Владиславович – доктор медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой фармакологии с курсом клинической фармакологии.
357532, г. Пятигорск, пр. Калинина, 11
Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия
Лысенко Александр Сергеевич – аспирант кафедры фармакологии с курсом клинической фармакологии.
357532, г. Пятигорск, пр. Калинина, 11
Список литературы
1. Eric C. Peterson, Zhengfeng Wang, Gavin Britz Regulation of Cerebral Blood Flow // International Journal of Vascular Medicine. – 2011. – Vol. 2011, – P. 8. DOI:10.1155/2011/823525.
2. Черток В.М., Коцюба А.Е. Эндотелиальный (интимальный) механизм регуляции мозговой гемодинамики: трансформация взглядов // Тихоокеанский медицинский журнал. – 2012. №2. – C. 17–26.
3. Воронков А.В., Лысенко А.С., Бандура А.Ф. Влияние новых производных пиримидин-4-она на показатели ауторегуляции мозгового кровообращения и вазодилатирующую функцию эндотелия сосудов головного мозга крыс на фоне хронической гемической гипоксии // Анализ риска здоровью. – 2018. №1. – C. 98–103. DOI: 10.21668/health.risk/2018.1.11.
4. Воронков А.В., Лавинский Н.Г., Арльт А.В., Лысенко А.С. Оценка ауторегуляции церебральной гемодинамики у крыс самок при эндотелиальной дисфункции, вызванной недостаточностью половых гормонов // Журнал научных статей Здоровье и образование в XXI веке. – 2016. – Т. 18, №3. – C. 107–111.
5. Strebel S. Dynamic and static cerebral autoregulation during isoflurane, desflurane, and propofol anesthesia // Anesthesiology. – 1995. – Vol. 83, №1. – P. 66–76.
6. Tiecks F. Comparison of static and dynamic cerebral autoregulation measurements // Stroke. – 1995. – Vol. 26, №6. – P. 1014–19.
7. Aaslid R. Cerebral autoregulation dynamics in humans // Stroke. – 1989. – Vol. 20, №1. – P. 45–52.
8. Семенютин В.Б. Печиборщ Д.А., Алиев В.А. Оценка динамической ауторегуляции мозгового кровотока с помощью передаточной функции // Вестник российской военно-медицинской академии. – 2013. – Т.2, № 42. – C. 86–98.
9. Hlatky, R. Analysis of dynamic autoregulation assessed by the cuff deflation method // Neurocrit. Care. – 2006. – Vol. 4, №2. – P. 127–132. DOI: 10.1385/NCC:4:2:127.
10. Newell, D. Effect of transient moderate hyperventilation on dynamic cerebral autoregulation after severe head injury // Neurosurgery. – 1996. – Vol. 39, №1. – P. 35–43.
11. Гайдар Б.В., Свистов Д.В., Храпов К.Н. Полуколичественная оценка ауторегуляции кровоснабжения головного мозга в норме // Журн. неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. – 2000. № 6. – С. 38–41.
12. Семенютин В.Б., Алиев В.А. Современные методы оценки ауторегуляции мозгового кровотока // Региональное кровообращение и микроциркуляция. – 2011. – Т. 10, №4 (40). – С. 13–27.
13. Ekström-Jodal B, Häggendal E, Linder LE, Nilsson NJ. Cerebral blood flow autoregulation at high arterial pressures and different levels of carbon dioxide tension in dogs. Eur Neurol. – 1971. – Vol. 6, № 1. – P. 6–10. DOI: 10.1159/000114457.
14. Enevoldsen, E. Autoregulation and CO2 responses of cerebral blood flow in patients with acute severe head injury // Neurosurg. – 1978. – Vol. 48, №5. – P. 689–703. DOI: 10.3171/jns.1978.48.5.0689.
15. Александрин В.В. Ауторегуляция мозгового кровотока в норме и в период постишемической гипоперфузии // Патогенез. – 2012. – Т.10. № 1. – С. 27–30.
16. Погорелый В.Е. Гаевый М.Д., Арльт А.В., Давидов Е.Р., Гацура В.В. Влияние препаратов цитохрома С на ауторегуляцию мозгового кровотока в условиях ишемии мозга // Экспериментальная и клиническая фармакология. – 1996. №5. – С. 18–20.
17. Лысенко А.С. Изучение вазодилатирующей функции эндотелия сосудов головного мозга крыс в условиях экспериментально смоделированного срыва ауторегуляции// В сборнике: Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины Материалы 72-й открытой научно-практической конференции молодых ученых и студентов ВолгГМУ с международным участием. Волгоград. 2014. С. 32–33.
18. Онбыш Т.Е. Погорелый В.Е., Макарова Л.М., Слюнькова Н.Е. Влияние ницерголина на ауторегуляторные реакции сосудов мозга при реперфузионных нарушениях мозгового кровообращения / Онбыш Т.Е. // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции. – Пятигорск: Пятигорская ГФА, 2005. – Вып. 60. – С. 401–402.
"Микрохирургическая реваскуляризация
каротидного бассейна"
Глава 2
Анатомия, физиология и патофизиология окклюзирующих заболеваний ветвей дуги аорты
Регуляция мозгового кровообращения
Как было сказано выше, кровь к головному мозгу поступает по четырем артериям: двум сонным и двум позвоночным. Отток крови осуществляется по двум яремным венам и двум венозным позвоночным коллекторам. Еще одним важным фактором, исключительно специфичным для головного мозга и оказывающим влияние на кровообращение, является ликвор (спиномозговая жидкость). Вены головного мозга не имеют жесткого каркаса и при повышении давления спинномозговой жидкости спадаются, а при превышении давления ликвора над венозным давлением происходит "схлопывание" вен и нарушение венозного оттока. В норме внутричерепное давление в положении лежа равно приблизительно 100 мм Н2О. При повышении внутричерепного давления до 500 мм наблюдалось пропорциональное увеличение артериального давления без изменения мозгового кровотока.
При внутричерепном давлении выше 500 мм наблюдается прогрессивное снижение мозгового кровотока без увеличения системного давления. Вероятно, на начальных стадиях нарушение венозного оттока и снижение перфузионного давления компенсируется соответствующим повышением АД.
В среднем скорость мозгового кровотока составляет приблизительно 45-55 мл/100 г/мин, то есть приблизительно 700-800 мл/мин. Это составляет около 13-15% общего сердечного выброса. Кровоснабжение серого вещества значительно выше, чем белого (80-110 и 15-25 мл/100г/мин. соответственно). При интенсивном возбуждении суммарный мозговой кровоток может увеличиваться на 50-60% Возможно также регионарное увеличение кровотока при увеличении его потребности, при этом суммарный полушарный мозговой изменяется незначительно.
Энергетика мозгового вещества основана исключительно на аэробном окислении и этим определяется такой высокий кровоток, высокий уровень потребления кислорода, многоуровневая, дублированная система регуляции мозгового кровообращения и механизмы компенсации при поражении одного или нескольких бассейнов кровоснабжения.
Регуляция мозгового кровотока крайне сложна. Из литературы можно заключить, что в регуляции принимает участие несколько взаимосвязанных регуляторных контуров, каждый из которых может функционировать самостоятельно. Действие их направлено на поддержание в определенных пределах химического состава ткани мозга (а соответственно и оптимальных режимов питания) и регуляции физического статуса мозговой ткани (ее объема, количества жидкости и т.д.). Выделяют 4 регуляторных контура: нейрогенный, гуморальный, метаболический и миогенный. Все они находятся в сложном взаимодействии и приоритетным является тот или иной контур в зависимости от индивидуальной ситуации. При агрессии, наркозе и раннем послеоперационном периоде дистантные (нейрогенный и гуморальный) контуры угнетаются и на приоритетными становятся метаболический и миогенный.
Основным в регуляции мозгового кровообращения является метаболический фактор. Величина просвета артерий зависит от напряжения СО2 в капиллярах и тканях, концентрации ионов Н+ в околососудистом пространстве и напряжения О2. Повышение напряжения СО2 вызывает выраженную дилатацию сосудов. Так, при повышении рСО2 вдвое мозговой кровоток также удваивается. Действие СО2 опосредовано соответствующим увеличением концентрации Н+, образующихся при диссоциации угольной кислоты. Прочие вещества, при накоплении которых увеличивается концентрация йонов водорода, также усиливают мозговой кровоток. Уменьшение напряжения кислорода вызывает расширение сосудов, а увеличение – сужение. Однако влияние рО2 на просвет сосудов ниже, чем влияние рСО2.
Результат регуляции мозгового кровообращения выражается в следующих независимых эффектах.
- Ауторегуляция мозгового кровообращения впервые описанного А. Остоумовым (1876 г.), а затем детально изученного Bayliss (1902 г., 1923 г.) (эффект Остроумова-Бейлисса). Представляет собой независимость уровня мозгового кровотока у здорового человека от уровня системного артериального давления (в определенных пределах – 60-180 мм.рт.ст.). Наиболее широкие пределы ауторегуляции в мозжечке и аденогипофизе и несколько уже в коре. Время стабилизации составляет 20-30 с.
- Локальная функциональная (рабочая) гиперемия – эффект значительного увеличения регионарного кровотока активированных зон мозга при незначительном увеличении полушарного кровотока. В зависимости от активации тех или иных зон головного мозга локальный кровоток в них может повышаться до 180 мл/100 г/мин. Латентный период регуляции составляет от 0.5 до 5 сек.
Однако уровень мозгового кровотока в покое не всегда является информативным, так как "мозговые катастрофы" возникают, как правило, при экстремальных ситуациях, связанных с нагрузкой на головной мозг.
Функция сосудистой системы предусматривает не только обеспечение потоков крови в спокойном стационарном состоянии, но и при надпороговыми нагрузками. В соответствии с этим необходима тщательная оценка коллатеральных перетоков по соединительным артериям. Анатомическое наличие перетока по соединительным артериям еще не обозначает его адекватное функциональное состояние.
Гораздо более информативным является показатель реактивности мозгового кровотока, дающий оценку компенсаторным возможностям головного мозга.
Реактивность оценивается отношением уровня кровотока при функциональной нагрузке к уровню кровотока в покое. В зависимости от вида нагрузки разные авторы предлагают различные количественные оценки мозговой реактивности. Наибольшее распространение получили пробы с ингаляцией гиперкапнической смеси с 5-7% содержанием СО2 (разные авторы при этой пробе применяют различные размерности: проценты изменения мозгового кровотока и более точные – миллилитры на 100 грамм мозговой ткани в минуту на один процент изменением концентрации СО2 в выдыхаемом воздухе или на единицу изменения рСО2 в крови) и дозированным введением ацетазоламида, опосредованно повышающим концентрацию СО2 в крови.
Регуляторные механизмы мозгового кровообращения играют важную роль в формировании адекватного физиологического кровотока. Однако при наличии патологии не менее важным становятся пути компенсации недостаточности мозгового кровообращения в бассейне пораженной артерии. Одним из важнейших путей компенсации является виллизиев круг.
В норме кровоток и давление в сосудах виллизиева круга находятся в состоянии динамического равновесия, перфузионное давление во всех отделах практически равно, что обусловливает отсутствие циркуляции (или минимальный ее уровень) по нему. По данным Э.И. Зозуля и L. Bakay, перфузионное АД в интракраниальной части ВСА составляет приблизительно 70-80% от системного перфузионного АД. Перфузионное АД в бассейне НСА составляет 60-65% от системного.
Существующий экстраинтракраниальный градиент АД обусловливает в норме антеградный кровоток по глазничному анастомозу (ГА), направленный из полости черепа (рис. 8).
Возникновение, например, окклюзии ВСА вызывает резкое снижение перфузионного АД в ее бассейне, в связи с чем возникает интракраниальный градиент АД на уровне виллизиева круга, и кровь из непораженного бассейна (контралатеральный бассейн ВСА и вертебробазилярный бассейн) по ПСА и ЗСА устремляется в зону пораженной артерии. В результате снижения интраэкстракраниального градиента АД кровоток по глазничному анастомозу резко замедляется, а в случае неадекватной компенсации на интракраниальном уровне интра-экстракраниальный градиент АД приобретает обратное значение, и кровоток по ГА меняет свое направление. Таким образом формируется ретроградный кровоток по глазничному анастомозу. Однако, механизм компенсации значительно сложнее. Более подробно он рассмотрен ниже.
Регуляция мозгового кровообращения.
Система регуляции мозгового кровообращения обеспечивает адекватность кровоснабжения мозга при изменениях его функциональной активности и независимость энергетического обеспечения мозга от различных внешних воздействий.
Деятельность системы регуляции мозгового кровообращения направлена на компенсацию двух видов возмущений:
При изменении условий притока или оттока крови от черепа система регуляции стремится снизить отклонения кровотока через мозг, проявляется ее способность поддерживать мозговой кровоток при изменениях системного кровообращения Это феномен ауторегуляции.
При изменении химического состава притекающей к мозгу крови возникает отклонение гемодинамических показателей мозгового кровотока (феномен функциональной гиперемии) с целью поддержания на необходимом уровне тканевого метаболизма.
Согласно установившимся представлениям, деятельность системы регуляции мозгового кровообращения основана на трех физиологических принципах: нейрогенном, метаболическом (СО2, лактат, АДФ), гуморальном (мало изучена, ангиотензин) и ауторегуляции.
Ауторегуляция мозгового кровообращения – поддержание постоянства мозгового кровотока в условиях изменения перфузионного давления в основном за счет АД. При повышении АД резистивные сосуды суживаются, а при снижении АД – расширяются.
Метаболическая ауторегуляция: определяется балансом между метаболизмом в мозге и мозговым кровотоком в каждом отдельном участке.
Миогенная ауторегуляция: базируется на особенностях сократительных свойств гладкомышечных элементов сосудистой стенки, определяющих ее способность активно отвечать на растягивающее усилие (эффект Бейлиса).
Нейрогенная ауторегуляция: обусловлена симпатическими нервными волокнами.
Деятельность системы ауторегуляции мозгового кровотока может быть охарактеризована диапазоном ауторегуляции (его нижней и верхней границами), он составляет 60-180 мм рт.ст. Временные характеристики становления феномена ауторегуляции лежат в пределах от 1-2 мин. до 25 с.
Особенности мозгового кровообращения
Строение функциональная организация сосудистой системы мозга обладает рядом особенностей, которые с одной стороны делают его обособленным от остальной сосудистой системы организма (с целью поддержания строго гомеостаза), а с другой - позволяют защитить чувствительные нервные клетки от ишемии.
Развитая система анастомозов (уровни):
уровень вилизиева круга,
уровень коллатерального кровообращения на поверхности мозга в субарахноидальном пространстве,
анастомозы внутри какой-либо области, например полушарий головного мозга,
внутримозговая капиллярная сеть,
внечерепной уровень коллатерального кровообращения за счет анастомозирования ВСА и ПА с бассейном НСА.
Самым важным для поддержания адекватной внутримозговой гемодинамики при окклюзирующих поражениях брахиоцефальных артерий, по мнению большинства авторов, является вилизиев круг.
Высокий уровень перфузии мозга (2,0-2,5% массы тела получает 15% крови из ОЦК).
Тонкая регуляция внутричерепного давления. Мозг расположен внутри ригидного черепа, необходимый баланс между объемом крови и ликвора позволяет изменять приток крови к мозгу во избежание сдавления и ишемии мозговой ткани.
Относительная автономность нервной регуляции мозгового кровотока.
Выявлена высокая чувствительность мозговых сосудов к увеличению парциального давления СО2 и снижению pH крови, которые направлены на уменьшение периферического сосудистого сопротивления и улучшение мозгового кровотока. Величина прироста кровотока на вдыхание газовой смеси с повышенным содержанием СО2 рассматривается как функциональный резерв мозгового кровообращения. Установлено, что у больных с нарушениями мозгового кровообращения реакция сосудов мозга на вдыхание СО2 снижена извращена или отсутствует.
Артериальная гипертензия как приспособительная реакция организма встречается у 20-30% больных с недостаточностью мозгового кровообращения.
Отмечается ряд сдвигов в общей гемодинамике в виде увеличения объема циркулирующей крови, сердечного индекса за счет увеличения сократимости желудочков у больных с окклюзирующими поражениями брахиоцефальных артерий. Хотя существует относительная автономность мозгового кровообращения от системного АД в пределах 60-150 мм рт.ст.
Регуляция мозгового кровообращения. Ауторегуляция
Регуляция мозгового кровообращения. Ауторегуляция
Адекватное кровоснабжение головного мозга необходимо для поступления питательных веществ и кислорода и удаления продуктов метаболизма. На мозговой кровоток приходится 20% сердечного выброса (СВ) (примерно 700 мл/мин у взрослого человека). На долю головного мозга приходится 20% от всего кислорода, потребляемого организмом.
• Средний уровень мозгового кровотока — 50 мл на 100 г мозговой ткани в минуту.
• 70 мл 100 г в мин. — на серое вещество
• 20 мл 100 г в мин. — на белое вещество.
Для поддержания электрической активности нейронов головного мозга необходимо стабильное поступление глюкозы как субстрата аэробного метаболизма для синтеза АТФ. При таком относительно высоком потреблении кислорода в сочетании с отсутствием кислородного резерва в головном мозге любое нарушение перфузии быстро приводит к потере сознания вследствие падения перфузионного давления кислорода и дефицита энергетического субстрата.
Из-за отсутствия кислорода нарушаются энергозависимые процессы, что ведет к необратимому повреждению клеток, если не происходит быстрого восстановления кровотока.
В нормальных условиях церебральный кровоток строго контролируется, что обеспечивает адекватную ответную реакцию на местные или системные изменения гомеостаза. Иногда происходят сбои этой регуляции, или же сами регуляторные механизмы становятся причиной повреждения участков мозга.
Кровоснабжение мозга осуществляется в очень сложных условиях, а мозговые вены легко подвержены спадению. Поэтому градиент давления, регулирующий уровень кровотока, зависит не только от артериального давления и центрального венозного давления (ЦВД), но и от внутричерепного давления (ВЧД). Между этими величинами существуют сложные взаимоотношения, но практически, величина перфузионного давления мозга (ПДМ) определяется как разница между средним артериальным давлением (САД) и ВЧД или ЦВД (в зависимости от того, какое давление выше).
• ПДМ=САД-ВЧД или
• ПДМ=САД-ЦВД (если ЦВД>ВЧД)
Ауторегуляция мозгового кровотока
Ауторегуляция мозгового кровотока - это способность церебрального кровообращения поддерживать относительно постоянный церебральный кровоток в условиях различного артериального давления путем изменения сосудистого сопротивления.
Для осуществления ауторегулиции необходимо взаимодействие различных факторов:
• Миогенная реакция гладкомышечных клеток стенок артериол на растяжение, вызванное различиями в трансмуральном давлении
• Гемодинамический удар (зависит от скорости кровотока), вызванный изменением тонуса сосудов — увеличение скорости кровотока может вызвать вазоконстрикцию,
• Метаболические факторы, такие как поступление кислорода к тканям, метаболизм нейронов и глии и вегетативная нервная система также участвуют в формировании реакции.
Реакция возникает не сразу. Длительность латентного периода возникновения компенсаторных изменений составляет 10-60 секунд.
Церебральный кровоток практически не изменяется при колебаниях церебрального перфузионного давления от 60 до 150 мм рт. ст. (у лиц с нормальным давлением). Снижение артериального давления вызывает дилатацию мозговых прекапилляров, что приводит к снижению сопротивления сосудов. На уровне нижнего предела давления саморегуляции сосудорасширяющие реакции уже недостаточны для поддержания стабильного мозгового кровотока при дальнейшем снижении давления.
Церебральный кровоток становится зависимым от артериального давления, то есть снижение САД вызывает снижение мозгового кровотока.
Наоборот, при повышении САД возникает сужение сети мозговых прекапилляров и повышение сосудистого сопротивления. При САД на верхней границе давления ауторсгуляции, сосудосуживающие реакции не способны предотвратить увеличение мозгового кровотока при повышении артериального давления. Повышенное давление внутри сосуда может вызвать пассивную вазодилатацию, что приведет к резкому увеличению кровотока и может нарушить гематоэнцефалический барьер (ГЭБ).
Такие патологические процессы как артериальная гипертензия, травматическое повреждение мозга, сосудистые катастрофы нарушают ауторегуляцию. Ауторегуляторные реакции могут также нарушаться иод действием лекарственных препаратов (см. главу 2), вызывающих вазодилатацию, таких как ингаляционные анестетики, нитроглицерин. Кривая ауторегуляции сдвинута вправо в случае пациентов с хронической неконтролируемой гипертензией, и влево при индуцированной гипотонии.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Автореферат и диссертация по медицине (14.00.13) на тему: Ауторегуляция мозгового кровотока и активность свободнорадикальных процессов при хронической ишемии головного мозга
Автореферат диссертации по медицине на тему Ауторегуляция мозгового кровотока и активность свободнорадикальных процессов при хронической ишемии головного мозга
На, прабах рукописи
АУТОРЕГУЛЯЦИЯ МОЗГОВОГО КРОВОТОКА И АКТИВНОСТЬ СВОБОДНО?АДИКАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ХРОНИЧЕСКОЙ ИШЕМИИ ГОЛОВНОГО МОЗГА
14.00.13 - нервные болезни 14.00.44 - сердечно-сосудистая хирургия
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
Москва - 2009 год
Доктор медицинских наук, профессор А.И.Федин Доктор медицинских наук, профессор М.Р.Кузнецов
Доктор медицинских наук М.Ю.Максимова Доктор медицинских наук, профессор А.О.Вирганский
Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского.
Защита состоится «08» декабря 2009г. в 12 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 001.006.01 при Научном центре неврологии Российской академии медицинских наук по адресу: 125367 Москва, Волоколамское шоссе, 80
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НЦН РАМН Автореферат разослан «07» ноября 2009г.
Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций
кандидат медицинских наук М.А.Домашенко
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Проблема цереброваскулярных заболеваний является одной из наиболее социально значимых во всем мире, а также оказывает существенное влияние на такие важные демографические показатели, как заболеваемость и смертность населения. Показатели заболеваемости и смертности от инсульта в России являются одними из самых высоких в развитых странах мира (Гусев Е.И., Скворцова В.И., 2000; Верещагин Н.В., Суслина З.А., Пирадов М.А., 2003; Суслина З.А., Варакин Ю. Я., 2004; Федин А.И., 2004; Sarti, 2000).
Главными этиологическими факторами инсультов является атеросклероз и гипертоническая болезнь. В последние годы сформулирована концепция гетерогенности инсульта (Верещагин Н.В., 2003; Суслина З.А., 2006), которая предполагает существование различных механизмов нарушения мозгового кровообращения в треугольнике: "сердце-сосуды-кровь" Наиболее часто выявляются случаи острого нарушения мозгового кровообращения по ишемическому типу, при этом наименее изученным является гемодинамический механизм развития острой ишемии мозга. Механизм сосудистой мозговой недостаточности, находящийся в основе гемодинамического инсульта, может быть определен как диспропорция между потребностью и возможностью обеспечения полноценного кровоснабжения головного мозга. Развитие клинических симптомов вследствие сосудистой мозговой недостаточности происходит, как правило, на фоне постоянной, длительно существующей неполноценности кровоснабжения мозга, обусловленной изменениями в его сосудистой системе, и дополнительного уменьшения притока крови к
мозгу при снижении системного артериального давления. (Верещагин Н.В., Моргунов В.А., Гулевская Т.С., 1997; А.В.Фонякин, 2006; Uehara Т., Tabuchi М., Mori Е., 1997). Причиной этого может явиться срыв механизмов компенсации мозгового кровотока, поддерживаемого ауторегуляцией мозгового кровообращения, впервые описанной А.Остроумовым (1876), а затем детально изученной Bayliss (1902, 1923). Ауторегуляция мозгового кровообращения имеет принципиальное значение для адекватного кровоснабжения головного мозга и характеризуется способностью мозговых сосудов сохранять относительно неизменной объемную скорость мозгового кровотока при изменении перфузионного давления.
В сосудистой хирургии существует высокая потребность в правильной оценке состояния ауторегуляции мозгового кровотока в предоперационном периоде, что позволяет вовремя отказаться от хирургического лечения или провести специфическую терапию, направленную на нормализацию реактивности мозгового кровотока.
В течение последних лет рядом авторов была выдвинута концепция о существенной патогенетической роли окислительного стресса в повреждении клеток мозга, обусловленных его ишемией (Биленко М.В.,1982; Дюмаев К.МД995; Болдырев A.A., 2001). В связи с этим в лечении ишемических расстройств мозгового кровообращения стала широко применяться антиоксидантная терапия. В последние годы активно изучается природный антиоксидант - тиоктовая (а-липоевая) кислота (Taylor D.E. 1995). Показаны ее высокие возможности в ингибировании свободных радикалов, характерно его свойство уменьшать активацию перекисного окисления липидов, нормализовать синтез оксида азота и повышать активность антиоксидантной системы (Eason R.C., 2002).
Антиоксиданты в основном используются для коррекции окислительного стресса при острой и хронической ишемии головного мозга, в то время как в литературе информация о возможности их применения для коррекции сосудистой ауторегуляции крайне ограничена. Восстановление же реактивности мозговых сосудов у больных с системным атеросклерозом может позволить изменить тактику лечения этой группы пациентов, улучшить результаты, как консервативной терапии, так и хирургических вмешательств, снизить процегсг послеоперационных осложнений.
Цель работы. Оценить интенсивность свободнорадикальных процессов и нарушений ауторегуляции мозгового кровотока у больных с системным атеросклерозом и определить возможности а-липоевой кислоты в их коррекции.
1. Определить выраженность процессов перекисного окисления липидов, антиоксидантной защиты организма, системных расстройств реологических свойств крови и микроциркуляторного русла у пациентов с системным атеросклерозом.
2. Выявить связь активности свободнорадикальных процессов у больных атеросклерозом с нарушениями ауторегуляции мозгового кровотока.
3. Оценить возможности применения а-липоевой кислоты в коррекции активности процессов перекисного окисления липидов у пациентов с системным атеросклерозом.
4. Оценить эффективность использования а-липоевой кислоты в нормализации ауторегуляции сосудов головного мозга у больных с периферическим атеросклерозом и стенозом прецеребральных артерий при предоперационной подготовке к реконструктивным сосудистым вмешательствам.
5. Разработать алгоритм предоперационного ведения больных с системным атеросклерозом при подготовке их к реконструктивным сосудистым вмешательствам на артериях таза и нижних конечностях.
Научная новизна. Определена выраженность активности свободнорадикальных процессов у больных с системным атеросклерозом и их роль в развитии нарушений ауторегуляции мозгового кровотока. Оценена степень расстройств реологических свойств крови и сосудов микроциркуляторного русла при атеросклерозе. Проанализированы вид и степень выраженности нарушений реактивности сосудов головного мозга в зависимости от локализации атеросклеротического поражения.
Практическая значимость работы. Разработаны принципы предоперационной диагностики нарушений ауторегуляции мозгового кровотока и их коррекции у больных с системным атеросклерозом. Доказана роль антиоксидантной терапии (а-липоевой кислоты) в снижении активности свободнорадикальных процессов и нормализации реактивности сосудов головного мозга у больных с периферическим атеросклерозом. Разработан алгоритм предоперационной подготовки пациентов с системным атеросклерозом к реконструктивным хирургическим сосудистым вмешательствам.
Применение описанной схемы предоперационной подготовки пациентов с системным атеросклерозом предполагает получить значительный экономический эффект в результате сокращения числа несвоевременных оперативных вмешательств с возможными послеоперационными осложнениями, такими как гемодинамические нарушения мозгового кровообращения. Назначение им адекватной, комплексной предоперационной подготовки способно привести к сокращению сроков временной нетрудоспособности в послеоперационном периоде и снижению инвалидизации населения.
Положения, выносимые на защиту
1. При атеросклерозе отмечаются выраженные расстройства гомеостаза в виде повышения активности свободнорадикальных процессов и нарушений реологических свойств крови, что приводит к расстройствам церебрального кровообращения, в том числе при отсутствии гемодинамически значимых стенозов прецеребральных артерий.
2. Нарушения ауторегуляции мозгового кровотока у пациентов с хронической ишемией головного мозга зависят от локализации и степени атероскперотического поражения.
3. Применение а-липоевой кислоты у больных с атеросклерозом приводит к уменьшению активности процессов перекисного окисления липидов и повышению антиоксидантной защиты организма, что сопровождается коррекцией нарушений ауторегуляции сосудов головного мозга и может использоваться в качестве предоперационной подготовки.
4. Применение а-липоевой кислоты у пациентов с хронической ишемией
головного мозга наиболее эффективно влияет на изменения ауторегуляции мозгового кровотока при отсутствии гемодинамически значимых стенозов прецеребральных артерий.
Полученные результаты обследования и лечения больных с мультифокальным атеросклерозом внедрены в клиническую практику клиники неврологии и нейрохирургии ФУВ ГОУ ВПО РГМУ Росздрава и факультетской хирургии Московского факультета ГОУ ВПО РГМУ, а также неврологических и хирургических отделений Центральной клинической больницы Московской Патриархии и городской клинической больницы №15 им. О.М. Филатова г, Москвы.
Работа апробирована и рекомендована к защите на научно-практической конференции кафедры неврологии ФУВ ГОУ ВПО РГМУ 11.06.2009года, протокол № 7. Основные положения диссертации доложены на XII Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 2006 год), на VIII Всероссийской научно-практической конференции по функциональной диагностике «Технологии функциональной диагностики в современной клинической практике» (Москва, 2007 год), на III международном хирургическом конгрессе «Научные исследования в реализации программы «Здоровье населения России» (Москва, 2008 год), на XIV съезде сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 2008 год).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 научных работ, из них 6 в центральной медицинской печати, получен один патент РФ на изобретение.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы, включающего 77 отечественных и 96 зарубежных источников. Диссертация изложена на 134 страницах машинописного текста, иллюстрирована 10 таблицами и 34 рисунками.
ОБЪЕМ И МЕТОДЫ ИСЛЕДОВАНИЯ
В основу работы положены результаты обследования 119 больных, 62 из которых, страдающих различными формами атеросклероза, проходили курс стационарного лечения в Центральной клинической больнице Московской Патриархии, разбитых на четыре клинические группы (рис. 1.).
1-я клиническая группа была представлена 32 пациентами (все мужчины), страдающими облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей с различными стадиями хронической артериальной недостаточности без гемодинамических поражений брахиоцефальных артерий.
2-я клиническую группу составили 30 больных с различными степенями хронической ишемии головного мозга (все мужчины), имеющих гемодинамически значимые (от 70 до 95%) односторонние атеросклеротические поражения внутренней сонной артерии.
3-я группа пациентов была сформирована из 22 больных, которым в период с 2001 по 2008 годы в Центральной клинической больнице Московской Патриархии были выполнены различные реконструктивные сосудистые вмешательства на аорте, магистральных артериях таза и нижних конечностей.
□ 1 группа О 2 группа
■ 3 группа □ Контрольная группа
Рис.1. Характеристика групп больных.
Контрольную группу составили 35 добровольцев мужского пола в возрасте от 20 до 25 лет.
Все больные были обследованы по схеме, включая сбор анамнеза заболевания, выявление выраженности клинических симптомов, неврологического статуса с применением адаптированной количественной неврологической шкалы А.И.Федина, определение степени хронической артериальной недостаточности нижних конечностей по классификации B.C. Савельева, изучение местных изменений конечностей.
Диагностика свертывающей и противосвертывающей системы крови включала определение АЧТВ, MHO, ПТИ, фибриногена, времени кровотечения, времени свертывания, тромбинового времени. Использовали оборудование «CORMAY KG-1» фирмы «Boehringer Manheim» (Польша). Агрегацию тромбоцитов с АДФ определяли на «Aggregometer elvi 840» (Италия), а именно начало агрегации, время достижения максимальной агрегации, ее амплитуду. Вязкость крови оценивали при различных
скоростях сдвига, характеризующих все звенья циркуляции крови в организме на вискозиметре «Ротовиско-100» фирмы «Haake» (Германия). Исследовали структурную вязкость крови при низкой скорости сдвига 27 сп (сантипуазы) (характеризующая вязкость венозной крови) и динамическую вязкость крови при высокой скорости сдвига - 128 сп (отражающая вязкость артериальной крови), а также вязкость плазмы крови при - 128 сп и 51,9 сп. Липидный спектр плазмы крови определяли на автоматическом биохимическом анализаторе «Express-Plus» фирмы «Chiron Diagnostics Ciba Korning)» (Англия) и «Express-560+» фирмы «Baer» (Германия) при помощи стандартных наборов реактивов.
Оценку перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты оценивали по показателям спонтанной (базальной) и индуцированной (стимулированной) хемилюминесценции лейкоцитов, антиперекисной активности плазмы (АПА), вторичного продукта свободнорадикального перекисного окисления липидов - малоновый диальдегид (МДА) в плазме крови. Для этого использовали хемилюминометор ЛКБ «Валлак» (Швеция) при стандартной температуре 36,9 градусов.
Стандартную ультразвуковую допплерографию выполняли в стандартных зонах в основных магистральных артериях голени. Для измерения скорости кровотока использовали линейный датчик с частотой 7 МГц на аппарате "Akuson-128" (США) и линейный мультичастотный датчик 7-12 МГц в триплексном режиме на ультразвуковой диагностической станции «HDI-5000» фирмы «Philips» (США). Ультразвуковое ангиосканирование и ультразвуковую допплерографию прецеребральных и интракраниальных артерий также выполняли на ультразвуковой диагностической станции «HDI-5000» фирмы «Philips» (США).
Параметры ауторегуляции мозгового кровотока оценивали по методу, разработанному в нашей клинике (патент РФ №2311133 от 27.11.2007).
Прямую артериографию производили на аппарате «Ангиотрон СМ» фирмы «Сименс» (Германия) и ангиографическом оборудовании фирмы «Philips» (Германия). В случае невозможности выполнения прямой артериографии выполняли дигитальную субтракционную ангиографию (ДСА).
При необходимости у некоторых больных определяли перфузию головного мозга посредством сцинтиграфии с использованием радиофармпрепарата «Тс-99м» Гексаметилпропиленаминоксим (ГМПАО или «Церетек» фирмы «Амершам».
Коррекция нарушений ауторегуляции мозгового кровотока проводилась пациентам 1-й, 2-й и 3-й групп препаратом а-липоевой кислоты. Больные 1-й и 2-й групп получали данный препарат в течение десяти суток для выявления его эффективности при различных вариантах атеросклероза (периферического и церебрального). На основании этого был составлен алгоритм предоперационной подготовки пациентов с периферическим атеросклерозом к реконструктивным сосудистым вмешательствам. Данный алгоритм был применен у больных 3-й группы.
Наше исследование показало, что при системном атеросклерозе имеются достоверные изменения вискозиметрических показателей крови, в частности, увеличение ее вязкости, причина которой в большинстве случаев была связана с сочетанием полицитемии и высокой вязкости
плазмы, причём у мужчин был более выражен первый фактор, а у женщин - второй (рис. 2.).
Было также выявлено значительное ухудшение деформируемости эритроцитов у всех больных с системным атеросклерозом, что играет наиболее значимую роль в развитии функциональных расстройств микроциркуляторного русла, проявляющегося шунтированием артериальной крови через сеть анастомозов в венозную систему и представляющим один из механизмов снижения парциального давления кислорода в тканях.
Рис.2. Показатели вязкости крови и плазмы в норме и при системном атеросклерозе.
□ Вязкость крови (27сП) В Вязкость плазмы (128 сП)
Мужчины Мужчины Женщины Женщины больные норма больные норма
После восстановления магистрального артериального кровотока нижних конечностей деформируемость эритроцитов в системном кровотоке оставалась в ближайшем послеоперационном периоде достоверно низкой на фоне увеличения концентрации продуктов перекисного окисления липидов и, в частности, малонового диальдегида (рис. 3).
Это может являться дополнительным повреждающим фактором, способствующим усугублению нарушений реактивности сосудов головного мозга и, как следствие, развитию гемодинамического нарушения мозгового кровообращения.
Читайте также: