Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Иванов К.П.

Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург

Мельникова Н.Н.

Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург

Потехина И.Л.

Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург

Нарушение и восстановление микроциркуляции в мозге при глобальной ишемии

Авторы:

Иванов К.П., Мельникова Н.Н., Потехина И.Л.

Подробнее об авторах

Просмотров: 3846

Загрузок: 50


Как цитировать:

Иванов К.П., Мельникова Н.Н., Потехина И.Л. Нарушение и восстановление микроциркуляции в мозге при глобальной ишемии. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2010;110(9‑2):46‑51.
Ivanov KP, Mel'nikova NN, Potekhina IL. Disturbance and restoration of the cortical brain microcirculation in the global ischemia. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry. 2010;110(9‑2):46‑51. (In Russ.)

Рекомендуем статьи по данной теме:
Сов­ре­мен­ный под­ход к ди­аг­нос­ти­ке на­ру­ше­ний мик­ро­цир­ку­ля­ции в аку­шерстве. Рос­сий­ский вес­тник аку­ше­ра-ги­не­ко­ло­га. 2024;(3):30-35
Эф­фек­тив­ность фо­то­ди­на­ми­чес­ко­го воз­действия на кли­ни­ко-фун­кци­ональ­ное сос­то­яние тка­ней па­ро­дон­та при па­ро­дон­ти­те. Сто­ма­то­ло­гия. 2024;(4):5-9
Вли­яние све­то­ди­од­но­го из­лу­че­ния си­не­го ди­апа­зо­на на тром­бо­ци­ты и фак­то­ры свер­ты­ва­ния кро­ви у боль­ных с хро­ни­чес­кой ише­ми­ей ниж­них ко­неч­нос­тей. Воп­ро­сы ку­рор­то­ло­гии, фи­зи­оте­ра­пии и ле­чеб­ной фи­зи­чес­кой куль­ту­ры. 2024;(4):9-15
Эк­зо­ген­ный аго­нист ре­цеп­то­ра GalR2 умень­ша­ет ре­пер­фу­зи­он­ное пов­реж­де­ние изо­ли­ро­ван­но­го сер­дца кры­сы. Кар­ди­оло­ги­чес­кий вес­тник. 2024;(3):37-42
Тром­би­ро­ван­ная анев­риз­ма внут­рен­ней сон­ной ар­те­рии, ос­лож­нив­ша­яся раз­ви­ти­ем ише­ми­чес­ко­го ин­суль­та с пос­ле­ду­ющим су­ба­рах­но­идаль­ным кро­во­из­ли­янием. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. 2024;(9):135-140
Оцен­ка сос­то­яния мик­ро­цир­ку­ля­ции в кож­но-жи­ро­вых лос­ку­тах бо­ко­вых от­де­лов ли­ца и шеи на фо­не при­ме­не­ния hemo­static net. Плас­ти­чес­кая хи­рур­гия и эс­те­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2024;(4-2):52-57
Срав­ни­тель­ный ана­лиз вли­яния ла­ми­нар­но­го и пуль­си­ру­юще­го кро­во­то­ка во вре­мя ис­кусствен­но­го кро­во­об­ра­ще­ния на мик­ро­цир­ку­ля­цию. Кар­ди­оло­гия и сер­деч­но-со­су­дис­тая хи­рур­гия. 2024;(6):595-601
Воз­действие низ­ко­ин­тен­сив­ной ла­зе­ро­те­ра­пии в кор­рек­ции эн­це­фа­ло­па­тии при ме­ха­ни­чес­кой жел­ту­хе. Воп­ро­сы ку­рор­то­ло­гии, фи­зи­оте­ра­пии и ле­чеб­ной фи­зи­чес­кой куль­ту­ры. 2024;(6):19-24
Оцен­ка ре­зуль­та­тов вес­ти­бу­лоп­лас­ти­ки по дан­ным мик­ро­ге­мо­ди­на­ми­ки и ок­си­ге­на­ции в сли­зис­той обо­лоч­ке аль­ве­оляр­но­го греб­ня. Сто­ма­то­ло­гия. 2024;(6-2):37-41
Оцен­ка вли­яния при­ема оме­га-3 по­ли­не­на­сы­щен­ных жир­ных кис­лот на сос­то­яние сер­деч­но-со­су­дис­той сис­те­мы муж­чин, рож­ден­ных на Даль­нем Вос­то­ке. Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2025;(2):46-52

Ишемия головного мозга является важнейшим неврологическим заболеванием, занимающим одно из первых мест по частоте смертельных исходов. Причины ишемии мозга могут быть различными. В настоящей статье рассматривается одна из таких причин, заключающаяся в массовой адгезии лейкоцитов на внутренней стенке микрососудов мозга и окклюзии мозговых вен лейкоцитарными конгломератами. Эти, сравнительно недавно обнаруженные явления, вызывают серьезные нарушения кровообращения в мозге.

Как известно, объем лейкоцита примерно в 2-2,5 раза больше, чем объем эритроцита. Кроме того, благодаря ядру лейкоциты имеют более жесткую конструкцию клетки по сравнению с эритроцитами и более вязкую цитоплазму. Поэтому лейкоциты способны замедлить или даже приостановить кровоток в капилляре. Но, при выходе лейкоцита из капилляра в более широкую венулу, кровоток на короткое время ускоряется. Поскольку в норме в течение 10-15 с через каждый капилляр коры мозга человека и различных животных проходят 1-3 лейкоцита, скорость капиллярного кровотока испытывает постоянные довольно значительные колебания от 0,2-0,5 до 1,5-2,0 мм/с. Важно также принимать во внимание, что вхождение лейкоцитов в капилляр событие случайное, поэтому колебания скорости кровотока представляют собой нерегулируемый случайный процесс [1-4]. В норме эти колебания не нарушают транспорт кислорода и энергоносителей, поскольку замедление или даже приостановка кровотока в одном из капилляров компенсируется кровотоком в соседних капиллярах. В патологии ситуация может сложится иначе. В 1994 г. на конференции Американского физиологического общества по микроциркуляции был поднят вопрос о возможности адгезии лейкоцитов и эритроцитов к внутренней стенке мозговых микрососудов при гипоксии мозга [5, 6]. Было высказано предположение, что лейкоциты и эритроциты «загромождают» просветы капилляров и венул и замедляют кровоток. Впоследствии были получены соответствующие факты. Так, в 1996 г. F. Scheridan и соавт. [7] подтвердили, что при ишемии сердца происходит массовая адгезия лейкоцитов к внутренней поверхности коронарных сосудов, а A. Hudentz и соавт. [8] в том же году обнаружили массовую адгезию лейкоцитов к внутренним стенкам мозговых вен и венул при ишемии мозга.

Авторы настоящей работы [9-12] начали исследование по рассматриваемой проблеме в 2000 г. и показали, что в развитии явлений гипоксии мозга лейкоциты действительно играют важную роль. В норме процесс адгезии лейкоцитов к внутренним стенкам микрососудов необходим для перехода лейкоцитов из кровяного русла в окружающие ткани. Он регулируется несколькими активными веществами. При гипоксии происходит «разрегуляция» этого процесса и сравнительно редкие в норме акты адгезии приобретают массовый характер. В тяжелых случаях ишемии происходит адгезия лейкоцитов и друг к другу, что приводит к образованию лейкоцитарных конгломератов, которые вызывают окклюзию микрососудов, в основном венул и мельчайших вен.

При фокальной ишемии мозга лейкоциты, затрудняя или прекращая кровообращение в пенумбре, увеличивают очаг инфаркта. При глобальной ишемии (в эксперимент она достигается двусторонней перевязкой сонных артерий) лейкоциты вызывают закупорку мельчайших вен и венул по всему мозгу.

Е.И. Гусев и В.И. Скворцова [13] отмечают, что все методы восстановления функций головного мозга при фокальной и глобальной ишемии имеют относительное значение и ни один из них не может рассматриваться как абсолютно эффективный и надежный. С физиологической точки зрения этот пессимизм вполне понятен, поскольку введение нейропротекторов далеко не всегда оказывает действенную помощь при фокальной или глобальной ишемии. Дело в том, что запаса энергии в нервных клетках и в окружающих тканях мозга нет. АТФ в нейронах содержится в количестве, достаточном для нормальной жизнедеятельности клетки при аноксии в течение нескольких секунд [11]. Поэтому нейропротекторы не могут мобилизовать энергию на месте сосудистой катастрофы. Между тем, только энергия может спасти нервные клетки и другие ткани от разрушения и гибели. Это простейшее правило жизни и смерти клеток. Конечно, анаэробный гликолиз, происходящий в мозге при тяжелой гипоксии или аноксии, способен снабдить клетки некоторым количеством энергии. Этой энергии однако достаточно только для поддержания жизнеспособности клетки в течение некоторого времени, но недостаточно для обеспечения ее работоспособности и морфологической целостности.

В большом списке антиадгезивных соединений (естественных и искусственных), который приводит P. Lipton [14], практически нет препаратов, которые бы достаточно эффективно действовали на лейкоциты и предотвращали их адгезию. Поэтому в качестве средства борьбы с массовой адгезией лейкоцитов при глобальной и фокальной ишемии мы предлагаем «промывку» мозга через виллизиев круг. Для «промывки» предлагается плазмозаменитель полиглюкин, вязкость которого минимальна.

Цель настоящей работы - изучение процесса адгезии лейкоцитов при ишемии мозга и применению метода очистки микрососудов от лейкоцитов.

Материал и методы

Работа выполнена на 7 крысах самцах линии Вистар массой тела от 200-250 г.

Животным под уретановым наркозом (30-40 мг/кг) проводилась перевязка двух сонных артерий. В одну из них выше места перевязки вставлялся тонкий полиэтиленовый катетер по направлению к мозгу. Затем в черепе животного с помощью зубного бора вырезалось «окно» размерами 4×4 мм. В пределах «окна» удалялась твердая мозговая оболочка.

Наблюдение за капиллярами и другими микрососудами проводилось с помощью контактного объектива микроскопа ЛОМО (Ст-Петербург) при увеличении примерно ×800. Использовалась миниатюрная телевизионная камера, укрепленная непосредственно на тубусе микроскопа. Сигнал подавался на видеомагнитофон и с него на экран телевизора. Съемки производились с монитора компьютера с помощью платы захвата кадров.

Когда в картине мозговой микроциркуляции начиналась массовая адгезия лейкоцитов или образовывались лейкоцитарные конгломераты, через 2 ч после перевязки сосудов производилось введение полиглюкина в мозг через каротидную артерию (в виллизиев круг). На протяжении нескольких минут вводилось 4 мл полиглюкина, что составляло примерно 25% объема крови животного. Изменения микроциркуляции наблюдались на экране телевизора и мониторе компьютера, фиксировались на бумаге с помощью принтера. Измеряли число актов адгезии на 100 мкм протяженности сосудов, частоту дыхания, частоту сердечных сокращений, давление крови в бедренной артерии, давление крови в виллизиевом круге, температуру тела до и после введения полиглюкина. По мере развития ишемии проводилось определение количества лейкоцитов в крови.

Результаты и обсуждение

Процесс постепенного увеличения количества актов адгезии лейкоцитов к внутренним стенкам микрососудов, в основном венул и мельчайших вен, при развитии глобальной ишемии после перевязки у крысы двух каротид представлен на рис. 1.

Рисунок 1. Развитие массовой адгезии лейкоцитов к внутренним стенкам микрососудов и образование лейкоцитарных конгломератов в течение глобальной гипоксии, вызванной перевязкой сонных артерий. A -исходная картина: вена (показана стрелкой) и несколько венул; Б - через 2 ч после перевязки сосудов: начало адгезии лейкоцитов; B - через 3 ч после перевязки сосудов: массовая адгезия лейкоцитов; Г - через 4 ч: образование лейкоцитарных конгломератов. Видно несколько полностью выключенных из кровообращения венул (тяжелая ишемия).
Этот процесс развивается постепенно от увеличения количества отдельных актов адгезии до массовой адгезии лейкоцитов и затем до образования лейкоцитарных конгломератов, которые вызывают окклюзию венул и мелких вен. На рисунке видно, как в тяжелой стадии ишемии образуются два лейкоцитарных конгломерата, которые блокируют отток крови по одной из вен. На рис. 1 видно также, что в этой стадии ишемии блокируются мелкие венулы, которые полностью выключаются из кровообращения и практически исчезают из поля зрения. Такого рода явления мы наблюдали [5-8] при различного рода явлениях гипоксии, включая ишемию.

Метод очищения микрососудов от лейкоцитов и лейкоцитарных конгломератов путем введения плазмозаменителя полиглюкина в сосуды виллизиевого круга был достаточно эффективным, поскольку адгезированные лейкоциты и лейкоцитарные конгломераты оказались довольно слабо фиксированными на стенках сосудов и потому довольно легко смывались кровью, разбавленной плазмозаменителем.

Из данных приведенных в табл. 1

видно, что уже через 1 ч после перевязки сонных артерий имеются акты адгезии в микрососудах, которые в норме практически не заметны. Эти явления со временем нарастают и к 2 ч после перевязки артерий они достигают 9 актов на 100 мк протяженности венул (не считая лейкоцитарных конгломератов). Одновременно нарастает и число лейкоцитов в крови. Через 2-3 ч их количество увеличивается более чем на 100% (табл. 2).
АД в виллизиевом круге после перевязки составляет всего 38 мм рт.ст., и через 2 ч оно снижается до 15 мм рт.ст. АД в бедренной артерии через 1 ч после перевязки сосудов мало отличается от нормы, но через 2 ч оно падает до 46 мм рт.ст. Через 5 мин после введения 4 мл полиглюкина в сосуды виллизиева круга количество актов адгезии уменьшается почти на 50%. Кровяное давление в сосудах виллизиева круга и в бедренной артерии увеличивается на 50%. Однако через 45 мин все эти показатели возвращаются к уровню, который был до введения полиглюкина.

Наблюдения состояния в микроциркуляции мозга после перевязки артерий до и после ведения полиглюкина говорят о том, что основные нарушения микроциркуляции происходят вследствие адгезии лейкоцитов к внутренним стенкам микрососудов венозной системы и друг к другу. Происходит замедление венозного кровотока как в венулах, так и в мельчайших венах. Возрастание количества актов адгезии лейкоцитов к внутренним стенкам микрососудов совпадает с увеличением числа лейкоцитов в крови. Далее адгезия лейкоцитов в сосудах мозга приобретает массовый характер, и в сосудах образуются лейкоцитарные конгломераты, которые блокируют венозный отток. На рис. 2

Рисунок 2. Лейкоцит под электронным микроскопом (D ~ 8-9 μ).
представлен лейкоцит под электронным микроскопом. Это сферическое тело с объемом, в 2-2,5 раза превосходящим эритроцит, с изрытой поверхностью и жесткой структурой. Диаметр лейкоцита в 2 раза превосходит средний диаметр капилляра крысы.

На рис. 3-5

Рисунок 3. Смывание адгезированных лейкоцитов в мелких венулах (10-15 μ) под влиянием введения через сосуды виллизиева круга 4 мл полиглюкина при сравнительно легкой ишемии. А - через 2,5 ч после перевязки двух каротидных артерий; Б - через 5 мин после введения 4 мл полиглюкина через сосуды виллизиева круга.
Рисунок 4. Удаление адгезированных лейкоцитов и лейкоцитарных конгломератов после введения через сосуды виллизиева круга 4 мл полиглюкина при тяжелой ишемии. А - картина крупных венул (D~20 μ) через 3 ч после перевязки двух каротид; Б - через 5 мин после введения 4 мл полиглюкина; В - через 1 ч после введения полиглюкина.
Рисунок 5. Освобождение от лейкоцитарного конгломерата маленькой венулы после введения в кровеносную систему мозга через сосуды виллизиева круга 4 мл полиглюкина при тяжелой ишемии. А - венула (10-12 μ) через 2 ч после перевязки сосудов; Б - через 3 ч после перевязки каротид. Плотный лейкоцитарный конгломерат в венуле; В - через 5 мин после введения через сосуды виллизиевого круга 4 мл полиглюкина. Восстановление кровообращения в данной венуле.
представлены соответствующие картины нарушений и восстановлений микроциркуляции при глобальной ишемии мозга крысы. На рис. 3 видно, как развивается адгезия лейкоцитов к внутренним стенкам микрососудов. В данном случае гипоксия оказывается относительно легкой и хорошо видно как при гемодилюции смываются адгезированные лейкоциты. На рис. 4 видна адгезия лейкоцитов и образование конгломератов. На рис. 5 имеется картина тяжелой ишемии. В венуле образуется плотный лейкоцитарный конгломерат, который смывается полиглюкином.

Заметим, что улучшение кровообращения наступает почти сразу после введения полиглюкина. Однако затем через сравнительно короткое время - около 15-20 мин - адгезия лейкоцитов вновь усиливается. Конечно, такое быстрое возвращение микроциркуляции к прежнему патологическому состоянию снижает эффективность «промывания». Надо учесть, что в наших опытах мы использовали относительно малый объем полиглюкина. Дальнейшее усовершенствование метода позволит длительнее сохранять очищение микрососудов от лейкоцитов и, возможно, позволит восстановить полностью или частично микроциркуляцию в мозге за счет развития коллатерального кровообращения. Это может быть достигнуто за счет увеличения дозы плазмозаменителя до 50% общего объема крови или за счет более длительного вливания малых доз плазмозаменителя, возможно, с добавлением собственных эритроцитов животного для уменьшения анемии.

Гемодилюция принадлежит к методам, улучшающим течение инсульта. До настоящего времени механизм его был окончательно не ясен. Теперь есть основание считать, что гемодилюция смывает адгезированные лейкоциты и лейкоцитарные конгломераты и, таким образом, может восстанавливать микроциркуляцию. Становится ясным и происхождение эффекта «no reflow», то есть трудности или невозможности восстановить микроциркуляцию после тяжелой ишемии. Речь идет об окклюзии вен и венул лейкоцитарными конгломератами. Интенсивным промыванием микрососудов мозга можно справиться и с этой ситуацией. Дополнительно необходимо отметить, почему до сих пор роль лейкоцитов в нарушениях микроциркуляции была изучена недостаточно, так как на препаратах аутопсийного материала мозга лейкоциты почти не видны. Через некоторое время после окклюзии венул они вообще пропадают из поля зрения, также как и сами венулы, которые, не будучи наполнены кровью, сливаются с фоном. Преимущества наших наблюдений состояли в том, что благодаря контактному объективу и достаточно большому увеличению мы могли наблюдать развитие всех этих процессов непосредственно в микрососудах в течение относительно короткого времени. Использованные приборы давали возможность в пределах хорошей видимости препарата точно фиксировать в динамике адгезию лейкоцитов, образование лейкоцитарных конгломератов и смыв их разбавленной кровью.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail

Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.