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

Прочитано: 3926 раз


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.