Нейропротективный потенциал акатинола-мемантина при ишемическом инсульте

Современные подходы к лечению ишемического инсульта (ИИ) включают применение методов реперфузии вещества головного мозга в первые часы заболевания с целью восстановления кровотока в пораженном сосуде, а также методов защиты ткани мозга. Данные подходы позволяют либо предотвратить развитие необратимого повреждения вещества головного мозга, либо уменьшить его объем [1].

Реперфузия в настоящее время проводится путем введения тромболитика - рекомбинантного тканевого активатора плазминогена (рТАП). Введение рТАП в первые 3-4,5 ч после появления симптомов ИИ способствует более полному восстановлению неврологических функций при приемлемом риске геморрагических осложнений. Другим основным направлением лечения инсульта в острой стадии является нейропротективная терапия, которую потенциально можно проводить во всех случаях [16].

Однако в большинстве европейских клиник тромболитическую терапию редко проводят пациентам старше 60 лет из-за высокой вероятности внутричерепного кровоизлияния, низкого процента реканализации, невозможности увидеть немедленный эффект. С возрастом увеличивается опасность, связанная с тромболитической терапией. С годами мозг человека теряет объем и вес - преимущественно за счет коры лобных и теменных долей, серого вещества полосатого тела, а у трети населения в возрасте 65-84 лет - гиппокампа. Отмечаются не только атрофия, но и дегенеративные изменения белого вещества (лейкоареоз). Хроническая церебральная ишемия повреждает эндотелий артерий, приводя к нарушению микроциркуляции. У пожилых пациентов увеличивается проницаемость гематоэнцефалического барьера (ГЭБ). Эти возрастные изменения снижают цереброваскулярный резерв, головной мозг становится чувствительным к ишемии, что обусловливает более высокую смертность после инсульта у данной категории больных.

После 55 лет вероятность того, что человека может настигнуть инсульт, каждое десятилетие удваивается - независимо от пола. В 75-89% случаев инсульт развивается после 65 лет (в 50% - у пациентов старше 70, в 25% - после 85). Следует отметить, что у пожилых более выражен неврологический дефицит, восстанавливаются они медленнее, многие становятся инвалидами. У пациентов старше 65 лет в 3 раза чаще возникает вероятность повторных инсультов в течение 10 лет по сравнению с более молодыми. В старости возрастает смертность (максимальна - после 75 лет) от инсульта на ранней стадии.

Драматический исход инсульта в позднем возрасте объясняется ухудшением сосудистых реакций, возрастными изменениями мозга, полиорганной дисфункцией и приемом множества лекарств. В развитых странах мира называют еще одну причину худшего исхода - менее активная терапия из-за высокого риска осложнений. Поэтому нейропротективная терапия у лиц пожилого возраста является особо актуальной.

Первичная нейропротекция прерывает глутамат-кальциевый каскад и блокирует высвобождение свободных радикалов; она наиболее эффективна в первые часы инсульта и может продолжаться в течение первых нескольких дней. Вторичная нейро­протекция направлена на ослабление отсроченных реакций, связанных с воспалительными изменениями и развитием апоптоза, которые проявляются спустя 3-6 ч и реализуются в течение первой недели. Отдельно выделяют нейрорепаративные средства, способствующие восстановлению поврежденной ткани и процессам пластичности, которые связаны с образованием новых ассоциативных связей.

рТАП оказывает ряд ключевых эффектов на уровне ГЭБ и вещества головного мозга [20]. В сосудах рТАП способствует фибринолизу и может проникать через ГЭБ [3]. Благодаря взаимодействию с несколькими белками/рецепторами [21], рТАП также соединяется с белком, связанным с рецепторами липопротеинов низкой плотности, и таким образом увеличивает металлопротеиназа-зависимую проницаемость ГЭБ [17]. рТАП также способствует преобразованию тромбоцитарного фактора роста-С в его активную форму, и этот механизм предположительно приводит к нарушению целостности ГЭБ [18]. Интересно, что рТАП также является положительным нейромодулятором рецепторов N-метил-D-аспартата (NMDA-рецепторов), что способствует повышению чувствительности нейронов к эксайтотоксинам [4, 19]. Таким образом, помимо известной фибринолитической активности, у пациентов с инсультом рТАП может также способствовать развитию геморрагической трансформации [11] и гибели нейронов [16].

NMDA-опосредованная эксайтотоксичность считается основной причиной гибели нейронов после инсульта [7]. К сожалению, все стратегии, направленные на NMDA-рецепторы, были неэффективны в клинической практике. Ранее в модели тромботического инсульта у мышей удалось доказать, что экспериментальная стратегия, разработанная для блокировки взаимодействия рТАП с NMDA-рецепторами, приводила к стойкому уменьшению объема поражения головного мозга, уменьшению неврологического дефицита и расширению терапевтического окна для введения рТАП [14].

Неконкурентным антагонистом NMDA-ре­цеп­торов является мемантин. Механизм его действия в первую очередь может быть связан с модулированием глутаматергической передачи, которая опосредует кортико-кортикальные и кортико-субкортикальные взаимосвязи в головном мозге. Глутамат - основной возбуждающий нейромедиатор в головном мозге, широко представленный в новой коре и гиппокампе. В норме при активации пресинаптического нейрона высвобождающийся в синаптическую щель глутамат связывается с NMDA-рецептором, что открывает катионный канал, который в покое закрыт ионом магния. Открытие канала приводит к поступлению кальция внутрь нейронов [2]. Хроническая парциальная деполяризация мембраны, вызванная аномальным накоплением глутамата в синапсе, устраняет магний из ионного канала, открывая дорогу для притока кальция в клетку [5].

Хроническое избыточное поступление кальция в клетки нарушает метаболизм, инициируя процессы нейродегенерации, повреждение синапсов и дендритов, некроз и апоптоз. Таким образом, избыточная стимуляция NMDA-рецепторов, особенно в условиях дефицита энергии (например, вызванного ишемией), приводит к эксайтотоксичности и нарушению процессов долговременной потенциации, лежащих в основе памяти и обучения. Об участии подобного рода механизмов в патогенезе болезни Альцгеймера свидетельствует, например, обнаружение низкого уровня обратного захвата глутамата в лобной и височной коре, снижение уровня синаптофизина (гликопротеина мембраны синаптических пузырьков) и VGluT1 (белка синаптических пузырьков). Мемантин, являясь неконкурентным низкоаффинным потенциал-зависимым антагонистом NMDA-рецепторов, блокирует катионный канал в состоянии покоя, но при полной деполяризации мембраны мемантин удаляется из канала, что обес­печивает нормальную синаптическую передачу, восстанавливая соотношение сигнала и шумового фона. Блокируя внутриклеточный ток кальция, мемантин может оказывать нейропротективный эффект [13].

В ряде доклинических исследований на грызунах было высказано предположение о потенциальной возможности использования мемантина в качестве нейропротектора при ишемическом или геморрагическом инсульте [12]. Примечательно, что мемантин действует преимущественно на NMDA-рецепторы, содержащие субъединицу GluN-2D [9], фактически являющуюся избирательной целью нейротоксичного действия рТАП [6]. Это послужило основанием для предположения, что для улучшения исходов лечения инсульта может быть эффективным сочетание рТАП с мемантином.

В одном из исследований [13], проводившем все эксперименты in vitro, оценивали воздействие N-метил-D-аспартата и кислородо-глюкозной депривации на нейроны коры мышей на фоне введения рТАП и мемантина с целью определения притока кальция в клетку.

Терапевтическую безопасность одновременного применения рТАП и мемантина изучали в моделях тромботического инсульта и внутримозгового кровоизлияния (ВМК) у мышей [14]. Объем ишемического и геморрагического поражения оценивали по результатам МРТ, а неврологическое обследование выполняли путем проведения струнного теста и с помощью автоматизированного анализа походки. Для создания модели тромботического инсульта мышей под наркозом помещали в стереотаксические рамки. Развитие тромботического инсульта индуцировали введением тромбина (1,0 МЕ в 1 мкл). Через 4 ч или 20 мин после образования тромба начинали проводить тромболитическую терапию, для чего внутривенно вводили рТАП или без внутривенного введения мемантина в виде болюса (200 мкл, 20 мг/кг) непосредственно перед инфузией рТАП. Животным контрольной группы вводили такой же объем физиологического раствора с мемантином или без него. Скорость церебрального кровотока непрерывно контролировали с помощью лазерной допплеровской флоуметрии. При создании модели ВМК выполняли одностороннюю стереотаксическую инъекцию коллагеназы VII типа (0,05 МЕ в 1 мкл) в полосатое тело. Через 30 мин после индукции ВМК в хвостовую вену вводили катетер для инъекции болюса рТАП (10 мг/кг) или физиологического раствора с или без болюса мемантина (20 мг/кг). Таким образом, мышей разделили на 4 группы: вводили физиологический раствор (n=9), рТАП (n=10), мемантин/рТАП (n=10) и мемантин (n=8). Выживаемость оценивали через 1, 6, 24 и 72 ч после развития ВМК. Объемы ишемического и геморрагического поражений количественно оценивали по результатам МРТ в режимах Т2, Т2*GRE, а также проводили ангиографию через 6, 24 и 48 ч после инсульта. Для анализа поступления кальция в клетки посредством видеомикроскопии выполнили параметрические тесты. Было установлено дозозависимое влияние мемантина, который предотвращал NMDA-опосредованную гибель нейронов, при этом почти полная защита достигалась при дозе 10 мкмоль/л. Интересно, что в дозе 1 мкмоль/л, которая сама по себе не защищает нейроны от исходной NMDA-опосредованной нейротоксичности, мемантин предотвращал 42% рТАП-зависимого потенцирования NMDA-индуцированной гибели нейронов. Действие мемантина также изучали на корковых нейронах в условиях кислородо-глюкозной депривации. Мемантин в дозе 1 мкмоль/л (в дозе, которая сама по себе не оказывает влияния на нейротоксичность, индуцированную кислородо-глюкозной депривацией) полностью предотвратил рТАП-индуциро­ванное потенцирование после 30-минутной кислородо-глюкозной депривации. Было установлено, что мемантин в дозе 1 мкмоль/л предотвращал рТАП-опосредованное увеличение NMDA-индуци­ро­ванного поступления кальция в клетки.

В литературе имеется также работа [15], авторы которой изучали действие мемантина в модели тромботического инсульта у мышей с рТАП-инду­ци­рованной реперфузией. Использовали внутривенное введение мемантина (20 мг/кг) дополнительно к системной тромболитической терапии. Анализ МРТ показал, что несмотря на отсутствие влияния мемантина на размер ишемического повреждения в отсутствие рТАП, его внутривенное введение предотвратило пагубные последствия отсроченной рТАП-индуцированной реперфузии. Было выявлено также, что мемантин не изменяет фибринолитическую активность рТАП. Этот благоприятный эффект мемантина в сочетании с рТАП не был ассоциирован с нарушением фибринолитической активности рТАП, о чем свидетельствовали результаты анализа лизиса тромба и аналогичные показатели реперфузии, а также средние показатели оценки результатов ангиографии.

Изучали также влияние мемантина в модели ВМК, индуцированного интрастриальной инъекцией коллагеназы у мышей. Картина на Т2-взвешенных изображениях показала, что несмотря на то что внутривенное введение рТАП через 30 мин после ВМК привело к увеличению объема кровоизлияния, это прогеморрагическое действие рТАП было предотвращено введением мемантина. Примечательно, что на фоне сочетания мемантина с рТАП выживаемость животных после ВМК повысилась.

Применение нейропротекторов с высоким сродством к NMDA-рецепторам [10] приводило к развитию клинически вредного воздействия, включая сонливость и даже кому. Мемантин является неконкурентным антагонистом открытых каналов NMDA с низким и умеренным аффинитетом, что позволяет снизить активность NMDA-рецепторов [8].

Таким образом, доклинические данные свидетельствуют о том, что мемантин может оказывать нейропротективное действие при деменции, а также при глобальной и очаговой церебральной ишемии [13]. Несмотря на наличие полезной фибринолитической активности, рТАП может оказывать негативное влияние после инсульта из-за содействия развитию геморрагической трансформации [11] и NMDA-опосредованной нейротоксичности [16]. Результаты приведенных выше исследований свидетельствуют о том, что мемантин предотвращает негативное влияние рТАП на культивируемые нейроны, подвергшиеся значительному эксайтотоксическому воздействию, а также у мышей при ишемическом и геморрагическом поражениях головного мозга. В нем было показано, что сочетание мемантина с рТАП способствует улучшению сенсомоторного статуса, но использование мемантина в режиме монотерапии в модели тромботического инсульта эффекта не оказывало. Мемантин при внутривенном введении после развития инсульта положительно действует только в модели у крыс с артериальной гипертензией и в модели эмболического инсульта у кроликов. Отсутствие эффективности мемантина, используемого в качестве монотерапии, может быть связано либо с поздним началом тромболитической терапии, либо с тяжестью ишемического поражения. Мемантин сам по себе не эффективен, но повышает эффективность рТАП при его введении даже в поздние сроки после инсульта, в то время как проведение только тромболитической терапии оказывает неблагоприятное действие. Таким образом, мемантин расширяет терапевтическое окно для проведения такой терапии.

Наблюдения in vitro продемонстрировали наличие у мемантина способности предотвращать нейротоксический эффект рТАП в культивированных корковых нейронах. Несмотря на то что мемантин не оказывал влияния на фибринолитическую активность рТАП, наблюдения in vivo показали, что он ослаблял вредные последствия отсроченной тромболитической терапии - уменьшал объем очага поражения и снижал неврологический дефицит после ИИ. Кроме того, на фоне введения мемантина повышалась выживаемость после ВМК, часто снижающаяся при проведении системной тромболитической терапии.

Обобщая приведенные в настоящем обзоре данные, можно сделать заключение, что они подтверждают эффективность использования мемантина в качестве вспомогательной терапии для повышения безопасности тромболитической терапии, но это требует проведения клинических исследований.