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.

Тюренков И.Н.

ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет», Волгоград, Россия

Гумилевский Б.Ю.

ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет», Волгоград

Филина И.С.

ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет», Волгоград

Бакулин Д.А.

ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет», Волгоград, Россия

Волотова Е.В.

ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет», Волгоград, Россия

Куркин Д.В.

Волгоградский государственный медицинский университет, Волгоград, Россия

Ишемия головного мозга на фоне подавления и активации иммунитета

Авторы:

Тюренков И.Н., Гумилевский Б.Ю., Филина И.С., Бакулин Д.А., Волотова Е.В., Куркин Д.В.

Подробнее об авторах

Просмотров: 745

Загрузок: 10


Как цитировать:

Тюренков И.Н., Гумилевский Б.Ю., Филина И.С., Бакулин Д.А., Волотова Е.В., Куркин Д.В. Ишемия головного мозга на фоне подавления и активации иммунитета. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2015;115(9‑2):23‑29.
Tyurenkov IN, Gumilevsky BYu, Filina IS, Bakulin DA, Volotova EV, Kurkin DV. The influence of the immunity activation and suppression on the outcome of brain ischemia. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry. 2015;115(9‑2):23‑29. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/jnevro20151159223-29

Рекомендуем статьи по данной теме:
Ког­ни­тив­ные на­ру­ше­ния при со­су­дис­тых за­бо­ле­ва­ни­ях го­лов­но­го моз­га. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. Спец­вы­пус­ки. 2024;(4-2):12-16
Ал­го­рит­мы ди­аг­нос­ти­ки и ле­че­ния ког­ни­тив­ных на­ру­ше­ний и дис­фа­гии у па­ци­ен­тов пос­ле ин­суль­та. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. Спец­вы­пус­ки. 2024;(4-2):100-107
Моз­го­вой ней­рот­ро­фи­чес­кий фак­тор при ише­ми­чес­ком ин­суль­те в ос­тром и ран­нем вос­ста­но­ви­тель­ном пе­ри­одах: роль ноч­ной ги­пок­се­мии. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. Спец­вы­пус­ки. 2024;(5-2):72-78
Ис­кусствен­ная вен­ти­ля­ция лег­ких у па­ци­ен­тов с ос­трым на­ру­ше­ни­ем моз­го­во­го кро­во­об­ра­ще­ния: ос­нов­ные ре­зуль­та­ты Рос­сий­ско­го мно­го­цен­тро­во­го об­сер­ва­ци­он­но­го кли­ни­чес­ко­го ис­сле­до­ва­ния RETAS. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. Спец­вы­пус­ки. 2024;(8-2):5-13
Вли­яние на­ру­ше­ний со­ци­аль­ных ког­ни­тив­ных фун­кций в ос­тром пе­ри­оде ише­ми­чес­ко­го ин­суль­та на его фун­кци­ональ­ные ис­хо­ды. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. Спец­вы­пус­ки. 2024;(8-2):21-25
Воз­мож­нос­ти зер­каль­ной те­ра­пии в ког­ни­тив­ной ре­аби­ли­та­ции пос­ле ин­суль­та. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. Спец­вы­пус­ки. 2024;(8-2):64-71
Гин­кго­лид B: ме­ха­низ­мы ней­ро­би­оло­ги­чес­ких эф­фек­тов, пер­спек­ти­вы при­ме­не­ния в те­ра­пии бо­лез­ни Альцгей­ме­ра. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. 2024;(4):22-27
Прог­рам­ма трансплан­та­ции пе­че­ни в Фе­де­раль­ном ме­ди­цин­ском би­офи­зи­чес­ком цен­тре им. А.И. Бур­на­зя­на: опыт 500 опе­ра­ций. Хи­рур­гия. Жур­нал им. Н.И. Пи­ро­го­ва. 2024;(7):45-60
Ас­со­ци­ация од­но­нук­ле­отид­но­го по­ли­мор­физ­ма rs6265 ге­на ней­рот­ро­фи­чес­ко­го фак­то­ра го­лов­но­го моз­га с осо­бен­нос­тя­ми кли­ни­чес­кой кар­ти­ны бо­лез­ни Пар­кин­со­на. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. 2024;(7):82-88
Срав­не­ние эф­фек­тив­нос­ти при­ме­не­ния не­им­му­но­ген­ной ста­фи­ло­ки­на­зы и ал­теп­ла­зы для внут­ри­вен­но­го тром­бо­ли­зи­са при ише­ми­чес­ком ин­суль­те: ана­лиз дан­ных гос­пи­таль­но­го ре­гис­тра. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. 2024;(7):139-144

Ишемические повреждения головного мозга (ГМ) продолжают оставаться одной из важнейших проблем в современном здравоохранении. Известно, что нервная и иммунная системы (ИС) находятся в тесном взаимодействии с эндокринной системой в физиологических условиях и при различных заболеваниях [1]. В последние годы установлено, что наряду с общепризнанными факторами патогенеза острой и хронической ишемии ГМ, важнейшая роль принадлежит иммунологическим механизмам, вносящим свой вклад в повреждение, защиту и восстановление структуры и функций мозга [2, 3]. Так, не только ГМ регулирует периферическую нервную систему, врожденный и приобретенный иммунитет после ишемического инсульта [4], но и клетки и медиаторы иммунного ответа также оказывают воздействие на нервную систему, проникая в ГМ, где они могут защищать ткани от повреждения, способствовать удалению некротических масс, принимать участие в процессах репарации ткани, помогать в восстановлении утраченных функций или наоборот усугублять повреждение и препятствовать восстановлению [5, 6]. В свою очередь церебральный инсульт может вызвать иммунодепрессию [7, 8]. Таким образом, в литературе отмечается сложность взаимодействия ГМ и ИС, влияние которой нельзя однозначно оценить как повреждающее или благоприятное при ишемическом поражении.

В реальных условиях инсульт может произойти при нормальном, пониженном и повышенном иммунном статусе. Исходя из важности ИС, которая может сыграть адаптивную или дезадаптивную роль при остром нарушении мозгового кровообращения (ОНМК), следует предположить, что течение и последствия ишемии ГМ будут не одинаковыми у больных с различным состоянием ИС.

Цель настоящего исследования — изучение влияния состояния ИС на последствия ишемического поражения ГМ у животных.

Материал и методы

Эксперименты выполнены на 105 аутбредных белых крысах-самцах в возрасте 6 мес с массой тела 270—320 г. Животные были доставлены из питомника ФГУП и содержались в стандартных условиях вивария со свободным доступом к воде и корму.

Исследование проводилось в 3 серии, и экспериментальные группы формировались в зависимости от состояния ИС: с интактным, подавленным и активированным иммунитетом. Каждая серия включала группу ложнооперированных (ЛО) животных, которых подвергали аналогичным группе «ишемия» оперативным вмешательствам без непосредственной перевязки общих сонных артерий (ОСА), и группу животных с ишемией ГМ (ИГМ), вызванной поэтапной перевязкой ОСА. Группы «ишемия» и ЛО включали по 20 и 15 животных соответственно во всех сериях.

Первое введение веществ для подавления или активации иммунитета животных осуществляли за 1 сут до перевязки первой ОСА. По данным литературы, одномоментная двусторонняя перевязка ОСА у крыс приводит к гибели большого числа экспериментальных животных, преимущественно в течение первых 2—3 сут, что затрудняет изучение динамики восстановительного периода [9—11]. В связи с этим для моделирования ОНМК нами была выбрана более щадящая модель неполной ишемии ГМ, при которой перевязка левой и правой ОСА проводилась с 3-суточным интервалом, т. е. поэтапно [12]. Интересующие показатели регистрировали на протяжении 7 сут после перевязки второй ОСА, т. е. после окончательного моделирования ишемии ГМ.

Подавление ИС животных осуществляли введением циклоспорина, А (препарат экорал, Чешская Республика) перорально в дозе 5 мг/кг ежедневно в первой половине дня [13, 14] на протяжении всего эксперимента. Активировали И.С. животных внутрибрюшинным введением липополисахарида, выделенного из клеток Salmonella typhi (препарат пирогенал, Россия), в дозе 10 мкг/кг через день в первой половине дня [15] также на протяжении всего эксперимента.

Регистрацию общей летальности и выраженности неврологического дефицита у животных осуществляли спустя 12, 24, 48, 72 ч и 7 сут после окончательного моделирования ОНМК. Неврологический статус животных определяли по шкале McGrow в модификации И.В. Ганнушкиной [16]. Дополнительно спустя 7 сут после ишемического поражения ГМ для оценки состояния животных использовали тесты «Открытое поле» [17] и Rota-Rod [18], в которых наблюдали за двигательной и ориентировочно-исследовательской активностью животных и оценивали координацию движений и мышечный тонус.

На 3-и и 7-е сутки после поэтапной двусторонней окклюзии ОСА определяли уровни мозгового кровотока в проекции средней мозговой артерии (СМА) и уровень нейроспецифических белков (НСБ) как маркеров степени повреждения ГМ [19, 20]: NSE — нейроспецифической енолазы, MBP — основного белка миелина и уровень нейротрофинов, BDNF — нейротрофического фактора ГМ, NGF — фактора роста нервов. Данные белки определяли в сыворотке крови методом твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием наборов фирмы «Cusabio-Rat» на ИФА-комплексе фирмы «Tecan» (Австрия).

Статистическую обработку данных проводили с использованием программного обеспечения Microsoft Excel и BioStat. Достоверность различий показателей в сравниваемых группах оценивали с помощью рангового однофакторного критерия Крускала—Уоллиса, критериев Данна и Фишера. Статистически значимыми признавали различия при p≤0,05.

Результаты и обсуждение

Летальность и неврологический дефицит у оперированных животных

Суммарные данные о динамике гибели после поэтапной окклюзии ОСА представлены в табл. 1. Видно, что наименьшее число летальных исходов было отмечено у животных, которым церебральную ишемию моделировали на фоне активированной ИС, тогда как подавление иммунитета приводило к отягощению последствий ОНМК у экспериментальных животных, у которых летальность к концу 7-х суток составила 75%.

Таблица 1. Летальность животных после поэтапной необратимой окклюзии ОСА Примечание. Данные представлены в виде n (%), где n — число умерших животных в данной группе, % — общая летальность. Различия достоверны по сравнению с ЛО-группой на уровне: * — p≤0,05, ** — p≤0,001; # — по сравнению с группой животных с подавленной ИС на уровне p≤0,05.

Ишемическое повреждение ГМ у животных с интактной, подавленной или активированной ИС приводило к развитию неврологического дефицита разной степени выраженности (табл. 2). У животных с подавленным иммунитетом наблюдался больший неврологический дефицит через 72 ч и 7 сут по сравнению с таковым у животных с интактной И.С. На фоне активированного иммунитета отмечался наименее выраженный неврологический дефицит спустя 3 и 7 сут.

Таблица 2. Неврологический дефицит по шкале McGrow у животных после поэтапной окклюзии ОСА (M±m, баллы) Примечание. * — различия достоверны на уровне р≤0,05 по сравнению с группой животных с ишемией с подавленной ИС, ^ — с интактной ИС; # — на уровне р≤0,01 по сравнению с ЛО-группой.

Уровень мозгового кровотока у животных после поэтапной окклюзии ОСА

У животных с ишемией на фоне интактной, подавленной и активированной ИС уровень мозгового кровотока через 3 и 7 сут после моделирования ишемии ГМ был достоверно ниже уровня групп ЛО-животных на 39,4—44,5%. Различия в уровне мозгового кровотока после поэтапной двусторонней перевязки ОСА между ишемизированными группами во всех сериях статистически незначимы. Например, через 7 сут линейная скорость кровотока в группе «ишемия» относительно ЛО-животных во всех 3 сериях эксперимента составила соответственно 2,95±0,13 м/с против 5,02±0,6 м/с; 2,89±0,17 м/с против 4,94±0,2 м/с; 3,06±0,11 м/с против 5,1±0,16 м/с при интактной, подавленной и активированной ИС соответственно.

НСБ и нейротрофины

Наряду с клинической картиной информативным для понимания истинной тяжести состояния и степени повреждения ГМ при различных патологиях является определение маркеров поражения нервной ткани — НСБ. Такие белки являются специфичными для нейронов, глии, и увеличение их содержания в сыворотке крови и цереброспинальной жидкости служит маркером повреждения клеток данной ткани [21]. При тяжелых гипоксически-ишемических поражениях ЦНС развивается некроз клеток, при поражениях меньшей тяжести гибель клеток происходит по типу апоптоза [22]. К наиболее физиологическим ингибиторам запрограммированной гибели клеток относятся нейротрофические и ростовые факторы [23]. В основном с уменьшением апоптоза связывают нейропротективное действие NGF, BDNF и инсулиноподобных факторов роста [24].

В данной работе, как сказано выше, определяли уровень НСБ и нейротрофинов: NSE, MBP, BDNF и NGF в сыворотке крови. NSE — гликолитический фермент, который локализуется главным образом в нейронах и нейроэндокринных клетках нервной системы, отражает метаболизм ЦНС и мембранные функции гематоэнцефалического барьера, является общим маркером всех дифференцированных нейронов [20]. NSE используется в качестве клинико-диагностического критерия в оценке поражения нейронов при ишемических и геморрагических инсультах. В ряде работ продемонстрирована зависимость уровня этого фермента от тяжести патологического процесса [25].

В данном исследовании было установлено, что у животных с неизмененным иммунитетом после поэтапной двусторонней окклюзии ОСА уровень NSE в сыворотке крови через 3 сут оказался на 37% выше, а через 7 сут — на 274% выше, чем в группе ЛО-животных. У животных с иммуносупрессией через 3 сут после окклюзии ОСА уровень NSE вырос на 33,2%, а через 7 сут — на 164,2%, т. е. значительно меньше (рис. 1, а). При активации иммунитета уровень NSE через 3 сут после ОСА был незначительно выше (на 63,5%), а через 7 сут увеличился на 67,9%, таким образом, общее увеличение содержания белка было намного меньше, чем у животных с неизмененным и подавленным иммунитетом. Эти результаты согласуются с клиническими проявлениями ишемии: данными по общей летальности животных, изменению неврологического дефицита, которые при активированной ИС были значительно ниже, чем у животных с изначально интактным иммунитетом и, особенно, по сравнению с иммуносупрессированными животными. Также эти изменения оказались сопоставимыми с результатами по показателям двигательной активности в тестах «Открытое поле» и Rota-Rod.

Рис. 1. Содержание NSE (а) и MBP (б) в сыворотке крови через 3 и 7 сут после моделирования ИГМ. Здесь и на рис. 2: # — различия достоверны по сравнению с ЛО-группой животных на уровне р≤0,05; здесь и на рис. 3: + — различия достоверны по сравнению с аналогичной группой животных с интактной ИС на уровне р≤0,05; * — различия достоверны по сравнению с аналогичной группой животных с подавленной ИС на уровне р≤0,05 (ранговый однофакторный анализ Крускала—Уоллиса, критерий Данна).

MBP — один из главных структурных нейронспецифических белковых компонентов миелина, входящих в состав белого вещества Г.М. Нарушение его метаболизма чаще связывают с развитием демиелинизирующего процесса. Деструкция белого вещества мозга сопровождается выходом MBP из пораженной ткани. В работах ряда авторов показано [26], что у больных с ОНМК увеличена концентрация MBP в сыворотке крови и наблюдается корреляция между уровнем белка и прогнозом инсульта [26].

Через 3 сут после моделирования ИГМ уровень MBP у животных с ишемией на фоне интактной ИС вырос всего на 6%, а через 7 сут — на 476% относительно ЛО-животных. При подавлении иммунитета через 3 сут концентрация белка MBP у ишемизированных животных была на 39% больше, а через 7 сут — на 209% больше, чем в группе Л.О. При активации иммунитета липополисахаридом увеличение белка MBP в сыворотке крови было самым незначительным: на 16,5 и 37,4% через 3 и 7 сут соответственно (см. рис. 1, б). Полученные результаты позволяют судить о меньшем повреждении глиальной ткани ГМ при ишемическом его повреждении на фоне активированного иммунитета и коррелируют со степенью повреждения дифференцированных нейронов по содержанию фермента NSE.

BDNF и NGF являются основными нейротрофинами, которые имеют нейропротективное влияние в отношении нейронов и микроглии, стимулируют рост аксонов и ветвление дендритов, участвуют в неоангиогенезе у пациентов, перенесших ишемический инсульт, обладают антиапоптозной защитой [27]. Также существуют данные об участии нейротрофинов в антиоксидантной защите [28] и протективном влиянии, которое осуществляется за счет снижения провоспалительной реакции глии при различных видах нейронального поражения [29].

Через 3 сут после моделирования ИГМ уровень BDNF у животных всех групп с интактным, подавленным и стимулированным иммунитетом практически не различался и был на достаточно высоком уровне — от 950 до 1275 пг/мл. Возможно, такой одинаково высокий уровень белка можно объяснить реакцией ткани ГМ на ишемическое повреждение и предшествовавшее этому двукратное оперативное вмешательство. У группы ЛО-животных с подавленным иммунитетом уровень BDNF в сыворотке крови был на 25,5% ниже, а при активации иммунитета — на 13,5% ниже, чем у животных с интактной ИС (рис. 2, а).

Рис. 2. Содержание BDNF (а) и NGF (б) в сыворотке крови через 3 и 7 сут после моделирования ИГМ.

Через 7 сут после моделирования ИГМ уровень нейротрофина BDNF у животных с ишемией во всех группах (интактная, подавленная, активированная ИС) был достоверно выше, чем у ЛО-животных. У животных с ишемией ГМ и супрессией ИС концентрация BDNF через 7 сут составила 943 пг/мл, что было так же высоко, как и через 3 сут после ишемического поражения (1078 пг/мл). Такую высокую концентрацию белка можно объяснить постоянным разрушением нейронов ГМ, распадом мозговой ткани, нарушением целостности ГЭБ и соответственно выходом фактора BDNF в системный кровоток (где его уровень был постоянно высок на протяжении 7 сут). Таким образом, в данном случае BDNF не работал как трофический фактор (по принципу — чем его больше, тем активнее он проявляет трофические свойства и способствует дальнейшему восстановлению), а проявлял себя как маркер некроза клеток ткани мозга при его ишемическом поражении. Такие выводы подтверждаются большей гибелью животных с иммуносупрессией на 7-е сутки после окклюзии ОСА и более выраженным неврологическим дефицитом у выживших особей в данной группе.

Динамика содержания в сыворотке крови NGF не была столь значительно выраженной, и его содержание во всех исследуемых группах через 3 и 7 сут после моделирования ОНМК было примерно одинаковым, за исключением увеличения его концентрации через 3 сут как у животных с ИГМ, так и у ЛО-животных на фоне активированной ИС (см. рис. 2, б). Таким образом, NGF положительно влиял на ишемизированную ткань ГМ у животных с активированным иммунитетом, оказывая благоприятное трофическое действие, так как через 7 сут после ОНМК именно у животных с активированной ИС наблюдались положительный клинический исход в виде уменьшения общей летальности и меньшей выраженности неврологического дефицита, а также высокие показатели двигательной, ориентировочно-исследовательской активности и мышечной силы.

Тесты «Открытое поле» и Rota-Rod

ОНМК в зависимости от тяжести течения вызывает нарушения координации и двигательной активности различной степени выраженности, поэтому в данной работе спустя 7 сут после моделирования ИГМ исследовали функциональное состояние нервной системы у выживших животных, тестируя двигательную и ориентировочно-исследовательскую активность в тесте «Открытое поле», координацию движений и мышечный тонус в тесте Rota-Rod.

Двигательная и ориентировочно-исследовательская активность при ишемии в тесте «Открытое поле» у животных с подавленной ИС была значительно ниже таковой по сравнению с группой с интактной ИС, а двигательная активность животных с активированным иммунитетом была значительно выше, чем у животных с интактным и подавленным иммунитетом (рис. 3, а).

Рис. 3. Оценка двигательной и ориентировочно-исследовательской активности животных в тесте «Открытое поле» (а) и координации движений и мышечного тонуса в тесте Rota-Rod (б) через 7 сут после моделирования НМК ишемического генеза. По оси ординат на рисунке, а — баллы, б — время ©. # — различия достоверны по сравнению с ЛО-группой животных на уровне р≤0,01; + — различия достоверны по сравнению с группой животных «ишемия с интактной иммунной системой», p<0,05; * — различия достоверны по сравнению с группой животных «ишемия с подавленной иммунной системой», p<0,05.

При исследовании координации движений и мышечного тонуса в тесте Rota-Rod установлено уменьшение латентного периода (ЛП) первого падения животного и суммарного времени удержания на вращающемся стержне в группах с ИГМ, что говорит о снижении мышечного тонуса у животных с ОНМК. Отмечено, что суммарное время удержания на вращающемся стержне за 3 попытки было ниже у животных с окклюзией ОСА на фоне подавления ИС, а у животных с активированным иммунитетом данный показатель был значительно выше (см. рис. 3, б).

Таким образом, можно заключить, что ИГМ, смоделированная на фоне иммуносупрессии, вызывает более выраженное поражение ЦНС, что проявляется в повышении общей летальности, степени выраженности неврологического дефицита, содержания нейроспецифических белков, а также большем угнетении двигательной и ориентировочно-исследовательской активности животных и снижении мышечного тонуса. Активация иммунной системы в тех же условиях эксперимента уменьшает ишемическое поражение головного мозга у крыс, что выражается в снижении уровней NSE, МВP, повышении содержания нейротрофинов NGF и BDNF и приводит к снижению количества летальных исходов, выраженности неврологического дефицита у выживших после ИГМ животных и их большей двигательной активности.

Полученные результаты позволяют судить о значительном влиянии измененной иммунореактивности на патогенез, течение и клинический исход ОНМК, а также о возможной эффективности иммуномодулирующей терапии, направленной на уменьшение реакции локального воспаления, минимизацию аутоиммунной агрессии, снижение степени риска развития вторичных инфекций, что в результате позволит снизить летальность, степень инвалидизации и улучшить качество жизни пациентов.

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.