Акарачкова Е.С.

Отдел патологии вегетативной нервной системы научно-исследовательского центра Первого МГМУ им. И.М. Сеченова

Вершинина С.В.

Первый московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова, Москва

Роль магния в процессах нейропротекции и нейропластичности

Журнал: Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2013;113(2): 80-83

Просмотров : 240

Загрузок : 10

Как цитировать

Акарачкова Е. С., Вершинина С. В. Роль магния в процессах нейропротекции и нейропластичности. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2013;113(2):80-83.
Akarachkova E S, Vershinina S V. The role of magnesium in neuroprotection and neuroplasticity. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2013;113(2):80-83.

Авторы:

Акарачкова Е.С.

Отдел патологии вегетативной нервной системы научно-исследовательского центра Первого МГМУ им. И.М. Сеченова

Все авторы (2)

Современные представления о тесной связи сердечно-сосудистой и церебральной патологии легли в основу кардионеврологии - междисциплинарного направления терапии и профилактики цереброваскулярных заболеваний (ЦВЗ). Предотвращение возникновения и/или прогрессирования патологического процесса, улучшение когнитивных функций и общего функционирования являются целью терапии пациентов с ЦВЗ, основанной на фундаментальных процессах нейропластичности, нейротрофики и нейропротекции [26]. Благодаря эффектам нейропластичности и нейрогенеза мозг способен восстанавливать нормальную деятельность при различных повреждениях и заболеваниях. Эти процессы происходят путем аксонального спроутинга, при котором в неповрежденных аксонах формируются новые отростки, способные образовывать новые контакты с другими неповрежденными клетками, формируя новые нейронные пути для поддержания адекватного функционирования. Энергетический потенциал в этой ситуации является ключевым звеном перечисленных механизмов, а основным энергетическим субстратом служит аденозинтрифосфат (АТФ), в частности присутствующий в виде комплекса Mg2+-АТФ [6]. Ионы магния (Mg2+) наряду с омега-3 полиненасыщенными жирными кислотами и витаминами группы В обладают нейропротекторными и нейротрофическими свойствами. Дефицит Mg2+ лежит в основе гипоксического повреждения нейронов, приводящего к их гибели, поэтому проблема его коррекции у пациентов с острой и хронической ишемией головного мозга (ХИМ) представляет исключительный практический интерес [2].

Выраженный дефицит Mg2+, особенно в условиях тяжелой ишемии, требует экстренной коррекции магниевого гомеостаза, которая является неотъемлемым компонентом реанимационных мероприятий в неврологии, кардиологии, хирургии. Еще чаще в повседневной практике врачи-неврологи сталкиваются с его расстройствами у пациентов с ХИМ, что определяет необходимость применения магнийсодержащих препаратов при острой и хронической ишемии головного мозга.

Дефицит магния при острой ишемии головного мозга

Особенностью ишемического инсульта (ИИ) является быстро прогрессирующее повреждение мозговой ткани, наблюдающееся в течение первых часов заболевания. Степень повреждающего действия ишемии определяется глубиной и длительностью снижения мозгового кровотока. Область мозга с наиболее выраженным его снижением оказывается необратимо поврежденной уже в первые 6-8 мин от момента начала ишемии. В течение нескольких часов эта зона окружена ишемизированной, но жизнеспособной тканью (зона ишемической полутени или пенумбра), в которой энергетический обмен резко нарушен, однако является достаточным для поддержания структурной целостности клеток, что позволяет при быстром восстановлении перфузии ткани мозга и применении нейропротективных средств сохранить область ишемической полутени. В связи с этим нейропротекция должна быть начата в как можно более ранние сроки после развития ИИ.

К основным терапевтическим стратегиям при остром ИИ относятся реперфузия, нейропротекция, профилактика и восстановление [26]. Нейропротекция включает в себя защиту не только нейронов, но и других клеток, деятельность которых страдает при ишемии (астроциты, олигоденроциты, микроглия). Поиск нейропротекторов ведется постоянно, хотя далеко не все из изученных препаратов продемонстрировали свою высокую эффективность. К перспективным мерам нейропротекции в остром периоде ИИ относятся краниальная гипотермия, внутривенное введение альбумина и сульфата магния [30].

Учитывая, что при остром ИИ (как и при инфаркте миокарда) развивается тяжелый энергодефицит, приводящий к гибели клеток, изучение возможности применения Mg2+ - активатора синтеза АТФ, стабилизатора клеточной мембраны, природного антагониста Ca2+ и NMDA-рецепторов, сохраняет свою актуальность [39]. Физиологическая стимуляция NMDA-рецепторов способствует выживанию нейронов, стимулируя нейротрофические и нейропластические процессы. В то же время избыточная активация NMDA-рецепторов, наоборот, оказывает пагубное влияние на клетки мозга. NMDA-рецепторы блокируются ионами магния и реагируют на глутамат только при удалении ионов Mg2+ [23]. При дефиците Mg2+ рецепторы глутамата возбуждаются, ток ионов Ca2+ в нейроны усиливается, потенцируется развитие эксайтоксичности. Ионы Mg2+ являются универсальными природными стабилизаторами всех подтипов NMDA-рецепторов, контролируют работу потенциалзависимых ионных каналов для Ca2+, Na+, К+ [2].

В острой фазе ИИ дефицит магния в крови достигает критических значений. Глобальная ишемия мозга приводит к дисфункции глутаматных рецепторов в коре. На фоне их гиперактивации увеличивается содержание внутриклеточного кальция, который в свою очередь приводит к запуску апоптоза и гибели нейронов (эксайтоксический каскад). И если в норме при избытке глутамата включается сигнал обратной связи, направленный на снижение его секреции, то при ишемии происходит повреждение элементов нейрональных сетей, что приводит к бесконтрольному выбросу нейромедиатора, избыток которого концентрируется вокруг уже погибших клеток и стимулирует апоптоз у еще сохранных нейронов. В случае прогрессирования процесса происходит постепенное расширение зон пенумбры и некроза. Обширное повреждение клеток, наблюдающееся в зоне пенумбры, приводит к набуханию нейронов и их последующей деструкции вследствие массивной стимуляции NMDA-рецепторов.

Гиперактивность NMDA-рецепторов в зоне пенумбры наблюдается и при других патологических процессах - травматическом поражении головного мозга или медленнотекущих нейродегенеративных заболеваниях, что является пусковым моментом образования свободных радикалов и прочих процессов, сопровождающихся массивным апоптозом. Перевозбуждение и последующая гибель нейронов за счет повышения проницаемости клеточных мембран для ионов Са2+, протекающие на фоне уменьшения митохондриального пула Mg2+ и повышения уровня свободного цитозольного Mg2+ в нейроне, являются признанными маркерами начала каскада апоптоза [26, 35].

Таким образом, магний воздействует на несколько параллельных молекулярных каскадов (глутаматные рецепторы, энергетический обмен, апоптоз и сигнальные каскады нейротрофических факторов), участвующих в регенерации и защите нервной ткани, нормализует работу системы гемостаза. У пациентов с острым ИИ магниевый дефицит определяет высокую смертность, так как, кроме перечисленных механизмов, играет важную роль в развитии острого коронарного синдрома и нарушений сердечного ритма [38].

Для коррекции дефицита магния при ургентных состояниях применяют сульфат магния, являющийся эффективным источником ионизированного Mg2+ с установленным профилем безопасности и эффективности.

В исследовании FAST-MAG (The Field Administration of Stroke Therapy-Magnesium) было установлено, что введение 4 г Mg (20 мл 20% MgSO4) достаточно эффективно при начале лечения в первые 12 ч от развития ИИ. При этом никаких серьезных нежелательных явлений терапии выявлено не было. Это исследование показало, что внутривенное введение препарата, применяемого в широком диапазоне доз, является целесообразным и безопасным, и, более того, оно создает основу для начала восстановительной терапии [29, 30].

Важно, что проведенное до госпитализации внутривенное введение препаратов магния в течение первых решающих часов развития ИИ может быть эффективным в прекращении или замедлении ишемического каскада у большинства пациентов. Это особенно важно в случаях, когда применение рекомбинантного тканевого активатора плазминогена не может быть осуществлено в связи с задержкой госпитализации. Внутривенное введение сульфата магния быстро повышает концентрацию сывороточного магния до потенциально терапевтического уровня, легко осуществимо, хорошо переносится и не оказывает выраженных гемодинамических эффектов у пациентов с острым ИИ [25].

Внутривенное введение сульфата магния внесено в ряд документов, касающихся стандартов оказания специализированной медицинской помощи больным с субарахноидальным кровоизлиянием, транзиторными церебральными ишемическими приступами и внутримозговым кровоизлиянием.

Применение сульфата магния на догоспитальном этапе у больных с ИИ обеспечивает мозг потенциально защитными агентами в первые минуты после начала инсульта и создает основу для дальнейшей терапии. В последующем включение в терапевтические схемы лекарственных форм биоорганического магния для перорального применения позволяет добиваться положительных клинических результатов уже на 1-2-е сутки [5, 35].

Дефицит магния при ХИМ

Алиментарный дефицит магния значительно повышает риск развития артериальной гипертензии, что объясняется участием магния в механизмах регуляции артериального давления и его антагонизмом по отношению к ионам кальция на клеточном уровне. Этот естественный антагонизм при дефиците магния значительно утрачивает свою эффективность, что определяет внутриклеточное накопление кальция, которое приводит к активации фагоцитов, дальнейшему открытию кальциевых каналов, активации NMDA-рецепторов и ренин-ангиотензиновой системы, усилению свободнорадикального окисления, а также повышению интенсивности процессов перекисного окисления липидов и может способствовать дальнейшему прогрессированию артериальной гипертензии и других сосудистых нарушений [13, 24]. Европейское эпидемиологическое исследование по кардиоваскулярным заболеваниям позволило определить гипомагнеземию как важный фактор риска смертности от ИИ и сердечно-сосудистых заболеваний [32]. Концентрация магния в плазме крови ниже 0,76 ммоль/л рассматривается как значимый фактор риска возникновения ИИ и инфаркта миокарда.

Снижение содержания магния в тканях, наблюдаемое по мере старения, также связано с усиленным образованием свободных радикалов и последующим тканевым воспалением, что лежит в основе не только сердечно-сосудистых заболеваний, но и остеоартрита, остеопороза, болезни Альцгеймера, инсулинорезистентности и сахарного диабета (СД) [12].

Патогенетической основой любого терапевтического и реабилитационного мероприятия у пациента с ХИМ является поддержание энергообеспечения нервной ткани. Применение препаратов магния способствует вазопротекции, снижению уровня липидов в крови, что ограничивает прогрессирование атеросклеротического поражения, при этом снижается чувствительность эндотелиоцитов к вазоконстрикторным воздействиям, восстанавливается нормальная сосудистая реактивность и артериальное давление. У пациентов с распространенным атеросклерозом периферических артерий имеет место низкий уровень магния в сыворотке крови, что указывает на необходимость коррекции концентрации магния [10].

Негативным последствием дефицита магния является повышенная агрегация тромбоцитов и увеличение риска атеротромботических осложнений. На фоне дефицита магния дисбаланс Ca2+/Mg2+ приводит к избыточному тромбообразованию. На клеточном уровне Mg2+ сдерживает образование артериального тромба путем ингибирования активности тромбоцитов, тем самым потенцируя антитромботические эффекты ацетилсалициловой кислоты и позволяя минимизировать ее дозу. Синергичный эффект достигается при комбинировании магнийсодержащих препаратов и пентоксифиллина или лекарственных растений с антиагрегантным эффектом (экстракт гингко билоба и т.д.) [2].

На течение ХИМ негативно влияют инсулинорезистентность и СД. Эпидемиологические данные свидетельствуют, что дефицит магния определяет повышенный риск развития нарушения толерантности к глюкозе и, в последующем, СД. Существует достоверная обратная связь между потреблением магния и риском развития диабета [7, 19]. Практически у всех больных диабетом отмечается гипомагнезиемия, из них у 30% - дефицит магния [22]. У пациентов со 2-м типом СД доказано достоверное снижение внутриклеточного ионизированного Mg2+ и реципрокное повышение Са2+ по сравнению с лицами, не страдающими диабетом. Гипергликемия и гипериинсулинемия способствуют повышенной экскреции магния с мочой, что в свою очередь истощает его запасы в организме и служит кофактором развития инсулинорезистентности. Воспаление и окислительный стресс, повреждающие клеточные мембраны, при дефиците магния определяют вероятность развития инсулинорезистентности и метаболического синдрома [18].

Восстановление внутриклеточной концентрации магния сопровождается повышением чувствительности периферических тканей к инсулину и снижением уровня гликемии. Магний, соединяясь с инсулином, переводит гормон в активное состояние, тем самым модулируя трансмембранный транспорт глюкозы в мышцы, гепатоциты, нейроны, клетки плаценты и другие энергоемкие, насыщенные митохондриями клетки организма, что препятствует формированию инсулинорезистентности.

Магний поступает в организм с пищей и водой. Средняя суточная потребность взрослого человека составляет 300-400 мг магния. При составлении рекомендаций по питанию следует учитывать не только количественное содержания магния в продуктах питания, но и его биодоступность. Так, свежие овощи, фрукты, зелень (петрушка, укроп, зеленый лук и т.д.), орехи нового урожая обладают максимальной концентрацией и активностью магния. При заготовке продуктов для хранения (сушка, вяление, консервирование и т.д.) концентрация магния снижается незначительно, но его биодоступность резко падает. Поэтому летом, когда в меню много свежих фруктов, овощей и зеленолистных пищевых растений, частота встречаемости и глубина дефицита магния уменьшается. Следует уделять большое внимание составу потребляемой воды. Применяемые методы очистки питьевой воды неблагоприятно влияют на баланс эссенциальных микроэлементов. В то же время в природе существуют богатые магнием минеральные воды: Баталинская; воды Донат; Пятигорская, Лысогорской скважины; воды курорта Кука, скважины №27; крымский и кисловодские нарзаны [2, 8].

Превентивное назначение магнийсодержащих препаратов предотвращает развитие таких осложнений диабета, как диабетическая стопа, полинейропатии, диабетическая катаракта, ретино-, нефропатия и пр. Пациенты с СД и инсулинорезистентностью, цереброваскулярными расстройствами нуждаются в проведении длительных курсов терапии, для которых наиболее пригодными являются органические соли магния (пидолат, оротат, цитрат магния), которые в свою очередь значительно повышают усвоение магния из желудочно-кишечного тракта тканями, обеспечивают повышение его биодоступности [2].

У пациентов с ХИМ невозможно игнорировать проблему коморбидных эмоционально-аффективных расстройств, присоединение которых увеличивает риск смертности, способствует возникновению значимых нарушений активности в повседневной жизни, снижению когнитивных функций, ухудшает течение сопутствующих соматических заболеваний [27]. Установлено, что депрессия является независимым фактором риска инсульта, особенно ишемического [20, 21]. Наличие умеренной или тяжелой депрессии ассоциировано с повышенным риском (в 1,2-4,5 раза) развития ИБС [11], повышением в 2-2,8 раза риска развития сердечной недостаточности [9, 40], повышением риска развития СД 2-го типа на 23-38% [14, 17]. Наличие тревожного расстройства ассоциировано с повышением риска развития ИБС в 1,3-4 раза [15, 28]. Подобное негативное влияние аффективных расстройств объясняется дисфункцией гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы с повышенным уровнем симпатико-адреналовой активности, которая обусловливает нарушение сердечного ритма; увеличение артериального давления; повышенный риск тромбообразования; ишемию миокарда; рост уровня холестерина в крови и более высокий риск развития атеросклероза вследствие нарушенного метаболизма липидов (повышение содержания свободных жирных кислот и продукции стероидов при снижении утилизации глюкозы) [33, 34, 36, 37].

Изменения, возникающие при ИИ и депрессии, имеют ряд сходных черт и способны потенцировать друг друга. Присоединение депрессии к сосудистому поражению головного мозга неизбежно приводит к углублению когнитивных расстройств (отмечаются замедление скорости психомоторных реакций, трудности концентрации внимания, нарушения памяти, страдают спонтанная активность, программирование и контроль за выполнением заданий) [3]. В связи с этим ряд антидепрессантов (эсциталопрам, флувоксамин, флуоксетин) включен в стандарты лечения больных с ИИ. Важно также отметить, что препараты магния обладают анксиолитическим и антидепрессивным эффектами, по выраженности нередко сопоставимыми с таковым у бензодиазепинов и трициклических антидепрессантов. Это позволяет включать магнийсодержащие препараты в длительную (продолжительностью до 1 года) комплексную терапию постинсультных тревожных и депрессивных расстройств [1, 16, 31].

В заключение следует подчеркнуть, что нейротрофика, нейропластичность и нейрогенез - фундаментальные биологические процессы, постоянно протекающие в нервной системе. Несмотря на разнообразие этиологических факторов и клинических проявлений заболеваний нервной системы, патологические процессы по своим патофизиологическим механизмам имеют много сходного, итогом чего является смерть клеток по типу некроза или апоптоза. Своевременное и комплексное блокирование патологических каскадов уменьшает нейрональные потери, тем самым определяя реализацию нейропротекции. Своевременная стимуляция механизмов нейропластичности и процессов нейрогенеза ведет к структурной и функциональной репарации нервной ткани, что является залогом быстрой и успешной клинической реабилитации. Достаточно перспективны хорошо изученные и безопасные фармакологические вмешательства, действие которых максимально близко к естественным биологическим механизмам и не приводит к угнетению процессов нейропластичности [26]. Поэтому широкое применение органических солей магния обусловлено их универсальным множественным влиянием на процессы нейро-, вазопротекции и нейропластичности, что в целом и составляет неотъемлемую часть терапевтических и профилактических мероприятий как у пациентов, так и лиц, находящихся в группе риска развития цереброваскулярной патологии [4].

Подтверждение e-mail

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

Подтверждение e-mail