CC BY
12
УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ СПбГМУ ИМ. АКАД. И. П. ПАВЛОВА • ТОМ XX • №-1 • 2013
© В. Н. Очколяс, А. А. Скоромец, С. А. Дамбинова, 2013 г. УДК 616.831.31-06:616.831-005.1
B. Н. Очколяс, А. А. Скоромец,
C. А. Дамбинова
ОСОБЕННОСТИ АЛЬТЕРАЦИИ И ТЕМПА ВОССТАНОВЛЕНИЯ NMDA- И ДМРД-РЕЦЕПТОРОВ ГЛЮТАМАТА У БОЛЬНЫХ С ПОСТИНСУЛЬТНОЙ ЭПИЛЕПСИЕЙ В УСЛОВИЯХ УЛУЧШЕНИЯ МОЗГОВОГО КРОВОТОКА
Кафедра неврологии и нейрохирургии с клиникой Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И. П. Павлова
ВВЕДЕНИЕ
Морфологические изменения экстра- и интрак-раниальных сосудов представляют основную группу патогенетически значимых факторов, лежащих в основе ишемической болезни головного мозга [1]. Почти у каждого четвертого больного ишемический инсульт происходит вследствие атеросклеротиче-ского поражения брахиоцефальных артерий [10].
По данным аналитических работ, оперирующих большим количеством клинических наблюдений, у лиц старше 60 лет развитие эпилептических припадков в 30 % случаев связано с нарушением мозгового кровообращения [8, 11]. Частота встречаемости постинсультной эпилепсии составляет от 4,12 до 9,8 % [4, 5].
Согласно современным представлениям о механизмах эпилептогенеза, в основе эпилептического разряда лежит формирование пароксизмального деполяризационного сдвига (ПДС) мембранного потенциала [12]. Большая роль в формировании ПДС отводится лигандзависимым ионным каналам №+ и Са2+ NMDA- и АМРА-рецепторов глюта-мата [3, 13].
Основным патогенетическим механизмом формирования ишемического очага при критическом снижении мозгового кровотока является феномен эксайтотоксичности [14]. Данный патогенетический механизм реализуется через глутамат-каль-циевый каскад: избыточное высвобождение глута-мата из окончаний ишемизированных нейронов в межклеточное пространство и синаптическую щель приводит к активации и последующей альтерации NMDA- и АМРА-рецепторов глютамата. Результатом активации данных рецепторов является повышенный вход Са2+ в клетку с последующей стимуляцией протеаз и запуск механизмов некроза и апаптоза нейрона [7, 9].
Критическое снижение мозгового кровотока при острой церебральной ишемии вследствие стеноза или окклюзии брахиоцефальных артерий при отсутствии структурных и функциональных механизмов компенсации мозгового кровотока приводит к функциональной и аноксической деполяризации нейронов в пораженном сосудистом бассейне. Этот феномен лежит в основе концепции ишемической полутени (пенумбры) [6].
В зоне пенумбры не отмечается длительного и выраженного увеличения концентрации глута-мата. Повышенное количество глутамата может поступать в зону пенумбры из ядерной области ишемии, повреждать близлежащие нейроны, индуцируя дальнейший выброс нейротрансмиттера. Механизм глутаматной эксайтотоксичности в зоне пенумбры состоит в самораспространении процесса метаболических нарушений от нейрона к нейрону, от центра к периферии ишемизированной зоны («принцип домино») [15—17]. Составляющий зону ишемической полутени клеточный пул, утративший электрогенные свойства, но обладающий достаточным энергетическим запасом для предотвращения аноксической деполяризации, является структурно-функциональной базой и мишенью, способной адекватно воспринять потенциальное восстановление мозгового кровотока.
Целью работы является изучение особенностей альтерации и темпа восстановления NMDA- и AMPA-рецепторов глютамата у больных с постинсультной эпилепсией в условиях улучшения кровотока в бассейне внутренней сонной артерии (ВСА).
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Обследованы 92 больных с ишемической болезнью головного мозга, оперированных по поводу ге-модинамически значимых стенозов ВСА в отделении сердечно-сосудистой хирургии городской больницы № 26 Санкт-Петербурга. Больным была произведена тромбинтимэндартерэктомия по классической и эверзионной методике, при этом среднее время пережатия ВСА составило 30±8 мин. Мужчин было 70 (76,1 %), женщин - 22 (23,9 %). Возраст больных варьировал от 36 до 74 лет, средний возраст — 58,5±8,1 года. Из 92 больных у 84 (91,3 %) эпилептических припадков не наблюдалось (1 группа), у 8 (8,7 %) в клинической картине заболевания регистрировался эпилептическии синдром (2 группа).
Больные обследованы в рамках диагностического комплекса, включающего оценку соматического и неврологического статуса (n = 92), КТ (n = 50), МРТ с МР ангиографией (n = 42), транскраниальную УЗДГ с определением коэффициентов реактивности на гиперкапническую и гипокапническую нагрузку, ИЦВР (n = 92), дуплексное сканирование (n = 38), церебральную ангиографию (n = 92).
ОРИГИНАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Достоверных различий в группах по полу, возрасту, стороне поражения, тактике и технике оперативных вмешательств и их результатах не выявлено. Результатом операций во всех рассмотренных случаях было объективно подтвержденное улучшение мозгового артериального кровотока в пораженном сосудистом бассейне, которое коррелировало со стабилизацией и улучшением клинической картины заболевания.
В качестве оценки степени альтерации рецепторов глютамата использован иммуноферментный метод полуколичественного определения уровня аутоантител (ААТ) к NR2A-субъе-динице NMDA — «Cistest», и GluRl-субъединице AMPA-рецепторов — «Эпитест» [2]. Образцы крови больных отбирали из вены. Сыворотку получали путем центрифугирования (4000g) в течение 5 мин при +4 оС. Образцы хранили до момента анализа при температуре —70 оС. В качестве антигена для определения уровня ААТ в сыворотке крови использовали синтетические пептиды, соответствующие последовательностям аминокислот субъединиц GluRI АМРА (15 а.о.) и ^2-субъединицы NMDA (14 а.о.), полученые методом твердофазного синтеза на NPS-400 полуавтоматическом синтезаторе (Neosystem Laboratory, Франция) с использованием метил-бутил-гидроацетилового основания и N-терт-бутоксикарбонил/бензиловой методики для первых двух аминокислот. Препаративная очистка пептида осуществлялась методом HPLC на DeltaPac C Column (Waters Chromatograiy, Milford, MA, США) в системе «вода/ацетонитрил/0,015 М трифторуксусная кислота». Чистота пептида была определена аналитическим HPLC и варьировала от 90 до 98 %. Последовательности пептида были проверены анализом аминокислот после гидролиза пептида. Иммуноферментный анализ проб сывороток проводили стандартным методом ELISA. Нормальный уровень ААТ определен в 75—110 % [2, 3].
Определение уровня ААТ производилось до операции, через 30 мин после пережатия ВСА, через 3 часа после операции, через 3 и 14 суток после операции. Статистическая обработка полученных результатов проводилась с использованием лицензионной программы «Statistica 6.0».
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Уровень ААТ к (NR2A) в обеих группах до операции существенно превышал нормальные значения (1 группа — 157,90±1,74 %, 2 группа — 166,00±4,69 %).
Та блица 1
Сравнительная динамика уровней ААТ к NR2A-субъединице NMDA-
рецепторов глютамата у больных, оперированных по поводу гемодинамически значимых стенозов ВСА, в зависимости от наличия в клинической картине эпилептического синдрома
Отсутствие эпилептического Наличие эпилептического
Период контроля синдрома в клинической синдрома в клинической P
картине (n = 84) картине (n = 8)
X S S X S S
До операции 157,90 15,94 1,7X4 166,00 13,27 4,(59 p>0,05
Через 30 мин после 175,33* 25,41 2,77 185,62* 18,76 6,63 p>0,05
пережатия ВСА
Через 3 часа после 145,75* ** 15,12 1,65 153,75* ** 12,84 4,54 p>0,05
операции
Через 3 суток после 126,29* ** 13,34 1,45 134,37* ** 15,35 5,43 p>0,05
операции
Через 14 суток после 113,44* ** 14,47 1,58 116,25* ** 11,86 4,19 p>0,05
операции
* - достоверно по сравнению с предшествующим уровнем (р<0,05); товерно по сравнению с уровнем ААТ до операции (р<0,05).
■ дос-
В 1 группе больных повышение уровня ААТ к ^Я2А) на 11 % регистрировалось уже через 30 мин после начала основного этапа операции — пережатия ВСА — и последующей эндартерэкто-мии (р<0,05). После восстановления кровотока через 3 часа отмечалось существенное снижение уровня ААТ к ^Я2А) ниже исходного, и в дальнейшем, в течение 2 недель, отмечалось постепенное снижение уровня ААТ к ^Я2А) до близких к нормальным значений (р<0,05).
Во 2 группе больных динамика уровня ААТ к ^Я2А) соответствовала таковой в 1 группе: повышение уровня ААТ к ^Я2А) на 11,8 % также регистрировалось через 30 мин после начала основного этапа операции (р<0,05). После восстановления кровотока через 3 часа отмечалось снижение уровня ААТ к ^Я2А), однако к концу 2-й недели уровень ААТ к ^Я2А) оставался несколько выше нормальных значений - 116,25±4,19 % (р<0,05). При сравнительном анализе динамики уровней ААТ к NR2A субъединице NMDA-рецепторов глютамата в исследуемых группах достоверной разницы не зарегистрировано (табл. 1).
Уровень ААТ к ^1^1) во 2 группе до операции существенно превышал нормальные значения, в 1 группе находился в пределах нормы (2 группа — 128,12±3,69 %, 1 группа — 105,45±1,55 %).
В 1 группе больных повышение уровня ААТ к ^1^1) на 25 % регистрировалось только через 3 часа после начала основного этапа операции (р<0,05). При этом стабильно высокий уровень ААТ к ^1^1) сохранялся достаточно длительно, и медленное снижение его регистрировалось к 14-м суткам после операции до близких к нормальным значений (р<0,05).
Во 2 группе больных повышение уровня ААТ к ^1^1) на 10 % также регистрировалось только через 3 часа после начала основного этапа операции (р<0,05). К 3-м суткам после операции уровень ААТ к ^1^1) был выше исходного на 14,1 %.
**
УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ СПбГМУ ИМ. АКАД. И. П. ПАВЛОВА • ТОМ XX • N01 • 2013
Таблица 2
Сравнительная динамика уровня ААТ к вШЮ-субъединице АМРА-рецепторов глютамата у больных, оперированных по поводу гемодинамически значимых стенозов ВСА, в зависимости от наличия в клинической картине
эпилептического синд рома
Отсутствие эпилептического Наличие эпилептического
Период контроля синдрома в клинической синдрома в клинической P
картине (n = 84) картине (n = 8)
X S Sx X S Sx
До операции 105,45 14,22 1,55 128,12 10,44 3,69 p<0,05
Через 30 мин после 106,96 13,96 1,52 127,50 8,63 3,05 p<0,05
пережатия ВСА
Через 3 часа после 132,51* ** 13,79 1,50 140,87* ** 9,26 3,27 p>0,05
операции
Через 3-е суток 130,17* ** 13,15 1,43 146,25** 6,23 2,20 p<0,05
после операции
Через 14 суток после 114,30* ** 12,42 1,35 127,87* 6,47 2,29 p<0,05
операции
* - достоверно по сравнению с предшествующим уровнем (р<0,05) товерно по сравнению с уровнем ААТ до операции (р<0,05).
К 14-м суткам после операции уровень ААТ к достигал значений исходного, оставаясь
при этом выше нормальных значений (р<0,05).
При сравнительном анализе в исследуемых группах по периодам контроля выявлена разница уровней ААТ к G1uR1-субъединице АМРА-рецепторов глютамата (р<0,05) , при этом уровень ААТ к ^1^1) был существенно выше во 2 группе (табл. 2).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При анализе динамики уровней ААТ к NR2A-субъединице NMDA и G1uR1-субъединице АМРА-рецепторов глютамата на фоне изменения мозгового кровотока в общей серии наблюдений (п = 92) выявлены определенные закономерности. Как в 1 , так и во 2 группах больных динамика уровней ААТ как критерия степени альтерации и восстановления NMDA- и АМРА-рецепторов глютамата носила относительно стереотипный характер. Стерео-типизм динамики уровня ААТ к (NR2A) и ^1^1) субъединицам был различен.
Реакция NMDA-рецепторов глютамата на ухудшение кровотока в пораженном сосудистом бассейне во время операции развивалась быстро, в режиме реального времени. Повышение уровней ААТ к (NR2A) регистрировались в 1 и 2 группах больных через 30 мин после начала основного этапа операции — пережатия ВСА и последующей эн-дартерэктомии (р<0,05). При восстановлении и объективном улучшении артериального мозгового кровотока в пораженном сосудистом бассейне восстановление NMDA-рецепторов глютамата протекало быстро. Уровень ААТ в обеих группах в 5 период контроля (14 сутки после операции) практически приближался к нормальным значениям.
Реакция AMPA-рецепторов глютамата развивалась с латентным периодом. Повышение уровня ААТ к^1^1) регистрировалось только через 3 часа — 3-е суток после операции (р<0,05). При восстановлении или улучшении мозгового кровотока в пора-
■ дос-
женном сосудистом бассейне восстановление структуры АМРА-ре-цепторов глютамата происходило медленно. В 5-й период контроля в обеих группах уровень AAT к (GluR1) превышал нормальные показатели, а в 1 группе больных превышал исходный уровень (p<0,05).
Во 2 группе больных, в клинической картине у которых регистрировался эпилептический синдром, преобладала альтерация AMPA-ре-цепторов глютамата: уровень ААТ к (GluR1) до операции в группе превышал нормальные значения и был выше, чем в 1 группе (p<0,05). При однотипном характере динамика уровней ААТ к (GluR1) в обеих группах во 2 группе во все периоды контроля уровень ААТ к GluR1-субъединице AMPA-рецепторов глютамата был выше, чем в 1 группе (p<0,05).
ЛИТЕРАТУРА
1. Гусев, Е. И.Ишемическая болезнь головного мозга / Е. И. Гусев // Вестник РАМН. —1993. — № 7. — С. 34 — 39.
2. Дамбинова, С. А. Патент 6GO1 N 33/53, C12QI/04, A61K 39/00 / С. А. Дамбинова. — 27.01.97.
3. Поляков, Ю. И.Диагностика эпилепсии и оценка степени компенсации болезни в процессе терапии методом биохимического тестирования пароксизмальной активности головного мозга:автореф. дис. ... канд. мед.наук / Ю. И. Поляков. — СПб., 1997.
4. Прохорова, Э. С. Эпилептические припадки при нарушениях мозгового кровообращения у больных гипертонической болезнью и атеросклерозом: автореф. дис. ... д-ра мед.наук / Э. С. Прохорова. — М., 1982.
5. Рудакова, И. Г.Возрастные аспекты эпилепсии у взрослых / И. Г. Рудакова, С. В. Котов, А. С. Котов // Нервные болезни. — 2007. — № 4. — С. 2 — 9.
6. Astrup, J.CorticalevokedpotentialandextracellularK + andH+ atcriticallevelsofbrainischemia / J. Astrup // Stroke. — 1977. — Vol. 8(1). — P. 51—57.
7. Haddad, G. G. O2 deprivation in the central nervous system: on mechanisms of neuronal response, differential sensitivity and injury / G. G. Haddad, C. Jiang //Prog. Neurobiol. — 1993.— Vol. 40. — Р. 277 — 318.
8. Hauser, W. A. Incidence of epilepsy and unprovoked seizures in Richester. Minnesota: 1935—1984 / W. A. Hauser, J. F. Anntgers, L. T. Kurland //Epilepsia. — 1993. — № 34. — Р. 453 — 468.
9. Hegstad, E. Amino-acid release from human cerebral cortex during simulated ischaemia in vitro / E. Hegstad [et al] // ActaNeurochir. (Wien). — 1996. — Vol. 138(2). — P. 23.
10. Kyriakides, T. The magnitude of the problem : stroke from carotid bifurcation disease without hremonitory transient ischemic attacks / T. Kyriakides, L. T. Middleton // Cerebral revascularization / eds by E. Bernstein [et al]. — London: Med. Orion, 1993. — P. 15 — 23.
11. Luhdorf,K. Epilepsy in elderly: prognosis / K. Luhdorf , L. K. Jensen, A. M.Plesener //Acta Neurol. Scand. — 1986. — № 74. — Р. 409 — 415.
12. Matsumoto, H. Cortical cellular phenomena in experimental epilepsy: interictal manifestations / H. Matsumoto, C. Ajmone-Marsan // Exp.Neurol. — 1964. — № 9. — Р. 286 — 304.
ОРИГИНАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
13. Najm, I. M. Epileptogenicity correlated with increased N-methyl-D-aspartate receptor subunit / I. M. Najm [et al] // Epilepsia. - 2000. -№ 41(8). - Р. 971-976.
14. Olney, J. W. New mechanisms of excitatory transmitter neurotoxicity / J. W.Olney // J. Neural. Transm. — 1994. — Suppl. Vol. 43. - P. 47-51.
15. Obrenovitch, T. P. Evidence against high extracellular glutamate promoting the elicitation of spreading depression by potassium / T. P. Obrenovitch, E. Zilkha, J. Urenjak // J. Cereb. Blood Flow Metab. - 1996. - Vol. 160. - P. 923-931.
16. Obrenovitch, T.P.Excitotoxicityin neurological disorders-the glutamate paradox / T. P. Obrenovitch [et al] // Int. J. Dev. Neurosci. - 2000. -Vol. 18(2-3).-P.281-287.
17. Siesjo, B. K. Calcium fluxes, calcium antagonists, and calcium-related pathology in brain ischemia, hypoglycemia, and spreading depression: a unifying hypothesis / B. K. Siesjo, F. Bengtsson // J. Cereb. BloodFlowMetab. - 1989.-Vol. 9. -P. 127-140.
РЕЗЮМЕ
В. Н. Очколяс, А. А. Скоромец, С. А. Дамбинова
Особенности альтерации и темпа восстановления NMDA- и AMPA-рецепторов глютамата у больных с постинсультной эпилепсией в условиях улучшения мозгового кровотока
Обследованы 92 больных, оперированных по поводу ге-модинамически значимых стенозов внутренней сонной артерии. Изучены частота и клинические особенности постинсультной эпилепсии. Показаны особенности восстановления NMDA- и AMPA-рецепторов глютамата у больных с постинсультной эпилепсией на фоне улучшения артериального кровотока.
Ключевые слова: ишемический инсульт, каротидная эндартерэктомия, постинсультная эпилепсия, NMDA-и AMPA-рецепторы глютамата.
SUMMARY
V. N. Ochkolyas, A. A. Skoromets, S. A. Dambinova
Features of alteration and recovery rate of NMDA- and AMPA-glutamate receptors in the post-stroke epilepsy patients with improving cerebral blood flow
92 patients who had been operated for hemodynamically significant stenosis of the internal carotid artery were under investigation. Attention was paid to the frequency and clinical specificity of the post-stroke epilepsy as well as to the features of restoration of NMDA- and AMPA-glutamate receptors in the patients with post-stroke epilepsy and improved arterial blood flow.
Key words: ischemic stroke, carotid endarterectomy, post-stroke epilepsy, NMDA- and AMPA-glutamate receptors.
© Д. В. Васендин, С. В. Мичурина, И. Ю. Ищенко, 2013 г. УДК [612.438:612.57]-092.4
Д. В. Васендин, С. В. Мичурина, И. Ю. Ищенко
ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В КОРКОВОМ ВЕЩЕСТВЕ ТИМУСА В КАТА-БОЛИЧЕСКОЙ ФАЗЕ ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕРМИИ
Сибирская государственная геодезическая академия, г. Новосибирск; Новосибирский научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии СО РАМН
Постоянная изменчивость внешней среды во многом определяет динамичность, многогранность приспособительных реакций организма и его систем. Все возрастающая и усложняющаяся зависимость между процессами жизнедеятельности и влиянием на них многочисленных средовых факторов заставляет большое внимание уделять изучению фундаментальных основ адаптации.
Актуальность проблемы адаптации к такому неблагоприятному (стрессовому) фактору окружающей среды, как высокая температура, определяется той важной ролью, которую температура играет
в жизни любого живого организма. Зависимость от температуры окружающей среды большинства процессов жизнедеятельности делает ее важнейшим экологическим фактором, приспособление к которому может иметь решающее значение для выживания организма.
Изучение биологических эффектов действия на живой организм высокой внешней температуры в эксперименте позволяет получить сведения о структурных и функциональных основах адаптации, дезадаптации и восстановления органов и их систем. Морфологический аспект этой проблемы изучен недостаточно. Поэтому целью нашего исследования было выявить и оценить характер структурных изменений в тимусе на различных сроках острого периода (5 ч, 3-е сут.) после проведения экспериментальной гипертермии (ЭГ).
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В эксперименте использовались крысы-самцы «Вистар», по 15 животных в каждую временную точку. Разогревание экспериментальных животных производилось в полном соответствии со «Способом экспериментального моделирования общей гипертермии у мелких лабораторных животных» [11].
Тимус фиксировали в растворе по Телесницко-му, обезвоживали в серии спиртов возрастающей концентрации и заливали в смесь парафина с добавлением воска. Срезы изготавливали на ротаци-
