CC BY
162
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2017 Удк 616.831-092:612.563
Шевелев о.А., Бутров А.В., Чебоксаров д.В., Ходорович н.А., Лапаев н.н., Покатилова н. C.'.
патогенетическая роль церебральной гипертермии при поражениях головного мозга
ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов», 117198, Москва
Церебральная гипертермия является фактором патогенеза вторичных повреждений головного мозга. Микроволновая регистрация температуры позволяет выявить тепловые аномалии мозга, а краниоцеребральная гипотермия — купировать их развитие. Краниоцеребральная гипотермия дает выраженные нейропротективные эффекты у больных с поражениями головного мозга.
К л ю ч е в ы е с л о в а: церебральная гипертермия; микроволновая термометрия; краниоцеребральная гипотермия. для цитирования: Шевелев О.А., Бутров А.В., Чебоксаров Д.В., Ходорович Н.А., Лапаев Н.Н., Покатилова Н.С. Патогенетическая роль церебральной гипертермии при поражениях головного мозга. Клин. мед. 2017; 95 (4): 302—309. DOI http://dx.doi.org/10.18821/0023-2149-2017-95-4-302-309
для корреспонденции: Шевелев Олег Алексеевич — д-р мед. наук, проф. каф. общей патологии и патологической физиологии; e-mail: [email protected]
Shevelev O.A., Butrov A.V., Cheboksarov D.V., Khodorovich N.A., Lapaev N.N., Pokatilova N.S. THE PATHOGENETIC ROLE OF CEREBRAL HYPERTHERMIA IN BRAIN LESION
Russian University of Peoples' Friendship, 117198, Moscow, Russia
Cerebral hyperthermia is a factor of pathogenesis of secondary brain injury. Microwave recording of temperature allows to identify thermal anomalies in the brain while craniocerebral hypothermia arrests their development. Craniocerebral hypothermia has marked neuroprotective effects in patients with brain lesions. Key words: cerebral hyperthermia, microwave thermometry, craniocerebral hypothermia.
For citation: Shevelev O.A., Butrov A.V., Cheboksarov D.V., Khodorovich N.A., Lapaev N.N., Pokatilova N.S. The pathogenetic role of cerebral hyperthermia in brain lesion. Klin. med. 2017; 95(4): 302—309. DOI http://dx.doi.org/10.18821/0023-2149-2017-95-4-302-309
For correspondence: Oleg A. Shevelev — MD, PhD, DSc, prof. Dpt. General Pathology and Pathophysiology; e-mail: [email protected]
Conflict of interests. The authors declare no conflict of interests. Acknowledgements. The study had no sponsorship.
Received 15.06.16 Accepted 21.06.16
Температура головного мозга является важнейшей переменной составляющей гомеостаза, зависящей от интенсивности метаболической активности нейронов, определяющей характер изменений обменных процессов и, следовательно, влияющей на функции центральной нервной системы [1]. При травме головного мозга [2], ишемических [3] и геморрагических инсультах [4] часто развивается нейрогенная лихорадка, существенно ухудшающая прогноз и исход заболевания, в связи с чем в практике интенсивной терапии рекомендуется непрерывный температурный мониторинг [5].
Выбор области регистрации температуры теплового центра организма обычно произволен (аксиальная, ректальная, пищеводная, тимпаническая и пр.), а получаемые результаты отражают по существу температуру в этих областях и не дают представления об истинной температуре головного мозга.
В то же время в ряде экспериментальных и клиниче -ских исследований показано, что температура головного мозга при его поражении практически всегда выше, чем температура теплового центра организма [6], а при повышении, например, ректальной температуры у пациентов с черепно-мозговой травмой (ЧМТ) до 38°С, температура мозга оказывается выше 39°С [7]. В обла-
сти повреждения мозга формируются очаги с предельно высоким теплообразованием — до 41°С, что превышает базальную температуру [8].
Повышение температуры головного мозга сопровождает любую активацию нейрональной активности, поскольку метаболизм нейронов в первую очередь направлен на обеспечение восстановления мембранного потенциала после деполяризации клетки [9]. Функциональная активность формирует фокальное повышение температуры мозга [10]. Перегревание и физическая нагрузка формируют церебральную гипертермию. Теплота легко накапливается в мозге и плохо элиминируется, что связано с особенностями механизмов поддержания теплового баланса, существенно отличающихся от таковых в других отделах теплового центра организма.
Цель — обобщить основные известные данные о патогенетической роли церебральной гипертермии при сосудистых и травматических поражениях головного мозга.
Особенности поддержания теплового баланса головного мозга человека
Головной мозг взрослого человека весит около 1,5 кг, что составляет 3% от общей массы тела, но вы-
сочайший уровень метаболизма нейронов обеспечивает выработку 20% всей теплоты организма в покое. При этом теплота высвобождается в весьма ограниченном пространстве черепа, а форма мозга, близкая к шарообразной, благодаря оптимальному отношению объема к площади поверхности способствует удержанию теплоты. Церебральная метаболическая активность требует не менее 20% всего утилизированного кислорода и 25% глюкозы. При исходной средней интенсивности обменных процессов организма в комфортных условиях покоя около 1500 ккал головной мозг потребляет почти 300 ккал только для обеспечения базовой активности [11].
Около 60% энергии, вырабатывающейся при утилизации глюкозы, выделяется в виде первичной теплоты, а 40% затрачивается на синтез АТФ; при этом в процессе энергетического обеспечения трансмембранных нейрональных событий высвобождается вторичная теплота [12].
Температура головного мозга определяется активностью метаболизма нейронов (теплопродукция) и состоятельностью путей удаления избытка теплоты (теплоотдача).
Основной путь теплоотведения обеспечивается мощным притоком артериальной крови [13]. Особенностью его является наличие своеобразных противо-точных теплообменных областей. В частности, оттекающая от поверхности кожи головы, лица, слизистых оболочек верхних дыхательных путей и носоглотки охлажденная венозная кровь собирается в систему яремных венозных сосудов, тесно контактирующих с внутренней сонной артерией. Более холодная венозная кровь охлаждает притекающую к мозгу артериальную кровь, температура которой понижается и становится на 0,2°С ниже, чем в аорте. При этом температура оттекающей от мозга крови оказывается на 0,2°С выше, чем в аорте [14].
Церебральный кровоток составляет не менее 15% минутного объема кровообращения, обеспечивая среднюю перфузию тканей головного мозга около 50 мл на 100 г в 1 мин. В условиях нормы и покоя этого оказывается достаточно, чтобы сбалансировать процессы теплопродукции и теплоотведения, однако при повышении температуры тела приток теплой крови ухудшает условия удаления от мозга избытка теплоты, которая начинает накапливаться. Снижение перфузии в областях головного мозга при отеке и повышении внутричерепного давления также ухудшает теплоотведение, что подчеркивает уязвимость указанного механизма поддержания теплового баланса мозга.
Конвекционный механизм удаления избытка теплоты формируется также за счет охлаждения коры больших полушарий венозной кровью, оттекающей от кожи головы [15]. Охлажденная во внешней среде венозная кровь достигает венозных синусов твердой мозговой оболочки благодаря тому, что эмиссарные вены от кожи скальпа проникают через перфорантные
отверстия (перфорантные вены) височной и теменной костей, далее кровь попадает в синусы, а по мозговым венам — непосредственно к поверхности мозга. Этот очень короткий транзитный путь холодной венозной крови к коре больших полушарий кажется весьма эффективным, однако его вклад в поддержание термо-гомеостаза мозга изучен недостаточно. В то же время ясно, что чем холоднее кожа головы и оттекающая от нее венозная кровь, тем эффективнее окажется элиминация избытка теплоты.
Следует учитывать, что головной мозг — единственный орган, кровоснабжение которого осуществляется с поверхности. Центральный приток крови по внутренним сонным артериям, распределяясь от виллизиева круга к мозговым артериям так же, как и венозная кровь перфорантных вен, в первую очередь обеспечивает охлаждение поверхности мозга. За счет этого кора больших полушарий оказывается на 0,5°С холоднее центральных структур [16]. Таким образом, механизмы поддержания теплового баланса мозга направлены в первую очередь на охлаждение нейронов коры больших полушарий.
Роль верхних дыхательных путей не ограничивается их участием в охлаждении крови во внутренних сонных артериях. Показано, что температура лобных долей головного мозга понижается при охлаждении слизистых оболочек носоглотки. Толщина костей в этой области не препятствует теплообмену между носоглоткой и передней черепной ямкой [17]. Нарушение этого пути теплоотведения, например при интубации, приводит к повышению температуры мозга, что в свою очередь позволило рассматривать гипервентиляцию и даже акт зевания как компенсацию повышения церебральной температуры [18].
Малозначимо участвует в удалении избытка теплоты от головного мозга прямая теплопередача от поверхности мозга наружу через кости черепа и мягкие ткани головы в связи с низкой теплопроводностью тканей. Тем не менее этот путь следует рассматривать в контексте обсуждения методик искусственного понижения температуры мозга, например при краниоцеребраль-ном охлаждении [19].
Таким образом, церебральный температурный го-меостаз в основном определяется уровнем метаболической теплопродукции, температурой притекающей крови и состоятельностью мозгового кровотока. Головной мозг отождествляют как составляющую часть теплового центра организма, однако высокая тепло-продуктивность, особенности регуляции и уязвимость механизмов удаления избытка теплоты демонстрируют уникальность теплового баланса мозга, что приобретает особое значение при перегревании и церебральных катастрофах.
Патогенетическая роль церебральной гипертермии
Высокая температура губительна для нейронов. Повышение температуры при перегревании в жарком
климате, в связи с физическими нагрузками или при пиретической лихорадке приводит к грубым расстройствам мозгового кровообращения, развитию отека головного мозга, повышению внутричерепного давления, нарушениям межнейрональных отношений, снижению уровня сознания и когнитивным нарушениям [20].
Большое внимание общей и церебральной гипертермии уделяют в спортивной медицине. Значительные физические нагрузки неизбежно сопровождаются общей рабочей гипертермией выше 38°С и усилением альвеолярной вентиляции, ведущей к выраженной ги-покапнии [21, 22]. В совокупности эти явления приводят к значительному снижению церебральной перфузии и, следовательно, к ухудшению условий конвекционного отведения теплоты. Именно разогрев головного мозга на фоне сниженной перфузии, по мнению авторов, лежит в основе центральных механизмов утомления, нарушения скоростных, силовых и координационных функций.
В одном интересном клиническом исследовании при измерении температуры у спортсменов в пищеводе, слуховом проходе, артериальной крови в аорте и венозной крови в луковице яремной вены показано, что при физических нагрузках, вызывающих повышение температуры в пищеводе до 38,8°С, температура крови в аорте повышалась до 39°С, в яремной вене — до 39,5°С, тогда как тимпаническая температура не превысила 38,5°С [14]. Повышение температуры оттекающей крови подчеркивает факт накопления теплоты в головном мозге при рабочей гипертермии; классический путь удаления избытка теплоты с кровотоком, притекающим по внутренним сонным артериям, становится несостоятельным [23, 24], но предупредить развитие церебральной гипертермии после физических нагрузок возможно, используя методики локального охлаждения кожи головы и слизистых оболочек носоглотки [25, 26].
Повышение общей и церебральной температуры при физических нагрузках является важным фактором усугубления последствий спортивных ЧМТ. Так, у спортсменов-боксеров (мастера спорта) в 43,2% случаев были выявлены признаки поражения головного мозга (в 3,6% — расширения конвекситальных пространств, в 11,4 — расширения боковых желудочков, в 9,1% — полости прозрачной перегородки, в 6,8% — киста шишковидной железы, в 2,3% — очаги глиоза), тогда как у спортсменов, не имевших в анамнезе перенесенных ЧМТ, признаки поражения головного мозга были выявлены в 9,9% случаев [27]. Специфика спортивных ЧМТ по сравнению с бытовыми травмами заключается в условиях их получения (гипертермия и снижение церебральной перфузии) и частоте повторений, способствующих кумуляции негативных воздействий. Обнаружено также, что после спортивных ЧМТ легкой степени, полученных в спарринге боксеров, развивается фокальная гипертермия мозга с очагами гипертермии до 39—41°С, причем степень повышения температуры
коррелировала с числом пропущенных ударов в голову, отражая тяжесть полученной травмы [28].
Развитие церебральной гипертермии вне зависимости от причин, ее вызвавших (перегревание, физическая гипертермия, лихорадка, поражение головного мозга), формирует каскад реакций, свойственных повреждению нейронов при ишемии/гипоксии/реперфу-зии и нейротравме, — увеличивается высвобождение глутамата, накапливаются провоспалительные цито-кины (интерлейкины 1, 6), усиливаются свободноради-кальные процессы [29].
Хорошо известно, что расширение объема вторичных повреждений нейронов при церебральных поражениях обусловлено эффектами глутаматной эксай-тотоксичности, активацией свободнорадикального окисления и воспалением. Выброс возбуждающих аминокислот — медиаторов, реализующих свое действие через NMDA-рецепторы, приводит к возбуждению нейронов, развитию энергетического дефицита и перегрузке клеток Са++ [30]. В условиях гипоперфузии нарастает продукция радикальных форм кислорода, повреждающих мембраны нейронов. Фокальное высвобождение провоспалительных цитокинов не только обеспечивает местное развитие воспалительной реакции, но и создает условия формирования нейрогенной лихорадки, поскольку цитокины головного мозга обеспечивают смещение (setpoint) нейронов центра терморегуляции гипоталамуса. Нейрогенная лихорадка в свою очередь способствует увеличению церебральной гипертермии, формируя порочный круг.
Значение церебральной гипертермии в патогенезе повреждения головного мозга подчеркивается результатами крупных клинических исследований. В частности, указано, что лихорадка у больных с ишемическим инсультом выше 38°С приводит к повышению летальности в 2,2 раза, способствует увеличению объема вторичных повреждений головного мозга и выраженности неврологического дефицита после ишемии [30]. При анализе влияния лихорадки на тяжесть течения инсультов и ЧМТ у 4295 пациентов обнаружено, что в группах больных, у которых повышение температуры тела достигало 38,5—39°С, летальность составила 16,3%, при температуре тела выше 39°С — 28,7%, тогда как при температуре тела ниже 38,4°С — 7,8% [31].
В другом крупном исследовании при анализе исхода ишемических и геморрагических инсультов у 2931 пациента выявлено, что подъем температуры тела выше 37°С в 1-е сутки малозначимо сказывается на исходе заболевания, тогда как лихорадка в последующие 2-е—3-и сутки является предиктором плохого прогноза к 90-му дню болезни. Существенно, что у лихорадящих больных снижается эффективность тромболитической терапии и фармакологической ней-ропротекции [32].
Температура головного мозга при нейротравме и инсультах оказывается выше температуры тела, а не менее чем у 32% пациентов с нормотермией развивает-
ся скрытая церебральная гипотермия [33]. Это означает, что роль гипертермии в патогенезе течения болезни у конкретного пациента может быть недооцененной и остаться вне стратегии проводимой терапии.
Попытки составить мнение о температуре мозга у больных с церебральной патологией на основании измерения температуры в отделах теплового центра организма оказываются малопродуктивными [33]. Использование имплантируемых в головной мозг температурных датчиков остается ограниченным и доступно только у нейрохирургических больных. Кроме того, температура мозга в различных отделах существенно различается, т. е. оценить изменения температуры с помощью имплантированного датчика можно только применительно к ткани в области имплантации [34].
В последние годы активно развивается методика не -инвазивной термометрии головного мозга с помощью протонной ЯМР-спектроскопии [35]. Результаты экспериментальных [36] и клинических [37] исследований показали тесную корреляцию полученных данных с данными, зарегистрированными имплантированными термодатчиками у больных с нейротравмой. Вместе с тем ЯМР-спектроскопия достаточно сложная и дорогая в использовании методика. Кроме того, динамический температурный мониторинг с ее применением практически невозможен. В большой степени эти недостатки компенсирует методика термометрии сверхвысокочастотным излучением (СВЧ-термометрии) глубоких тканей.
Неинвазивная радиотермометрия сверхвысокочастотным излучением — методика выявления тепловых аномалий головного мозга
В отличие от популярной инфракрасной термографии, выявляющей изменения температуры на поверхности кожи, измерения собственного электромагнитного излучения тканей человека, зарегистрированные в микроволновом диапазоне (X = 3—60 см, частота 109— 1010 Гц), позволяют выявлять температурные аномалии на глубине нескольких сантиметров [38, 39]. Уровень собственного излучения тканей в микроволновом диапазоне составляет всего 10 — 16 Вт, что делает задачу локации излучения достаточно сложной. Тем не менее применение СВЧ-радиотермометрии позволило показать, что у больных с ЧМТ формируются области тепловых аномалий по всей поверхности головного мозга, нарастает температурная гетерогенность, проявляющаяся в появлении «разогретых» и относительно «холодных» областей [40].
С появлением помехозащищенных антенн и нового оборудования методика стала более доступной для клинического применения.
В частности, СВЧ-радиотермометрия в диапазоне регистрации излучения с длиной волны 3,6 ГГц антенной диаметром 3,2 см позволила с высокой точностью регистрировать температуру тканей головного мозга на глубине 4—6 см. Валидацию методики проводили
в экспериментах на животных, которым имплантировали индукционные термодатчики, и сравнивали зарегистрированные показатели. Кроме того, у нейрохирургических пациентов с имплантированными термодатчиками сравнивали показатели регистрируемой температуры с данными СВЧ-радиотермометрии. Получено удовлетворительное совпадение данных (±0,23°С), что позволило провести большое исследование особенностей температурной гетерогенности головного мозга у здоровых людей, спортсменов с легкими ЧМТ и больных с ишемическим инсультом
[41, 42].
На основании измерений температуры в 18 областях обоих полушарий показано, что у здоровых людей усредненная температура левого (36,74±0,37°С) и правого (36,64±0,32°С) полушарий практически не различалась, а максимальная разница температуры между разными областями мозга не превысила 1,4°С.
У спортсменов-боксеров, получивших легкие ЧМТ, также не выявлено межполушарной температурной асимметрии (правое полушарие — 38,2±0,45°С, левое — 38,4±0,28°С) на фоне подъема температуры тела, связанного с физическими нагрузками [28]. Эта же тенденция проявила себя и у больных с ишемическим инсультом с разной локализацией очага (правое полушарие — 38,0±0,45°, левое — 37,94±0,28°С). В то же время при легких спортивных ЧМТ ^ разница темпе -ратур в «горячих» и «холодных» областях возросла до 2—2,5°С, что было связано с тяжестью травмы. У больных с ишемическим инсультом температура головного мозга была выше, чем у здоровых людей, и выше, чем базальная температура. В 1—2-е сутки у больных с инсультом выявлялись области тепловых аномалий, локализация которых в 85% случаев совпадала с проекциями области поражения мозга по данным объективной нейровизуализации. Разница температур в «разогретых» и «холодных» областях достигала 2—4,5°С, демонстрируя выраженную температурную гетерогенность головного мозга. При этом оказалось, что все больные, у которых разница температур была больше 3°С, умерли в течение 7—10 дней [43]. Температурный мониторинг головного мозга с использованием СВЧ-радиотермометрии позволил оценить нарушения теплового баланса мозга по всей его поверхности. Учитывая, что глубина локации электромагнитного излучения ограничена 4—6 см от поверхности кожи, зарегистрированные данные отражают только температуру поверхности коры больших полушарий. В то же время полученные данные представляют значительный интерес в части прогнозирования исхода поражений головного мозга.
Таким образом, СВЧ-радиотермометрия зарекомендовала себя как простая в использовании и достаточно информативная методика диагностики, применение которой позволяет учесть в стратегии терапии церебральных поражений значение гипертермии головного мозга.
Локальная краниоцеребральная гипотермия в терапии церебральных поражений
Терапевтическая гипотермия (ТГ) в настоящее время рассматривается как методика с доказанными эффектами нейропротекции после периода глобальной ишемии, что отражено в Рекомендациях Европейского совета по реанимации пересмотра 2010 г. (Euroreanimation-2010).
Многочисленными современными экспериментальными и клиническими исследованиями убедительно доказано, что понижение температуры нейронов позволяет одновременно ограничить развитие практически всех известных типовых механизмов вторичных повреждений головного мозга после ишемии/гипоксии/ реперфузии и нейротравмы (глутаматная эксайтоток-сичность, активация свободнорадикального окисления, воспалительный ответ, апоптоз, отек, энергетический дефицит, потребление кислорода и субстрата) [44, 45].
В 2015 г. акценты применения ТГ несколько изменились (Euroreanimation-2015). Не оспаривая значения известных фактов о нейропротективных эффектах ТГ, особое значение уделено роли лихорадки в повышении смертности и увеличении тяжести течения заболевания у пациентов, находящихся в критическом состоянии. ТГ стали рассматривать как методику поддержания целевой температуры тела в диапазоне 32—36°С, а предпочтения отданы поддержанию нормотермии у лихорадящих больных [46].
Значение ТГ в терапии церебральных поражений подчеркивается тем, что Европейская организация изучения гипотермии (EuroHyp) в 2014 г. приступила к III фазе клинических исследований эффективности ТГ у больных с ишемическим инсультом в рамках Европейского многоцентрового рандомизированного исследования [47].
Критерии включения пациентов в Европейское исследование ограничены пациентами с острой фокальной ишемией головного мозга после нейровизуализации и исключения других внутримозговых патологических процессов (в первые 6 ч после появления симптомов и в течение 90 мин от начала тромболизиса), с неврологическим дефицитом по NIHSS (National Institutes of Health Stroke Scale) от 6 до 18, в возрасте более 18 лет. Противопоказаниями к проведению ТГ являются нарушения реологических свойств крови, сопутствующая тяжелая патология, показатель периферической кислородной сатурации менее 94%, брадикардия менее 40 в минуту, масса тела более 120 кг, беременность (www. EuroHyp-1).
Основу методик охлаждения, рекомендованных EuroHyp, составляет поверхностное или эндоваскуляр-ное охлаждение, позволяющее поддерживать температуру тела на уровне 34—35°С в течение 24 ч (не более 34 ч). Иначе говоря, к использованию рекомендовано только общее охлаждение. В то же время известны методики индукции селективного понижения температуры головного мозга.
В частности [48], используют охлаждение слизистой оболочки носоглотки с помощью специального спрея, испарение которого вызывает понижение температуры поверхности тканей в связи с протеканием эндотермической реакции. Этот путь отведения избытка теплоты от головного мозга приводит к быстрому понижению церебральной температуры, но требует длительной ингаляции спрея.
Методически проще выглядит краниоцеребраль-ное охлаждение, формирующее краниоцеребральную гипотермию (КЦГ) [49]. Суть методики состоит в отведении тепла от поверхности волосистой части кожи головы (краниальная часть черепа). Теплоотведение осуществляется контактно с помощью шлемов, плотно охватывающих всю охлаждаемую поверхность. Факт того, что краниоцеребральное охлаждение вызывает понижение температуры головного мозга, подтвержден прямым измерением церебральной температуры и с по -мощью СВЧ-радиотермометрии [50].
Преимущество КЦГ состоит и в том, что селективное охлаждение кожи головы способно понизить температуру головного мозга, не формируя общую гипотермию, что снижает риск развития осложнений общего охлаждения. Процедуру можно проводить у пациентов, находящихся в разной степени сохранения сознания, и повторять в соответствии с динамикой течения заболевания. Методика позволяет купировать лихорадочные состояния и по этим признакам наиболее полно соответствует Рекомендациям Euroreanimation-2010 и Euroreanimation-2015 в части обеспечения нормотер-мии и понижения температуры головного мозга для воспроизведения эффектов нейропротекции.
Протокол проведения КЦГ практически не отличается от протокола, рекомендованного EuroHyp, и включает обязательную СВЧ-радиотермометрию головного мозга. В нем указано, что необходимо поддерживать целевую температуру тела не ниже 36°С, а температуру головного мозга — не ниже 29°С. Это принципиально важно, поскольку при общем охлаждении температура головного мозга понижается не более чем до температуры тела, что ограничивает эффекты нейропротекции общей гипотермии [51].
В двух клиниках Москвы (ГКБ N° 64 и Клиническая больница № 1 Управления делами Президента РФ) у 157 больных с ишемическим инсультом в 1-е сутки начала заболевания проводили КЦГ [52, 53]. По результатам наблюдений в отделении для пациентов с сосудистой патологией головного мозга и палатах отделения реанимации и интенсивной терапии КЦГ обеспечивала быструю и стойкую регрессию неврологического дефицита на 32—36% и снижение летальности до 7,6%, тогда как в группе больных, у которых КЦГ не применяли, регресс неврологического дефицита был менее 10%, а летальность составила 14,8%.
При возникновении лихорадки КЦГ быстро, в течение 2 ч, купировала подъемы температуры тела (37,5— 41°С), обеспечивая поддержание нормотермии.
Следует заострить внимание на преимуществах КЦГ по сравнению с методиками общего охлаждения организма, поскольку процедура направлена в первую очередь на понижение температуры головного мозга, а не внутренних органов, т. е. на достижение эффектов нейропротекции.
Церебральная гипертермия как синдром, объединяющий проявления многих состояний и заболеваний (стресс, аффект, судорожные состояния, мигрень, ишемия головного мозга и нейротравма), способен существенно ухудшить течение и исход болезни, способствовать развитию осложнений и снижению эффективности терапии. В этой связи кажется перспективным применение КЦГ при состояниях, сопровождающихся повышением температуры головного мозга.
Выводы
1. Краниоцеребральная гипотермия является эффективной методикой купирования церебральной гипертермии и обладает высоким нейропротективным потенциалом.
2. Радиотермометрия сверхвысокочастотным излучением позволяет неинвазивно выявить очаги тепловых аномалий головного мозга и является перспективной диагностической методикой, использование которой в комплексном анализе позволит оценить тяжесть клинического течения при церебральных катастрофах, выработать стратегию терапии и прогнозировать исход заболевания.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Исследование не имело финансовой поддержки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Mrozek S., Vardon F., Geeraerts T. Brain temperature: physiology and pathophysiology after brain injury. Anesthesiol. Res. Pract. 2012; 2: 1—13.
2. Cairns C.J., Andrews P. J. Management of hyperthermia in traumatic brain injury. Curr. Opin. Crit. Care. 2002; 8 (2): 106—10.
3. Greer D.M., Funk S.E., Reaven N.L., Ouzounelli M., Uman G.C. Impact of fever on outcome in patients with stroke and neurologic injury: a comprehensive meta-analysis. Stroke. 2008; 39 (11): 3029—35.
4. Fernandez A., Schmidt J.M., Claassen J. et al. Fever after subarac-hnoid hemorrhage: risk factors and impact on outcome. Neurology. 2007; 68 (13): 1013—9.
5. Рекомендации «European Resuscitation Council» пересмотра 2015 г.
6. Mcilvoy L. Comparison of brain temperature to core temperature: a review of the literature. J. Neurosci. Nurs. 2004; 36: 1—23.
7. Soukup J., Zauner A., Doppenberg E.M.R. et al. The importance of brain temperature in patients after severe head injury: relationship to intracranial pressure, cerebral perfusion pressure, cerebral blood flow, and outcome. J. Neurotrauma. 2002; 19 (5): 559—71.
8. Karaszewski B., Wardlaw J.M., Marshall I. et al. Measurement of brain temperature with magnetic resonance spectroscopy in acute ischemic stroke. Ann. Neurol. 2006; 60 (4): 438—46.
9. Sokoloff L. Energetics of functional activation in neural tissues. Neurochem. Res. 1999; 24 (2): 321—9.
10. Kiyatkin E.A., Brown P.L., Wise R.A. Brain temperature fluctuation: a reflection of functional neural activation. Eur. J. Neurosci. 2002; 16 (1): 164—8.
11. Elwassif M.M., Kong Q., Vazquez M., Bikson M. Bio-heat transfer model of deep brain stimulation-induced temperature changes. J. Neural Eng. 2006; 3: 306—15.
12. Alberts B., Johnson A., Lewis J., Raff M., Roberts K., Walter P. Molecular Biology of the Cell. Garland Science. 4th Ed. 2002: 12— 23.
13. Jessen C. Selective brain cooling in mammals and birds. Jpn. J. Physiol. 2001; 51 (3): 291—301.
14. Nibo L., Wanscher M., Secher N.H. Influence of intranasal and carotid cooling on cerebral temperature balance and oxygenation. Front. Physiol. 2014; 7: 29—37.
15. Cabanac M., Brinnel H. Blood flow in the emissary veins of the human head during hyperthermia. Eur. J. Appl. Physiol. Occup. Physiol. 1985; 54 (2): 172—6.
16. Бутров А.В., Шевелев О.А., Чебоксаров Д.В., Ходорович Н.А. Неинвазивное суточное термокартирование головного мозга в динамике ишемического инсульта при краниоцеребральной гипотермии. ВестникРУДН. Серия: Медицина. 2012; 7: 62—4.
17. Mariak Z., White M.D., Lewko J., Lyson T., Piekarski P. Direct cooling of the human brain by heat loss from the upper respiratory tract. J. Appl. Physiol. 1999; 87 (5): 1609—13.
18. Obdulia L., Bayazitoglu Y. Effect of physiology on the temperature distribution of a layered head with external convection. Int. J. Heat andMass Transfer. 2003; 46: 3233—41.
19. Бутров А.В., Шевелев О.А., Чебоксаров Д.В. Термомониторинг головного мозга в остром периоде ишемического инсульта. Эфферентная терапия. 2013; 19 (2): 61—2.
20. Sharma H.S. Hyperthermia induced brain oedema: Current status & future perspectives. Indian J. Med. Res. 2006; 123: 629—52.
21. Bain A.R., Morrison S.A., Ainslie P.N. Cerebral oxygenation and hyperthermia. Front Physiol. 2014; 5 (92): 321—42.
22. Nielsen B., Savard G., Richter E.A., Hargreaves M., Saltin B. Muscle blood flow and metabolism during exercise and heat stress. J. Appl. Physiol. 1990; 69: 1040—6.
23. Nybo L. Brain temperature and exercise performance. Exp. Physiol. 2011; 97 (3): 333—9.
24. Nybo L., Nielsen B. Middle cerebral artery blood flow velocity is reduced with hyperthermia during prolonged exercise in humans. J. Physiol. 2001; 534: 279—86.
25. Nybo L. CNS fatigue provoked by prolonged exercise in the heat. Front. Biosci. (Elite Ed.). 2010; 2: 779—92.
26. Ansley L., Marvin G., Sharma A., Kendall M.J., Jones D.A., Bridge M.W. The effects of head cooling on endurance and neuroendocrine responses to exercise in warm conditions. Physiol. Res. 2015; 12: 76—82.
27. Муравский А.В., Дехтярев Ю.П., Колосовский С.А. Особенности МРТ изменений у боксеров, перенесших повторные черепно-мозговые травмы. Информационный портал «Спортивная медицина». www.sportmedicine.ru
28. Конов А.В., Шевелев О.А., Смоленский А.В. и др. Использование локальной терапевтической краниоцеребральной гипотермии для профилактики осложнений легкой черепно-мозговой травмы в спорте. Терапевт. 2015; 11—12: 21—8.
29. Campos F., Pérez-Mato M., Agulla J., Blanco M. et al. Glutamate excitoxicity is the key molecular mechanism which is influenced by body temperature during the acute phase of brain stroke. 2012; doi: 10.1371.journal.pone.0044191 http://nrs.harvard.edu/urn-:HUL.
30. Гусев Е.И., Скворцова В.И. Ишемия головного мозга. М.; 2001.
31. Diringer M., Nancy L., Funk S., Uman G. Errarumt levated body temperature independently contributes to increased length of stay in neurologic intensive care unit patients. Crit. Care Med. 2004; 32: 1489—95.
32. Campos F., Sobrino T., Vieites-Prado A., Pérez-Mato M. et al. Hyperthermia in human ischemic and hemorrhagic stroke: similar outcome, different mechanisms. PLoS One. 2013; 8 (11):e78429. DOI: 10.1371/journal.pone.0078429.
33. Whiteley W.N., Thomas R., Lowe G., Rumley A. et al. Do acute phase markers explain body temperature and brain temperature after ischemic stroke? Neurology. 2012; 79 (2): 152—8.
34. Rossi S., Roncati E., Zanier I., Mauri A. et al. Brain temperature, body core temperature, and intracranial pressure in acute cerebral damage. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 2001; 71 (4): 448—54.
35. Mellergárd P. Intracerebral temperature in neurosurgical patients: intracerebral temperature gradients and relationships to consciousness level. Surg. Neurol. 1995; 43 (1): 91—5.
36. Cady E.B., D'Souza P.C., Penrice J., Lorek A. The estimation of local brain temperature by in vivo 1H magnetic resonance spectroscopy. Magnet. Resonance Med. 1995; 33 (6): 862—7.
37. Kuroda K., Takei N., Mulkern R.V. et al. Feasibility of internally referenced brain temperature imaging with a metabolite signal. Magnet. Resonance Med. Sci. 2003; 2 (1): 17—22.
38. Karaszewski B., Wardlaw J.M., Marshall I. et al. Measurement of brain temperature with magnetic resonance spectroscopy in acute ischemic stroke. Ann. Neurol. 2006; 60 (4): 438—46.
39. Сельский А.Г., Фишер A.M., Дубынина В.П., Гуляев Ю.В., Богда-саров Ю.Б., Зайцева Т.Ю. и др. Возможности применения динамического термокартирования в радио- и инфракрасном диапазоне в онкологической клинике. Радиотехника. 1995; (9): 85—9.
40. Cheever E.A., Foster K.R. Microwave radiometry in living tissue: What does it measure? IEEE Trans. Biomed Eng. 1992; 39: 563— 867.
41. Чебоксаров Д.В., Бутров А.В., Шевелев О.АП. и др. Диагностические возможности неинвазивного термомониторинга головного мозга. Анестезиол. иреаниматол. 2015; (1): 66—9.
42. Колесов С.Н., Воловик М.Г., Кравец П.Я. Тепловидение и радиотермометрия при черепно-мозговой травме. В кн.: Клиническое руководство по черепно-мозговой травме / Под ред. А.Н. Коновалова. М.: Антидор; 1998: 429—39.
43. Чебоксаров Д.В., Шевелев О.А., Бутров А.В., Бунтина М.А. Влияние острой фокальной ишемии на температурный баланс головного мозга. Вестник РУДН. Серия: Медицина. 2014; (3): 12—20.
44. Faridar A., Bershad E.M., Emiru T. et al. Therapeutic hypothermia in stroke and traumatic brain injury. Front. Neurol. 2011; 2 (80): 1664—2295.
45. Григорьев Е.В., Шукевич Д.Л., Плотников Г.П., Тихонов Н.С. Терапевтическая гипотермия: возможности и перспективы. Клин. мед. 2014; (9): 9—16.
46. Бутров А.В., Шевелев О.А., Пулина Н.Н., Чебоксаров Д.В., Ходорович Н.А., Бояринцев В.В. и др. Новые тенденции в применении терапевтической гипотермии при ишемическом инсульте. Вестник интенсивной терапии. 2016; (прил. 1): 69—72.
47. Van der Worp H.B., Macleod M.R., Bath P.M. et al. EuroHYP-1: European multicenter, randomized, phase III clinical trial of therapeutic hypothermia plus best medical treatment vs. best medical treatment alone for acute ischemic stroke. Int. J. Stroke. 2014; 9 (5): 642—5. doi: 10.1111/ijs.12294.2014.
48. Nibo L., Wanscher M., Secher N.H. Influence of intranasal and carotid cooling on cerebral temperature balance and oxygenation. Front. Physiol. 2014; doi: 10.3389/fphys.2014.
49. Шевелев О.А., Бутров А.В., Чебоксаров Д.В., Ходорович Н.А. Неинвазивное суточное термокартирование головного мозга в динамике ишемического инсульта при краниоцеребральной гипотермии. Вестник РУДН. Серия: Медицина. 2012; (7): 62—4.
50. Чебоксаров Д.В., Шевелев О.А., Бутров А.В., Бунтина М.А. Радиотермометрия головного мозга при краниоцеребральной гипотермии в остром периоде ишемического инсульта. Новости науки и техники. Серия: Медицина. Новости анестезиологии и реаниматологии. 2015; (1): 3—8.
51. Бутров А.В., Молчанов И.В., Петрова М.В., Кондратьев А.Н., Чебоксаров Д.В., Шевелев О.А. и др. Методические рекомендации по применению медицинского изделия «АТГ-01 (аппарат терапевтической гипотермии-01)» у больных в критических состояниях. Новости науки и техники. Серия: Медицина. Новости анестезиологии и реаниматологии. 2014; (3): 37—53.
52. Бутров А.В., Шевелев О.А., Пулина Н.Н. и др. Новые тенденции в применении терапевтической гипотермии при ишемиче-ском инсульте. Вестник интенсивной терапии. 2016; (прил. 1): 69—72.
53. Шевелев О.А., Бутров А.В., Чебоксаров Д.В., Бунтина М.А. Синдром церебральной гипертермии при поражениях головного мозга. Вестник интенсивной терапии. 2015; (2): 14—6.
REFERENCES
1. Mrozek S., Vardon F., Geeraerts T. Brain temperature: physiology and pathophysiology after brain injury. Anesthesiol. Res. Pract. 2012; 2: 1—13.
2. Cairns C.J., Andrews P. J. Management of hyperthermia in traumatic brain injury. Curr. Opin. Crit. Care. 2002; 8 (2): 106—10.
3. Greer D.M., Funk S.E., Reaven N.L., Ouzounelli M., Uman G.C. Impact of fever on outcome in patients with stroke and neurologic injury: a comprehensive meta-analysis. Stroke. 2008; 39 (11): 3029—35.
4. Fernandez A., Schmidt J.M., Claassen J. et al. Fever after subarach-noid hemorrhage: risk factors and impact on outcome. Neurology. 2007; 68 (13): 1013—9.
5. Recomendations «European Resuscitation Council», 2015. (in Russian)
Reviews and lectures
6. Mcilvoy L. Comparison of brain temperature to core temperature: a review of the literature. J. Neurosci. Nurs. 2004; 36: 1—23.
7. Soukup J., Zauner A., Doppenberg E.M.R. et al. The importance of brain temperature in patients after severe head injury: relationship to intracranial pressure, cerebral perfusion pressure, cerebral blood flow, and outcome. J. Neurotrauma. 2002; 19 (5): 559—71.
8. Karaszewski B., Wardlaw J.M., Marshall I. et al. Measurement of brain temperature with magnetic resonance spectroscopy in acute ischemic stroke. Ann. Neurol. 2006; 60 (4): 438—46.
9. Sokoloff L. Energetics of functional activation in neural tissues. Neu-rochem. Res. 1999; 24 (2): 321—9.
10. Kiyatkin E.A., Brown P.L., Wise R.A. Brain temperature fluctuation: a reflection of functional neural activation. Eur. J. Neurosci. 2002; 16 (1): 164—8.
11. Elwassif M.M., Kong Q., Vazquez M., Bikson M. Bio-heat transfer model of deep brain stimulation-induced temperature changes. J. Neural Eng. 2006; 3: 306—15.
12. Alberts B., Johnson A., Lewis J., Raff M., Roberts K., Walter P. Molecular Biology of the Cell. Garland Science. 4th Ed. 2002: 12—23.
13. Jessen C. Selective brain cooling in mammals and birds. Jpn. J. Physiol. 2001; 51 (3): 291—301.
14. Nibo L., Wanscher M., Secher N.H. Influence of intranasal and carotid cooling on cerebral temperature balance and oxygenation. Front. Physiol. 2014; 7: 29—37.
15. Cabanac M., Brinnel H. Blood flow in the emissary veins of the human head during hyperthermia. Eur. J. Appl. Physiol. Occup. Physi-ol. 1985; 54 (2): 172—6.
16. Butrov A.V., Shevelev O.A., Cheboksarov D.V., Khodorovich N.A. Non-invasive daily thermal mapping of the brain in the dynamic of ischemic stroke with craniocerebral hypothermia. Vestnik RUDN. Seriya: Meditsina. 2012; 7: 62—4. (in Russian)
17. Mariak Z., White M.D., Lewko J., Lyson T., Piekarski P. Direct cooling of the human brain by heat loss from the upper respiratory tract. J. Appl. Physiol. 1999; 87 (5): 1609—13.
18. Obdulia L., Bayazitoglu Y. Effect of physiology on the temperature distribution of a layered head with external convection. Int. J. Heat and Mass Transfer. 2003; 46: 3233—41.
19. Butrov A.V., Shevelev O.A., Cheboksarov D.V. Thermomonitoring of the brain in the acute period of ischemic stroke. Efferentnaya tera-piya. 2013; 19 (2): 61—2. (in Russian)
20. Sharma H.S. Hyperthermia induced brain oedema: Current status & future perspectives. Indian J. Med. Res. 2006; 123: 629—52.
21. Bain A.R., Morrison S.A., Ainslie P.N. Cerebral oxygenation and hyperthermia. Front Physiol. 2014; 5 (92): 321—42.
22. Nielsen B., Savard G., Richter E.A., Hargreaves M., Saltin B. Muscle blood flow and metabolism during exercise and heat stress. J. Appl. Physiol. 1990; 69: 1040—6.
23. Nybo L. Brain temperature and exercise performance. Exp. Physiol. 2011; 97 (3): 333—9.
24. Nybo L., Nielsen B. Middle cerebral artery blood flow velocity is reduced with hyperthermia during prolonged exercise in humans. J. Physiol. 2001; 534: 279—86.
25. Nybo L. CNS fatigue provoked by prolonged exercise in the heat. Front. Biosci. (EliteEd.). 2010; 2: 779—92.
26. Ansley L., Marvin G., Sharma A., Kendall M.J., Jones D.A., Bridge M.W. The effects of head cooling on endurance and neuroendocrine responses to exercise in warm conditions. Physiol. Res. 2015; 12: 76—82.
27. Muravskiy A.V., Dekhtyarev Yi.P., Kolosovskiy S.A. Features of MRI changes in boxers after repeated craniocerebral trauma. Infor-mationportal«Sports medicine». www.sportmedicine.ru
28. Konov A.V., Shevelev O.A., Smolenskiy A.V. et al. Use of local therapeutic craniocerebral hypothermia to prevent complications of minor craniocerebral trauma in sports. Terapevt. 2015; 11—12: 21—8. (in Russian)
29. Campos F., Pérez-Mato M., Agulla J., Blanco M. et al. Glutamate excitoxicity is the key molecular mechanism which is influenced by body temperature during the acute phase of brain stroke. 2012; doi: 10.1371.journal.pone.0044191 http://nrs.harvard.edu/urn-:HUL.
30. Gusev E.I., Skvortsova V.I. Ischemia of the Brain. Moscow: Meditsina; 2001. (in Russian)
31. Diringer M., Nancy L., Funk S., Uman G. Errarumt levated body temperature independently contributes to increased length of stay in neurologic intensive care unit patients. Crit. Care Med. 2004; 32: 1489—95.
32. Campos F., Sobrino T., Vieites-Prado A., Pérez-Mato M. et al. Hy-perthermia in human ischemic and hemorrhagic stroke: similar outcome, different mechanisms. PLoS One. 2013; 8 (11):e78429. DOI: 10.1371/journal.pone.0078429.
Обзоры и лекции
33. Whiteley W.N., Thomas R., Lowe G., Rumley A. et al. Do acute phase markers explain body temperature and brain temperature after ischemic stroke? Neurology. 2012; 79 (2): 152—8.
34. Rossi S., Roncati E., Zanier I., Mauri A. et al. Brain temperature, body core temperature, and intracranial pressure in acute cerebral damage. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 2001; 71 (4): 448—54.
35. Mellergard P. Intracerebral temperature in neurosurgical patients: intracerebral temperature gradients and relationships to consciousness level. Surg. Neurol. 1995; 43 (1): 91—5.
36. Cady E.B., D'Souza P.C., Penrice J., Lorek A. The estimation of local brain temperature by in vivo 1H magnetic resonance spectroscopy. Magnet. Resonance Med. 1995; 33 (6): 862—7.
37. Kuroda K., Takei N., Mulkern R.V. et al. Feasibility of internally referenced brain temperature imaging with a metabolite signal. Magnet. Resonance Med. Sci. 2003; 2 (1): 17—22.
38. Karaszewski B., Wardlaw J.M., Marshall I. et al. Measurement of brain temperature with magnetic resonance spectroscopy in acute ischemic stroke. Ann. Neurol. 2006; 60 (4): 438—46.
39. Sel'skiy A.G., Fisher A.M., Dubynina V.P., Gulyaev Yu.V., Bogdasa-rov Yu.B., Zaytseva T.Yu. et al. Possibilities of using dynamic ther-momapping in the radio- and infrared range in an oncological clinic. Radiotekhnika. 1995; (9): 85—9. (in Russian)
40. Cheever E.A., Foster K.R. Microwave radiometry in living tissue: What does it measure? IEEE Trans. Biomed. Eng. 1992; 39: 563—867.
41. Cheboksarov D.V., Butrov A.V., Shevelev O. A. et al. Diagnostic possibilities of noninvasive thermommapping of the brain. Anes-teziol. i reanimatol. 2015; (1): 66—9. (in Russian)
42. Kolesov S.N., Volovik M.G., Kravets P.Y. Thermalvision and radio-thermometry in cases of craniocerebral trauma. In: Clinical Guidelines on Craniocerebral Trauma / Ed. A.N. Konovalov. Moscow: Antidor; 1998: 429—39. (in Russian)
43. Cheboksarov D.V., Shevelev O.A., Butrov A.V., Buntina M.A. Influence of acute focal ischemia on the temperature balance of the brain. Vestnik RUDN. Seriya: Meditsina. 2014; (3): 12—20. (in Russian)
44. Faridar A., Bershad E.M., Emiru T. et al. Therapeutic hypothermia in stroke and traumatic brain injury. Front. Neurol. 2011; 2 (80): 1664—2295.
45. Grigor'ev E.V., Shukevich D.L., Plotnikov G.P., Tikhonov N.S. Therapeutic hypothermia: possibilities and perspectives. Klin. med. 2014; (9): 9—16. (in Russian)
46. Butrov A.V., Shevelev O.A., Pulina N.N., Cheboksarov D.V., Kho-dorovich N.A., Boyarintsev V.V. et al. New tendencies in using of therapeutic hypothermia in ischemic stroke. Vestnik RUDN. Seriya: Meditsina. 2016; (App. 1): 69—72. (in Russian)
47. Van der Worp H.B., Macleod M.R., Bath P.M. et al. EuroHYP-1: European multicenter, randomized, phase III clinical trial of therapeutic hypothermia plus best medical treatment vs. best medical treatment alone for acute ischemic stroke. Int. J. Stroke. 2014; 9 (5): 642—5. doi: 10.1111/ijs.12294.2014.
48. Nibo L., Wanscher M., Secher N.H. Influence of intranasal and carotid cooling on cerebral temperature balance and oxygenation. Front. Physiol. 2014; doi: 10.3389/fphys.2014.
49. Shevelev O.A., Butrov A.V., Cheboksarov D.V., Khodorovich N.A. Non-invasive daily thermomapping of the brain in the dynamic of ischemic stroke with craniocerebral hypothermia. Vestnik RUDN. Seriya: Meditsina. 2012; (7): 62—4. (in Russian)
50. Cheboksarov D.V., Shevelev O.A., Butrov A.V., Buntina M.A. Ra-diothermometry of the brain with craniocerebral hypothermia in the acute period of ischemic stroke. Novosti nauki i tekhniki. Seriya: Meditsina. Anesthesiology and intensive care News. 2015; (1): 3—8. (in Russian)
51. Butrov A.V., Molchanov I.V., Petrova M.V., Kondrat'ev A.N., Cheboksarov D.V., Shevelev O.A. et al. Methodological recommendations for the use of the medical product «ATG-01 (Appliance of therapeutic hypothermia-01)» in patients with critical conditions. Novosti nauki i tekhniki. Seriya: Meditsina. Anesthesiology and intensive care News. 2014; (3): 37—53. (in Russian)
52. Butrov A.V., Shevelev O.A., Pulina N.N. et al. New trends in using of therapeutic hypothermia in ischemic stroke. Vestnik intensivnoy terapii. 2016; (App. 1): 69—72. (in Russian)
53. Shevelev O.A., Butrov A.V., Cheboksarov D.V., Buntina M.A. Syndrome of cerebral hyperthermia in brain lesions. Vestnik intensivnoy terapii. 2015; (2): 14—6. (in Russian)
Поступила 15.06.16 Принята в печать 21.06.16
