Способ профилактики нарушений перфузии тканей головного мозга в условиях острой экспериментальной ишемии

Способ профилактики нарушений перфузии тканей головного мозга в условиях острой экспериментальной ишемии

Реферат

Изобретение относится к медицине, в частности к ангионеврологии, и может быть использовано для профилактики сдвигов перфузии тканей головного мозга у лиц с риском острых нарушений мозгового кровообращения ишемического характера.

Нарушение гемодинамики в русле сонных артерий приводит к снижению мозгового кровотока, что вызывает редукцию тканевого кровотока. Это нарушает функцию клеток эндотелия микроциркуляторного русла [Dimagi U., ladecola С., Moskowitz D. // Pathobiology of ischaemic stroke: an integrated view // MATrends Neurosci. 1999 Sep; 22(9): 391-7]. Дисфункция эндотелия еще больше усугубляет патологические изменения в головном мозге. Дальнейшее развитие патологического процесса характеризуется рядом последовательных событий, приводящих к гибели клеток нервной ткани (ишемический каскад) [Гусев Е.И., Скворцова В.И. Ишемия головного мозга. - М.: «Медицина», 2001. - 328 с.].

В настоящее время для профилактики нарушений перфузии тканей головного мозга в клинической практике используют широкий спектр препаратов, но назначение медикаментозной терапии приводит к развитию различной степени выраженности побочных эффектов [Лекарственные препараты в России: Справочник. - М.: АстраФарм Сервис, 2006. - 16 с.].

Нами впервые предложен способ профилактики нарушений перфузии тканей головного мозга в условиях острой экспериментальной ишемии, включающий предшествующее ишемии облучение животных электромагнитными волнами мощностью 0,7 мВт (плотность мощности потока 0,2 мВт/см²) на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения (МСИП) оксида азота 150,176-150,664 ГГц в течение 30 мин.

Исследование проведено на 20 беспородных крысах-самцах массой 180-220 г., которых разделили на две группы. Первая группа включала крыс, которым была смоделирована 5-минутная ишемия головного мозга с последующей реперфузией (группа сравнения). Вторая группа включала животных, подвергшихся облучению электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц, с последующим воспроизведением 5-минутной ишемии и дальнейшим восстановлением кровотока (опытная группа).

Модель ишемии мозга воспроизводилась путем одновременного пережатия общих сонных артерий. Все эксперименты проводились в соответствии с требованиями Хельсинкской декларации о гуманном отношении к животным (2006 г.), поэтому всем животным с целью анестезии за 5 минут до проведения исследования внутримышечно вводилась комбинация золетила («Virbac Sante Animale», Франция) в дозе 10 мл/кг и ксилазина («Interchemie», Нидерланды) в дозе 10 мг/кг.

Электромагнитные волны генерировались аппаратом «NO-Орбита», разработанным ОАО ЦНИИИА (Россия). Облучалась поверхность кожи площадью 3 см² над областью мечевидного отростка грудины с расположением облучателя на расстоянии 1,5 см над поверхностью тела животного, при мощности излучения 0,7 мВт. Однократное облучение животных составляло 30 минут.

Для анализа перфузии тканей мозга и активности эндотелия методом лазерной доплеровской флоуметрии (ЛДФ) использовали лазерный анализатор кровотока «ЛАКК-02» во втором исполнении (производство НПП «Лазма», Россия). На первом этапе анализа ЛДФ-грамм проводили оценку показателя постоянной составляющей средней перфузии микроциркуляторного русла кожи М (перф.ед.). На втором этапе проводился амплитудно-частотный анализ ЛДФ-граммы на основе использования математического аппарата Фурье-преобразования, реализованного в программном обеспечении LDF2.20.0.507WL. Анализировались следующие характеристики амплитудно-частотного спектра: максимальная амплитуда волн очень низкой частоты (эндотелиальные колебания, перф. ед.), максимальная амплитуда волн низкой частоты (вазомоторные колебания, перф. ед.), максимальная амплитуда дыхательных волн (дыхательные колебания, перф. ед.) и максимальная амплитуда пульсовых или кардиальных колебаний (перф. ед.). Датчик лазерного анализатора кровотока фиксировался на Fri, Fr2 областях коры головного мозга (Zilles К., 1985, стереотаксический атлас коры). В ходе эксперимента регистрацию ЛДФ-грамм у каждого животного проводили три раза: исходно, во время воспроизведения ишемии и на 120 минуте реперфузии. Интерпретацию результатов осуществляли общепринятым методом, описанным в литературе [Курпаткин А.И., Сидоров В.В. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови: Руководство для врачей. - М., 2005. 256 с.].

Статистическая обработка полученных результатов осуществлялась при помощи программы Statistica 6.0.

Данные таблицы 1 свидетельствуют, что до воспроизведения ишемии у животных обеих групп нет достоверных различий между показателями перфузии (М). Так же по данным амплитудно-частотного анализа ЛДФ-грамм достоверно не различаются показатели амплитуд эндотелиальных, вазомоторных, дыхательных и пульсовых колебаний.

Данные, представленные в таблицах 2 и 3, свидетельствуют, что во время ишемии, как в группе сравнения, так и в опытной группе, происходит статистически значимое снижение перфузионного показателя и уменьшение амплитуд эндотелиальных, вазомоторных, дыхательных и пульсовых колебаний по сравнению доишемическим периодом. Из данных, представленных в таблице 4, следует, что статистически значимые различия показателей между опытной группой и группой сравнения отсутствуют.

Как представлено в таблице 2, у животных группы сравнения в постишемическом периоде перфузия (М) статистически значимо снижена по сравнению с доишемическим периодом. Из данных таблицы 2 следует, что у данной группы в постишемический период снижена амплитуда эндотелиальных, вазомоторных и пульсовых колебаний. Это отражает снижение активности эндотелия, повышение периферического сопротивления и уменьшение притока артериальной крови в сосудах микроциркуляторного русла головного мозга. Данные, представленные в таблице 3, свидетельствуют, что под влиянием электромагнитных волн у животных в постишемический период происходит полное восстановление средней перфузии (М), а также амплитуд вазомоторных, эндотелиальных и пульсовых колебаний. Все показатели ЛДФ-грамм у животных опытной группы в постишемическом периоде находятся в пределах их вариабельности до воспроизведения ишемии. Таблица 4 свидетельствует, что перфузия и амплитуда эндотелиальных и вазомоторных колебаний статистически значимо выше, чем у животных группы сравнения.

Таким образом, впервые установлено, что под влиянием предшествующего ишемии облучения электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц у крыс-самцов в постишемическом периоде происходит полное восстановление перфузии тканей головного мозга.

В качестве примера приводятся данные 2-х крыс-самцов массой 210, 200 г соответственно. Первому была смоделирована 5-минутная ишемия головного мозга с последующей реперфузией, второй подвергся облучению электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц, с последующим воспроизведением 5-минутной ишемии и дальнейшим восстановлением кровотока. Регистрацию ЛДФ-грамм у каждого животного проводили три раза: исходно, во время воспроизведения ишемии и на 120 минуте реперфузии

До ишемии у первого животного показатель перфузии (М) составил 39,02 перф.ед., максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний - 5,82 перф. ед., максимальная амплитуда вазомоторных колебаний - 4,2 перф. ед., максимальная амплитуда дыхательных колебаний - 1,64 перф. ед., максимальная амплитуда пульсовых колебаний - 0,43 перф. ед. У второго животного (подвергся облучению электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц) показатель перфузии (М) составил 41,32 перф.ед, максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний - 6,74 перф. ед., максимальная амплитуда вазомоторных колебаний - 4,94 перф. ед., максимальная амплитуда дыхательных колебаний - 1,4 перф. ед., максимальная амплитуда пульсовых колебаний - 0,67 перф. ед.

Во время ишемии у первого животного показатель перфузии (М) составил 17,01 перф. ед, максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний - 2,40 перф. ед., максимальная амплитуда вазомоторных колебаний - 1,74 перф. ед., максимальная амплитуда дыхательных колебаний - 0,74 перф. ед., максимальная амплитуда пульсовых колебаний - 0,27 перф. ед. У второго животного показатель перфузии (М) составил 18,02 перф.ед, максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний - 2,73 перф. ед., максимальная амплитуда вазомоторных колебаний - 1,87 перф. ед., максимальная амплитуда дыхательных колебаний - 0,57 перф. ед., максимальная амплитуда пульсовых колебаний - 0,35 перф. ед.

После ишемии у первого животного показатель перфузии (М) составил 23,38 перф.ед, максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний - 2,91 перф. ед., максимальная амплитуда вазомоторных колебаний - 2,07 перф. ед., максимальная амплитуда дыхательных колебаний - 0,76 перф. ед., максимальная амплитуда пульсовых колебаний - 0,38 перф. ед. У второго животного (подвергся облучению электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц) показатель перфузии (М) составил 45,23 перф.ед, максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний - 6,11 перф. ед., максимальная амплитуда вазомоторных колебаний - 3,28 перф. ед., максимальная амплитуда дыхательных колебаний - 1,4 перф. ед., максимальная амплитуда пульсовых колебаний - 0,8 перф. ед.

Таким образом, впервые показано протективное действие электромагнитных волн на частотах МСИП оксида азота (150,176-150,664 ГГц) на эндотелий сосудов микроциркуляторного русла головного мозга крыс-самцов при острой экспериментальной ишемии.

Приложение

Влияние облучения электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176…150,664 ГГц на микроциркуляцию во фронтальных областях коры у крыс-самцов до ишемии.

Таблица 1
Показатели	ГруппаСравнения	ГруппаОпытная
М	40,845 (36.02;43,88)	42.12 (37.31;45.14) Z1=0.79 p1=0.427356
Эндотелиальные колебания	6,27 (4,84;8,74)	7,99 (6,35;10,1) Z1=0.98 p1=0.325752
Вазомоторные колебания	4,24 (3,59;6,03)	5,24 (4,83;7,33) Z1=1.21 p1=0.226477
Дыхательные колебания	1,265 (0,81; 1,72)	1,22 (1,08;1,58) Z1=0.42 p1=0.677585
Пульсовые колебания	0,575 (0,37;0,69)	0,665 (0,55;0,74) Z1=1.06; p1=0.289919
Z1, p1 - по сравнению с группой сравнения.Примечания: В каждом случае приведены медиана (Me), верхний и нижний квартили (25%;75%) из 10 измерений.

Изменение микроциркуляции во фронтальных областях коры у крыс-самцов в условиях ишемии и реперфузии головного мозга

Таблица 2
Показатели	ГруппаДо ишемии	ГруппаИшемия	ГруппаРеперфузия
М	40,845 (36,02;43,88)	16,91(14,08;22,31)Z1=3.77; p1=0.000157.	25,325 (21,38;27,25) Z1=3.77; Z2=2.26; p1=0.000157; p2=0.023343
Эндотелиальные колебания	6,27 (4,84;8,74)	2,415 (1,37;3,55) Z1=3.32; p1=0.000881.	2,885 (2,28;5,03) Z1=3.02; Z2=1.05; p1=0.002497; p2=0.289919.
Вазомоторные колебания	4,24 (3,59;6,03)	1,825 (1,29;2,38) Z1=3.55; р1=0.000381.	1,99 (1,39;3,05)Z1=3.32; Z2=0.37; p1=0.000881; p2=0.705457.
Дыхательные колебания	1,265 (0.81; 1,72)	0,645 (0,45; 1,26)Z1=1.88; p1=0.058783.	0,805 (0,53;1,1) Z1=1.96; Z2=0.64; p1=0.049367; p2=0.520523.
Пульсовые колебания	0,575 (0,37;0,69)	0,23 (0,21;0,32) Z1=3.59; p1=0.000330.	0,345 (0,23;0,46) Z1=2.45; Z2=1.39; p1=0.014020; p2=0.161973.
Примечания: В каждом случае приведены медиана (Me), верхний и нижний квартили (25%;75%) из 10 измерений.
Z1, p1 - по сравнению с группой крыс-самцов до ишемии;
Z2, p2 - по сравнению с группой животных с ишемией головного мозга.

Изменение микроциркуляции во фронтальных областях коры у крыс-самцов в условиях ишемии и реперфузии головного мозга под влиянием облучения электромагнитными волнами частотах МСИП оксида азота 150,176…150,664 ГГц

Таблица 3
Показатели	Группа До ишемии	Группа Ишемия	ГруппаРеперфузия
М	42.12 (37.31;45.14)	20,27 (16,21;25,32) Z1=3.77; p1=0.000157.	40,35 (39,54;46,16) Z1=0.30; Z2=3.77; p1=0.762369; p2=0.000157.
Эндотелиальные колебания	7,99 (6,35;10,1)	3,17 (2,21;5,68) Z1=2.61; p1=0.009109.	5,11 (3,96;8.27) Z1=0.91; Z2=2.11; p1=0.364347; p2=0.034294.
Вазомоторные колебания	5,24 (4,83;7.33)	2,48 (1,58;3,35) Z1=2.19; p1=0.028366.	4,18 (2,59;5,34) Z1=0.60; Z2=2.04; p1=0.545350; p2=0.041251.
Дыхательные колебания	1,22 (1,08;1,58)	0,95 (0,48; 1,42) Z1=0.98; p1=0.325752.	1,75 (0,95;1,93) Z1=1.13; Z2=1.47; p1=0.256840; p2=0.140466.
Пульсовые колебания	0,665 (0,55;0,74)	0,24 (0,13;0,48) Z1=2.11; р1=0.034294.	0,67 (0,43; 1,06) Z1=0.98; Z2=2.79; p1=0.325752; p2=0.005159.
Примечания: В каждом случае приведены медиана (Me), верхний и нижний квартили (25%;75%) из 10 измерений.
Z1, p1 - по сравнению с группой крыс-самцов до ишемии;
Z2, p2 - по сравнению с группой животных с ишемией головного мозга.

Влияние облучения электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176…150,664 ГГц на микроциркуляцию во фронтальных областях коры у крыс-самцов во время ишемии.

Таблица 4
Показатели	ГруппаСравнения	ГруппаОпытная
М	16,91 (14,08;22,31)	20,27 (16,21;25,32) Z1=1.29 p1=0.198766
Эндотелиальные колебания	2,415 (1,37;3,55)	3,17 (2,21;5,68) Z1=1.24; p1=0.212295
Вазомоторные колебания	1,825 (1,29;2,38)	2,48 (1,58;3,35) Z1=0.98 p1=0.325752
Дыхательные колебания	0,645 (0,45,1,26)	0,95 (0,48;1,42) Z1=0.72 p1=0.472676
Пульсовые колебания	0,23 (0,21;0,32)	0,24 (0,13;0,48) Z1=0.26 p1=0.791337
Z1, p1 - по сравнению с группой сравнения.
Примечания: В каждом случае приведены медиана (Me), верхний и нижний квартили (25%;75%) из 10 измерений.

Влияние облучения электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176…150,664 ГГц на микроциркуляцию во фронтальных областях коры у крыс-самцов на 120 минуте реперфузии.

Таблица 5
Показатели	ГруппаСравнения	ГруппаОпытная
М	25,325 (21,38;27,25)	40,35 (39,54;46,16) Z1=3.55 p1=0.000381
Эндотелиальные колебания	2,885 (2,28;5,03)	5,11 (3,96;8,27) Z1=2.34 p1=0.019111
Вазомоторные колебания	1,99 (1,39;3,05)	4.18 (2,59;5,34) Z1=2.34 p1=0.019111
Дыхательные колебания	0,805 (0,53;1,1)	1.75 (0,95;1,93) Z1=2.00 р1=0.045155
Пульсовые колебания	0,345 (0,23;0,46)	0,67 (0,43; 1,06) Z1=2.49 p1=0.012612
Z1, p1 - по сравнению с группой сравнения.Примечания: В каждом случае приведены медиана (Me), верхний и нижний квартили (25%;75%) из 10 измерений.

Способ профилактики нарушений перфузии тканей головного мозга в условиях острой экспериментальной ишемии, заключающийся в том, что область мечевидного отростка грудины облучают электромагнитными волнами терагерцевого диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц плотностью мощности 0,2 мВт/см² 30 минут.