Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
44
МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ
ХАРКІВСЬКА МЕДИЧНА АКАДЕМІЯ ПІСЛЯДИПЛОМНОЇ ОСВІТИ
на правах рукопису
УДК 616.13-616.14]:616.831.]-036.13.
Малахов Володимир Олександрович
КЛІТИННО-МЕМБРАННІ АСПЕКТИ ПАТОГЕНЕЗУ, ЛІКУВАННЯ І ПРОФІЛАКТИКИ ПОЧАТКОВИХ СТАДІЙ ХРОНІЧНИХ ЦЕРЕБРАЛЬНИХ ІШЕМІЙ
14.01.15 –нервові хвороби
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора медичних наук
Харків –
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Харківській медичній академії післядипломної освіти МОЗ України
Науковий консультант:
Доктор медичних наук, професор Волошин Петро Власович, Харківська медична академія післядипломної освіти МОЗ України, завідувач кафедрою невропатології та нейрохірургії
Офіційні опоненти:
Доктор медичних наук, професор Міщенко Тамара Сергіївна, Інститут неврології, психіатрії і наркології АМН України, керівник відділу судинної патології головного мозку
Доктор медичних наук, професор Зозуля Іван Савич, Київська медична академія післядипломної освіти МОЗ України ім. П.Л. Шупика, завідувач кафедрою швидкої та невідкладної медичної допомоги
Доктор медичних наук, професор Грицай Наталя Миколаївна, Українська медична стоматологічна академія МОЗ України, завідувач кафедрою нервових хвороб та нейрохірургії
Провідна установа –Інститут геронтології АМН України
Захист відбудеться “27” жовтня 2004 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.64.609.01 при Харківській медичній академії післядипломної освіти МОЗ України за адресою: 61176, м. Харків, вул. Корчагінців, 58.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківської медичної академії післядипломної освіти МОЗ України (61176, м. Харків, вул. Корчагінців, 58).
Автореферат розісланий “21” вересня 2004 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради
кандидат медичних наук, професор В.Г. Марченко
Актуальність проблеми. Судинні захворювання головного мозку є важливою проблемою сучасної неврології, оскільки вони становлять одну з основних причин тимчасової непрацездатності, інвалідизації та смертності [П.В. Волошин, Н.П. Волошина, 1998; С.М. Віничук, 1999; И.А. Григорова, 1997; Е.Л. Мачерет и соавт., 2002; В.Ф.Москаленко, П.В. Волошин, П.Р. Петрашенко, 2001; В.М. Пашковский, 1996; О.Ф.Возианов, 1996].
Найчастішими причинними факторами, які уражають нервову систему і викликають зміни мозкового кровотоку, є атеросклероз у поєднанні з артеріальною гіпертензією [Е.Г. Дубенко, О.Г. Морозова, 1996; Н.Б. Маньковский, С.М. Кузнєцова, 1996; І.С. Зозуля, М.Є. Поліщук, 1996; П.В. Волошин, В.И. Тайцлин, 1999; В.О. Яворська, 2003]. Однак, незважаючи на велику кількість робіт, присвячених механізмам розвитку атеросклеротичної і гіпертонічної дисциркуляторної енцефалопатії, а також початкових проявів недостатності кровообігу мозку (ППНКМ), деякі питання, що стосуються патогенезу, залишаються недостатньо дослідженими. До них, насамперед, слід віднести зміни фізико-хімічних властивостей крові, характер взаємодії клітин крові й ендотелію судин, а також мікроциркуляції, що викликають гіпоксію тканин головного мозку [Т.С. Міщенко та співавт., 2002; В.Д. Деменко, 1995; Е.И. Гусев, В.И. Скворцова, 2002; Н.В. Верещагин, 1996; В.Д. Трошин, 1995].
Для вивчення патохімічних змін в організмі хворих атеросклеротичною дисциркуляторною енцефалопатією (АДЕ) й гіпертонічною дисциркуляторною енцефалопатією (ГДЕ) зручною моделлю є еритроцити крові, оскільки вони можуть відображати загальні закономірності модифікації структури і функціонування клітинних мембран [А.К. Гулевский, В.А. Бондаренко, А.М. Белоус, 1988; Н.Г. Дубовская, 1985; T Yamaguchi et al., 1992], а також особливості перебудови мікрореологічних властивостей клітин у процесі розвитку патології.
Встановлено, що перенасиченість еритроцитарної мембрани холестерином, що розвивається при атеросклерозі, приводить до зміни мембранної проникності, порушення гліколітичної функції клітин, їх прискореного старіння. Збільшення жорсткості еритроцитарної мембрани, спричинене надлишковим вмістом холестерину, може порушувати пластичні властивості еритроцитів у мікроциркуляторному руслі, погіршуючи оксигенацію тканин [Н.Н. Грицай, В.П. Мищенко, 2002; Н.М. Грицай, 1993; И.Ш. Весельский, О.В. Саник, 1997].
Істотну роль у патогенезі судинної патології головного мозку відіграють процеси перекисного окислення ліпідів (ПОЛ), порушення бар'єрних властивостей нейрональних клітин, що призводить до зміни транспорту біокатіонів [Г.Н. Крыжановский, И.Н. Карабань, С.В. Манаева, Н.В. Карабань, 1995; Ю.А. Зозуля, В.А. Барабой, Д.А. Сутковой, 2000; L.R. Caplan, 1995], які регулюють метаболізм енергетичних і пластичних систем клітини.
Важлива роль у розвитку патологічних процесів у тканинах мозку належить процесам, які ведуть до звуження й закриття просвітів судин мозку [Л.А. Дзяк та співавт., 2002; А.Ю. Руденко, Л.М. Башкірова, Л.В. Корженевський, 2003; М.М. Ищенко, С.І Шкробот, 1992; І.С. Зозуля та співавт., 1998; Ю.Л. Курако та співавт., 2000], а також структурно-функціональної компетентності ендотеліальної системи [В.А. Визир, А.Е. Березин, 2000; Л.Т. Малая и соавт., 2000; AA Quyyumi, 1999], що досі недостатньо враховується в патогенезі захворювання і не використовується в побудові програм медикаментозного лікування.
Найменше визначена роль названих вище механізмів у патогенезі початкових форм судинних захворювань головного мозку, а також нез’ясованим залишається причинно-спадковий взаємозв'язок порушень мікроциркуляції із дисбалансом у системі клітинно-мембранного гомеостазу та ендотеліальної системи.
В міжнародній класифікації Х перегляду (1999) такі терміни як “дисциркуляторна енцефалопатія”та “початкові прояви недостатності кровопостачання мозку”відсутні. Близькими за клінічною картиною станами згідно МКХ Х перегляду є “церебральний атеросклероз”, “прогресуюча судинна лейкоенцефалопатія (хвороба Бінсвангера)”, “гіпертензивна енцефалопатія”, “інші уточнені ураження судин мозку”, у тому числі “ішемія мозку (хронічна)”, “цереброваскулярна хвороба неуточнена”[А.Ю. Руденко, Л.М. Башкірова, Л.В. Корженевський, 2003; П.В. Волошин, Т.С. Міщенко, 2002].
Водночас вивчення патогенезу початкових стадій хронічних церебральних ішемій (ПСХЦІ) є важливою стороною проблеми в аспекті розробки терапевтичних заходів для ефективного лікування судинної патології головного мозку [А.Ю. Руденко та співавт., 2002; Ю.І. Головченко та співавт., 2002].
Однак багато питань діагностики, патогенезу, перебігу і прогнозу ПСХЦІ далекі від остаточного розв’язання і вимагають подальшого вивчення. Так, недостатньо вивчена роль порушень ендотеліальної системи у хворих із ПСХЦІ, їх взаємозв'язку із системою мікроциркуляції і структурно-функціональними властивостями мембран еритроцитів. Відсутні дані про роль фактору некрозу пухлин (ФНП)- у реалізації патогенетичних механізмів у даного контингенту хворих. Суперечливі дані про комплексний підхід у лікуванні хворих із ПСХЦІ з урахуванням порушень клітинно-мембранного гомеостазу, структурно-функціонального стану судинного ендотелію і активності цитокінів. Не доведена доцільність використання озонотерапії і широкодіапазонної крайневисокочастотної (ШКВЧ)-терапії при лікуванні хворих із ПСХЦІ. Необхідність вирішення цих питань визначає актуальність проведеного дослідження.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана відповідно до планів наукових досліджень кафедри неврології та нейрохірургії Харківської медичної академії післядипломної освіти та Інституту неврології, психіатрії і наркології АМН України “Розробка нових підходів до профілактики й лікування сучасних форм цереброваскулярних захворювань на підставі вивчення їх патогенезу, розповсюдженості і зональних факторів ризику в різних регіонах України” (№ держреєстрації 0196U000987, шифр 1.9.16.1996).
Мета дослідження. Визначити роль із позицій системно-функціонального підходу характеру порушень клітинно-мембранного гомеостазу, функціонального стану ендотелію, мікроциркуляції при розвитку початкових стадій хронічних церебральних ішемій для розробки ефективних діагностично-прогностичних та лікувально-профілактичних заходів.
Завдання дослідження.
Наукова новизна. Уперше на підставі клінічного, біохімічного та біофізичного досліджень проведена комплексна оцінка стану клітинно-мембранного гомеостазу, функціонального стану ендотелію та мікроциркуляції у хворих із ПСХЦІ. Дослідження поглиблює уявлення про механізми розвитку і перебігу ПСХЦІ, патогенетичні ланки яких на клітинно-молекулярному рівні вивчені недостатньо. Встановлено, що ендотеліальна дисфункція, яка виявляється уже на ранніх стадіях хронічної церебральної ішемії, має провідне значення у патогенезі даного захворювання.
Встановлено, що функціональний стан ендотелію у хворих із ПСХЦІ характеризується порушенням рівноваги між синтезом оксиду азоту й ендотеліну-1 на користь останнього, зростаючи із прогресуванням захворювання, при цьому фактором розвитку окисного стресу й виникнення дефіциту оксида азоту (NO) при ПСХЦІ поряд з ішемічно-реперфузійними ушкодженнями церебрального мікроциркуляторного русла є активація синтезу прозапального цитокіну ФНП-.
Виявлено, що істотну роль у патогенезі ПСХЦІ на клітинно-мембранному рівні відіграють процеси перекисного окиснення ліпідів (ПОЛ) і гальмування антиоксидантних ферментів, які відбуваються на фоні порушення функції іон-транспортних систем і цитозольних білків еритроцитів, що супроводжується зниженням внутрішньоклітинного пулу аденозинтрифосфату (АТФ) і призводить до порушень мікроциркуляції.
Уперше розроблені нові діагностичні та прогностичні критерії стадії та перебігу захворювання на підставі отриманих даних про зміни структурно-функціональних властивостей клітинних мембран, мікроциркуляції та ендотеліальної дисфункції.
Удосконалені комплексні медикаментозні підходи до покращення та нормалізації структурно-функціонального стану клітинних мембран у хворих із ПСХЦІ.
Уперше запропоновані нові немедикаментозні методи лікування хворих із ПСХЦІ з урахуванням виявлених вузлових патогенетичних механізмів: ендоназальна широкодіапазонна КВЧ-терапія й озонотерапія.
Практичне значення одержаних результатів. Практичне значення роботи полягає в тому, що на підставі вивчення клітинно-мембранних аспектів патогенезу ПСХЦІ розроблено нові діагностичні та прогностичні критерії стадій та перебігу ПСХЦІ. Створені та впроваджені у практику патогенетично обґрунтовані методи лікування та профілактики даного контингенту хворих із застосуванням антагоністів кальцію, антиоксидантів, мембранотропних препаратів, адаптогенів та біостимуляторів.
Розроблені режими та методика ендоназальної широкодіапазонної КВЧ-терапії та озонотерапії як нових немедикаментозних засобів лікування хворих із ПСХЦІ, а також показання та протипоказання до їх застосування.
Впроваджено у практику ангіоневрології новий біостимулятор “Апіфлор” та електрофорез синтетичного нейропептиду даларгіну, що має симпатолітичну, гіпотензивну та антиноцицептивну дію.
Показана доцільність застосування мембранотропних препаратів: Танакану, Дипіридамолу, Енкаду, а також Ліпіну та -ацетилцистеїну.
Об′єкт дослідження. Клітинно-мембранні аспекти патогенезу, лікування і профілактики у хворих із початковими стадіями хронічних церебральних ішемій.
Предмет дослідження. Роль клітинно-мембранного гомеостазу, ендотеліальної дисфункції, мікроциркуляції у патогенезі початкових стадій хронічних церебральних ішемій.
Методи дослідження. Для досягнення поставленої мети в роботі використані клінічні, біохімічні, біофізичні та статистичні методи досліджень.
Апробація результатів досліджень. Основні положення дисертації викладено й обговорено на сумісному засіданні кафедр невропатології та нейрохірургії, загальної та дитячої неврології (Харків, 2003); на 37 Конгресі Угорської Спілки ЕЕГ та Клінічної Нейрофізіології, на 2 Конгресі Угорської Спілки Міжнародної Ліги Проти Епілепсії (Д’юла, Угорщина, 1996); Першій міжнародній науково-практичній конференції “Місцеве і парентеральне використання озонотерапії у медицині” (Харків, 2001), на І та II Національних Конгресах науково-практичної спілки неврологів, психіатрів і наркологів України (Харків, 1997, 2001), науково-практичній конференції “Нові технології оздоровлення природними та преформованими факторами” (Харків, 2002). За матеріалами дисертації опубліковано монографії: "Початкові форми цереброваскулярної патології" (Харків, 1997), “Клеточно-метаболические аспекты патогенеза, лечения и профилактики хронических церебральных ишемий и нейродегенеративных процессов” (Харьков, 1999), “Озонотерапія для неврологів та вертебрологів” (Харків, 2002), “Початкові стадії хронічних церебральних ішемій (патогенез, клініка, лікування, профілактика)” (Харків, 2004), “Лечебное и рациональное питание в клинике нервных болезней” (Харьков, 2003) ), “Апипрофилактика и апитерапия нервных болезней” (Харьков, 2004).
Результати дослідження впроваджені в практику в лікувальних установах м. Харкова й області: Харківській Обласній клінічній лікарні, МКЛ № 7 м. Харкова, Двурічанській Центральній районній лікарні, а також Чернігівській Обласній клінічній лікарні, Кременчуцькій міській лікарні №1, санаторії “Сосновий бір” об′єднання “Полтавасільгоспоздоровниця” (Полтавська область).
Матеріали дисертації використовуються у педагогічному процесі на кафедрі невропатології та нейрохірургії та кафедрі фізіотерапії та курортології Харківської медичної академії післядипломної освіти.
Обсяг та структура роботи. Дисертація викладена на 295 сторінках машинопису і складається зі вступу, огляду літератури, власних досліджень, висновків та практичних рекомендацій. Робота містить 56 таблиці, 32 малюнків. Показчик літератури охоплює 213 джерел, написаних кирилицею, та 78 джерел, написаних латиницею.
Особистий внесок здобувача. Автором самостійно розроблений та спланований комплекс клінічних, інструментальних та лабораторних досліджень. Особисто проведений збір даних, клініко-неврологічне обстеження хворих, обробка первинної документації, вивчення сучасної літератури за темою дисертації. Самостійно проведений поліфакторний аналіз клініко-неврологічних, біохімічних, біофізичних порушень при ПСХЦІ. Автором самостійно проводилася статистична обробка результатів досліджень, написання всіх розділів дисертації, оригінальних статей та розділів монографій за темою дослідження.
Публікації. Основні положення дисертації опубліковано у 65 друкованих роботах, у тому числі в 6 монографіях (2 індивідуально) та 1 брошурі, 3 патентах України на винахід (1 із них індивідуально), 34 статтях у наукових фахових виданнях, 10 із яких самостійні, 5 –у збірниках наукових праць, 10 –тези доповідей, 6 депонованих праць.
Матеріал та методи дослідження. Основою роботи є матеріали комплексного обстеження 234 хворих із хронічними церебральними ішеміями. З них обстежено з ППНКМ 102 осіб, з АДЕ 1-шої ст. –осіб, у 60 –мала місце ГДЕ 1-шої ст. Для порівняльної характеристики у процесі проспективного лонгітудинального обстеження (1997-2003 рр.) вивчені клініко-лабораторні показники 68 хворих, у тому числі 38 хворих з АДЕ 2-гої ст. та 30 хворих із ГДЕ 2-гої ст. Контролем були 25 практично здорових людей у віці 39-50 років.
Початкові прояви недостатності кровообігу мозку та дисциркуляторну енцефалопатію діагностували за класифікацією Інституту неврології АМН СРСР (Росія, Москва, 1985); Артеріальну гіпертензію (А.Г) встановлювали на підставі критеріїв, запропонованих комітетом експертів ВООЗ (1999). В обстеження не були включені хворі з патологією внутрішніх органів, травматичними та інфекційними захворюваннями нервової системи, супутніми ендокринними захворюваннями.
Всього чоловіків було 155, жінок –. Вік хворих складав від 39 до 59 років.
Методи дослідження включали клініко-неврологічне, електрофізіологічне (електроенцефалографія, допплерографія, ехоенцефалоскопія) та лабораторно-біохімічне обстеження хворих, включаючи дослідження ліпідного обміну. Всім хворим проводили рентгенологічне обстеження (краніографію, рентгенографію органів грудної клітки та шийного відділу хребта). У ряді випадків проводилася ЯМР-томографія голови та шийного відділу хребта. Клініко-неврологічне обстеження проводилося на підставі модифікованої формалізованої документації щодо класу судинних захворювань головного мозку, розробленої В.Д. Трошиним із співавт. (1985).
Вивчення стану мікроциркуляції проводили методом біомікроскопії бульбарної кон'юнктиви, описаним І.І. Мавровим та Б.І. Каруною (1985).
Вивчення функціонального стану ендотелію проводили шляхом визначення ендотеліну-1 і фактора некрозу пухлин альфа імуноферментним методом із використанням наборів Endothelin Elisasystem (виробництво “Amershаm”, Англія) і “ProCon TNF-” (виробництво ТОВ “Протеїновий контур”, Росія, м. Санкт-Петербург). Рівень нітриту (NO) в плазмі крові визначали фотометричним методом за реакцією Гриса.
Агрегацію Е визначали за методом Н.П. Олександрової (1974) з використанням фотометричного методу, а деформування клітин згідно з даними Г.Я. Левіна та Ю.А. Шереметьєва (1981). Дослідження морфології Е проводили за методом фазовоконтрастної мікроскопії та за допомогою електронної растрової мікроскопії. Враховували розміри агрегантів, їх форму, якість Е у стані агрегації, поверхневу цитоархітектоніку Е за системою критеріїв В.І. Старикова та Х.К. Жалілова (1981).
Для вивчення ультраструктурних характеристик мембран Е використовували метод кріофрактографії [S.E. Shullery et al., 1980].
Для дослідження динаміки розпаду та утилізації макроергічних сполук (АТФ, 2,3-ДФГ, Pн) в Е застосовували метод P-ЯМР. Спектри P-ЯМР аналізували на спектрофотометрі “СХР-200” фірми “Брукер”.
Швидкість загального, активного і пасивного транспорту Rb+ в Е визначали ізотопним методом [В.К. Лишко, 1973], швидкість входження Ca+ в Е –згідно з рекомендаціями М.І. Покудіна та співавт. (1980). Холестерин мембран Е визначали як описано у Л.К. Фінагіна (1980), а кількісний вміст фосфоліпідів –згідно з Н.Є. Кучеренко та А.Н. Васильєвим (1985). Тонкошарову хроматографію ліпідів проводили за Е. Шталем, як описано у А.А. Болдирєва (1990).
Про інтенсивність процесів ПОЛ свідчив вміст дієнових кон'югат (ДК) і малонового діальдегіду (МДА), а також хемілюмінесценція (ХЛ) [В.Б. Гаврилов та др., 1983; Е.Н. Коробєйнікова, 1983, 1989].
Спонтанну та Fe+-індуковану ХЛ визначали на біохемілюмінометрі БХЛ-06. Активність глутатіонпероксидази (GSH-P) виявляли за методом В.М. Моіна (1986), а глутатіонредуктази (GSH-R) –за методом Л.Ф. Панченко (1975).
Вміст різних форм гемоглобіну в еритроцитах оцінювали за допомогою методу диференційної спектрофотометрії, використовуючи коефіцієнти екстинкції, наведені в роботі [Zwart et al., 1981].
Статистичний аналіз показників проводили із застосуванням критерію Фішера-Стьюдента. Вплив проведених методів медикаментозної корекції на динаміку біохімічних показників виявляли за методом дисперсійного аналізу повного двофакторного експерименту [Н. Бейли, 1963]. Статистичну обробку отриманих результатів проводили з використанням пакета статистичного аналізу програми Statistica 5.0. на IBM-сумісному персональному комп'ютері.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
Аналіз клінико-неврологічного обстеження хворих показав, що на стадії ППНКМ суб’єктивні прояви переважали в клінічній картині. Вегетативний синдром був облігатним на стадії ППНКМ.
Результати клінічного обстеження показали, що у хворих із ПСХЦІ у неврологічному статуті спостерігалися розсіяні неврологічні симптоми, які залежали від стадії судинного процесу та відрізнялися нестійкістю. Вірогідно частіше у хворих із АДЕ 1-шої ст. (p<0,05), зустрічалися порушення окорухової групи черепно-мозкових нервів, болючість точок виходу трійчастого нерву, згладженість носогубних складок, зниження шкірних рефлексів, зміна сухожильних та періостальних рефлексів, рефлекторні асиметрії, легкі координаторні порушення (частіше при АГ, p<0,05), рефлекси орального автоматизму (частіше траплялися у хворих із церебральним атеросклерозом, p<0,05) та патологічні кистьові рефлекси. Об’єктивна неврологічна симптоматика з великою постійністю і частотою спостерігалась у хворих із ДЕ Іст.
Аналіз результатів дослідження вегетативної нервової системи показав, що перманентні вегетативні порушення зустрічалися у всіх хворих і характеризувалися насамперед змінами у серцево-судинній системі, що знайшло відображення у лабільності та асиметрії АТ, зміні частоти серцевих скорочень. Вегетативно-трофічні порушення клінічно частіше спостерігалися у хворих із ДЕ 1-шої ст. У понад половини хворих із ГДЕ 1-шої ст. (53,3%) на фоні перманентних розладів виникали вегетативно-судинні пароксизми симпатоадреналового (25,6 %), змішаного (25,6 %), рідше –вагоінсулярного (3,3 %) характеру, в структурі яких переважали кардіоваскулярні симптоми. Крім того, у хворих були зафіксовані цефалгічні, вестибулярні пароксизми, синкопальні стани.
Аналіз результатів дослідження мікроциркуляції дозволив виявити, що периваскулярні та внутрішньосудинні зміни мікроциркуляції зростають із прогресуванням захворювання, які більш виражені у хворих із АГ. Зростання периваскулярних змін свідчило про формування змінно-дистрофічних порушень у стінках мікросудин. Більш значними у хворих на АГ були морфометричні зміни судин у вигляді хвилястості, нерівномірності калібру, мікроаневризм, зменшенні діаметра артеріол і щільності функціонуючих капілярів, розширення венул. Внутрішньосудинні зміни були більш виражені у хворих із церебральним атеросклерозом та виражались уповільненням кровотоку, навіть до його зупинення в мікросудинах, а також розвитком внутрішньосудинної агрегації клітин крові у венулах та капілярах ("sladg syndrom"). Зазначені зміни свідчать, що в зв’язку із зростанням церебральної ішемії збільшується й вираженість периваскулярних змін, судинних та внутрішньосудинних порушень, зменшується щільність функціонуючих капілярів. Виявлені нами порушення мають системний характер, чітко корелюють із стадією та типом перебігу захворювання, а також ступенем вираженості структурно-функціонального стану Е. Таким чином, у хворих із ПСХЦІ спостерігаються ішемічно-гіпоперфузійні зміни в системі мікроциркуляції.
Вивчення гуморальних факторів, що характеризують функціональний стан ендотеліну-1 та маркера синтезу NO —NO, а також їх імовірний зв‘язок із прозапальним цитокіном ФНП- у хворих із ПСХЦІ показало, що функціональний стан ендотелію характеризувався змінами співвідношення між синтезом основного фактора релаксації –оксиду азоту та одним із найпотужніших вазоконстрикторних агентів –ендотеліном-1.
Зниження вмісту в плазмі крові маркера синтезу NO - нітриту від 3,24±0,45 мкмоль/л у контрольній групі до 1,66±0,24 мкмоль/л у групі хворих із ППНКМ супроводжувалось зростанням концентрації Е-1 від 1,60±0,04 пмоль/л до 2,610,22 пмоль/л відповідно. В результаті цього відбувалося зниження співвідношення NO/Е-1 більш, ніж у 3 рази (від 2,03 у контролі до 0,64 у групі з ППНКМ) (мал. 1, 2).
Малюнок 1. Рівень ендотеліну в плазмі хворих із ПСХЦІ
Примітка:
) * - розбіжності вірогідні в порівнянні з контрольною групою (р<0,05);
) # - розбіжності вірогідні в порівнянні з групою ППНКМ (р<0,05).
Малюнок 2. Рівень нітриту в плазмі хворих із ПСХЦІ
Примітка:
) * - розбіжності вірогідні в порівнянні з контрольною групою (р<0,05);
) # - розбіжності вірогідні в порівнянні з групою ППНКМ (р<0,05).
При прогресуванні захворювання у хворих із ДЕ 1-шої ст. вміст нітриту в крові зростав в 1,7 разу (р<0,05) і наближався до контрольних значень, а Е-1 - у 2 рази (р<0,05) в порівнянні з групою з ППНКМ і в 4,3 разу (р<0,01) у порівнянні з контролем. При цьому співвідношення концентрацій NO/Е-1 досягало значення 0,54.
З огляду на вирішальне патогенетичне значення процесів перекисного окиснення ліпідів у розвитку ПСХЦІ, а також дані про запальне походження ендотеліальної дисфункції (ЕД), досліджено рівень прозапального цитокіну ФНП-, потужного індуктора окисного стресу в крові зазначених груп хворих. Встановлено, що концентрація ФНП- наростала зі збільшенням стадії захворювання: у 1,5 (0,05<р<0,1) у групі з ППНКМ і в 2,7 разу (р<0,01) у групі з ДЕ 1-шої ст. у порівнянні з контролем (мал. 3).
Малюнок 3. Рівень фактора некрозу пухлин альфа у плазмі хворих із ПСХЦІ
Примітка: * - розбіжності вірогідні в порівнянні з контрольною групою (р<0,05).
Виявлене нами зниження концентрації маркера синтезу NO- нітриту в плазмі крові хворих із ППНКМ може призводити до порушення NO-залежного розслаблення артерій, у тому числі судин, що забезпечують кровопостачання мозку. Оскільки NO є інгібітором синтезу Е-1 через механізм, що включає утворення цГМФ, ймовірне збільшення синтезу Е-1 у цій групі хворих частково обумовлено порушенням синтезу NO. Фактором активації синтезу NO і збільшення концентрації нітриту в крові хворих із ДЕ 1-шої ст. є вірогідне зростання надходження в кровотік прозапального цитокіну ФНП-. Подальше зростання вмісту Е-1 в крові цієї групи хворих може бути розцінено як наслідок утрати метаболічного контролю NO за синтезом Е-1 як у результаті деградації оксиду азоту, так і з інших причин. Наслідком відзначених метаболічних порушень у крові хворих із ПСХЦІ є зсув рівноваги між вазодилататором, антиагрегантом NO і вазоконстриктором Е-1 в бік останнього. Прогресуюче зменшення індексу NO/Е-1 може бути діагностичним критерієм стадії та типу перебігу захворювання.
Відомо, що становлення проявів ПСХЦІ відбувається на фоні активації процесів ПОЛ, що збільшує дефіцит ендогенного NO за рахунок його прискореної деградації активними формами кисню. Крім того, взаємодія NO із супероксидом (та іншими кисневими радикалами) призводить не тільки до втрати вазодилатуючого потенціалу NO, але й до утворення високотоксичного пероксинітриту. Виявлене нами зростання концентрації ФНП- в крові хворих із ПСХЦІ є важливим чинником розвитку окисного стресу та може бути критерієм стадії та типу перебігу захворювання.
Як відомо, найбільш важливі клітинні функції людини, які охоплюють секрецію гормонів, ріст клітин та їх імунну відповідь, перебувають під контролем цAMФ та цГМФ. Це означає, що для вияснення ролі циклічних нуклеотидів у здійсненні тієї чи іншої функції клітин необхідно визначати у тканинах та крові концентрацію обох нуклеотидів –цAMФ та цГМФ.
Дослідження вмісту цAMФ та цГМФ у плазмі крові хворих із ПСХЦІ показало зменшення концентрації цAMФ та збільшення цГМФ, які з прогресуванням судинно-мозкової недостатності хвилеподібно змінювались.
Встановлене нами зниження концентрації цAMФ у плазмі крові має важливе значення, оскільки як відомо, цей циклічний нуклеотид регулює стан і функцію потенціал- та рецептор-залежних Ca+ каналів, а також Na+-K+-котранспорту плазматичної мембрани нейрональних та гладком’язових судинних клітин. Важливим є той факт, що цAMФ-залежна форма протеїнкінази регулює рівень фосфорилювання білків цитоскелету в клітинах гладкої мускулатури, впливаючи тим самим на процеси спазму та розслаблення судинної системи. У клітинах нервової системи виявлені також три форми протеїнкіназ, які активуються комплексом Ca+-кальмодулін і здатні фосфорилювати білки, які впливають на співвідношення цитоплазматичного пулу цAMФ та цГМФ [А.А. Болдырев, 1990]. Вважають, що подібні зміни співвідношення цAMФ та цГМФ у цитоплазмі клітин пов’язані з порушенням функції аденілатциклази. З цього випливає, що на початкових стадіях церебральних ішемічних дизгемій може порушитися функціональний стан субодиниці аденілатциклази та фосфодіестерази, які регулюють рівень циклічних нуклеотидів у цитоплазмі клітин.
Важливим патогенетичним фактором у механізмі розвитку ПСХЦІ є перекисне окиснення ліпідів.
При дослідженні рівня спонтанного та Fe+-індукованого ПОЛ методом ХЛ було встановлено, що плазма крові у хворих із ПСХЦІ має більш високий рівень випромінювання, ніж еритромаса, у якої період зростання ХЛ після додавання Fe+ був удвічі нижчим. Це пов’язано з індукцією процесів ПОЛ у ліпопротеїдах крові внаслідок їх модифікації або зменшення кількості антиоксидантів, що циркулюють у крові. Інтенсивність спонтанного випромінювання плазми зростає у разі ППНКМ. При енцефалопатіях різницю було встановлено тільки у випадку атеросклеротичної дисциркуляторної енцефалопатії (АДЕ). У випадку індукованої ХЛ вірогідну різницю було виявлено тільки у хворих із ППНКМ. Слід відзначити, що рівень спонтанної ХЛ плазми при АДЕ та гіпертонічній дисциркуляторній енцефалопатії (ГДЕ) у першому випадку був вірогідно (p<0,05) вищим, ніж у другому.
При проведенні аналізу ХЛ еритромаси вірогідну різницю було встановлено тільки при АДЕ і ГДЕ, причому це стосувалось як спонтанного, так і індукованого випромінення. У випадках АДЕ спонтанна ХЛ також була вищою за нормальний рівень, але вірогідно нижчою, ніж при ППНКМ, що може бути пов’язано з розвитком ішемічних явищ.
Підвищення рівня ХЛ в еритромасі при ППНКМ не спостерігалося, тоді як при АДЕ та ГДЕ 1-шої ст. інтенсивність ПОЛ зростала, що може бути пов’язано із зміною активності антиоксидантних систем цих клітин при прогресуванні захворювання. Активація процесів ПОЛ в еритроцитах при ППНКМ та АДЕ підтверджувалася при дослідженні рівня ДК і МДА. При дослідженні вмісту ДК і МДА у суспензії еритроцитів у хворих із ПСХЦІ у всіх випадках виявлялося збільшення рівня цих продуктів у мембранах еритроцитів (мал. 4).
Малюнок 4. Рівень ДК і МДА, активність GSH-R і GSH-P у суспензії еритроцитів у хворих із ПСХЦІ.
Так, при ППНКМ рівень ДК зростав на 19 % порівняно з нормою, а при ГДЕ 1-шої ст. та АДЕ 1-шої ст. на 23-25 %. Аналогічні дані отримано при дослідженні рівня МДА у суспензії еритроцитів. Таким чином, при ПСХЦІ в Е активуються процеси ПОЛ, які поглиблюються в зв’язку з погіршенням мозкового кровообігу і патологічного стану судинної системи. У зв’язку з цим можна вважати, що у хворих із ПСХЦІ у тканині головного мозку відбувається активація вільнорадикального окислення ліпідів, продукти якого суттєво впливають на патогенез ПСХЦІ.
Як показано на мал. 4, однією із суттєвих причин посилення процесів ПОЛ у хворих із ПСХЦІ є зниження активності антиоксидантних глутатіонвмісних ферментів внаслідок порушення синтезу відновленого глутатіону, який значною мірою забезпечується ферментом глутатіонредуктазою GSH-R). В процесах нейтралізації продуктів ПОЛ активну участь бере GSH-P, яка виступає в ролі “пастки” вільних радикалів. Можна побачити, що при всіх формах ПСХЦІ активність цього ферменту знижена вдвічі, особливо при ППНКМ, із чого можна зробити висновок, що посилення процесів ПОЛ і зниження активності ферментів глутатіонзалежної антиоксидантної системи може розглядатися як важливий патогенетичний ланцюг розвитку ПСХЦІ, оскільки ліпоперекиси деструктивно впливають на білкові та ліпідні компоненти крові та мембрани клітин.
При біохімічному дослідженні рівня ліпідів у крові нами встановлено більш значні кількісні зміни ліпідів при ППНКМ. Виявлено, що гіперліпопротеїдемія при ППНКМ 2-го А,Б та 4-го типів зустрічається в 28 %, а при ГДЕ 1-шої ст. –в 16 % випадків. Найбільш вірогідно при ППНКМ, у порівнянні з ГДЕ 1-шої ст., підвищений вміст тригліцеридів, що визначає більш значну розповсюдженість 4-го типу патології.
Таким чином, згідно з нашими даними, вміст ліпідів у сироватці крові хворих із ПСХЦІ спостерігався значно збільшеним. Порівняно з контролем визначалося також вірогідне підвищення рівня холестерину, -ліпопротеїдів, тригліцеридів, сумарних атерогенних ліпопротеїдів і коефіцієнта атерогенності (p<0,001). При цьому відбувалося накопичення в мембрані еритроцитів холестеринових фракцій, що призводить до збільшення холестерин/фосфоліпідного індексу мембран.
Таким чином, у зв’язку з прогресуванням патології відзначено більш виражені зміни ліпідного обміну, особливо у хворих з атеросклерозом, у яких збільшуються проатерогенні показники.
Дослідження вмісту холестерину, його фракцій (дигідрохолестерину, епіхолестерину, холестерину-ацетату) та його ефірів, а також фосфоліпідів у мембранах еритроцитів показало, що на ранніх стадіях захворювання ППНКМ відбувається накопичення холестерину, а також його фракцій і ефірів у мембранах клітин.
У зв’язку з прогресуванням церебральної ішемії відбувається подальше накопичення холестерину, більш виражене у хворих із церебральним атеросклерозом. Тому у хворих ПСХЦІ виникає холестериноз мембран еритроцитів, що приводить до зменшення еластичності їх мембран. У зв’язку з прогресуванням церебральної дисгемії відбувається прогредієнтне збільшення холестерин/фосфоліпідного індексу мембран Е, що свідчить про зростання процесу холестеринозу як в Е, так і в інших клітинах органів і тканин, зокрема –в ендотелії судин головного мозку. Як наслідок, перерозподіл кількості холестерину та його накопичення в мембрані може розглядатися як прогностично несприятлива ознака хвороби.
У хворих із ПСХЦІ спостерігався досить чіткий взаємозв’язок між холестерин/фосфоліпідним індексом мембран Е з одного боку і такими їх функціональними властивостями, як агрегація та деформованість, а також показником морфології. Так, у зв’язку зі збільшенням вмісту холестерину у мембрані посилювалась агрегація клітин і зменшувалась їх деформабельність. Змінювалась також цитоархітектоніка еритроцитів, тобто зростала доля “старих” і дегенеративних форм клітин.
Холестериноз мембран є важливою причиною порушення функції мембранозв’язаних ферментів, що регулюють транспорт іонів K+, Na+, Ca+. Нами встановлено, що у хворих із ППНКМ вхід Rb+ в Е знижувався в 1-шій стадії АДЕ на 20 % порівняно з контролем (p<0,05). Це свідчило про те, що на початкових стадіях розвитку атеросклеротичної церебральної дисгемії відбувається порушення функціонування іон-транспортувальних систем у Е, відповідальних за транспорт К+ до клітини. Це підтверджувалося в дослідах із вивчення процесів транспорту іонів при застосуванні інгібітора Na+-K+-АТФ-ази оубаїну. Якщо вважати, що активність Na+-K+-АТФ-ази залежить від фосфоліпідного оточення та вмісту холестерину, можна припустити залежність процесів інгібування іонного переносника від ступеня холестеринозу цитоплазматичних мембран. Однак у випадках відсутності вираженого холестеринозу мембран клітин транспорт іонів K+ може змінюватися не в такій вираженій формі. Так, дослідження транспорту Rb+ в Е у хворих із церебральними дисгемічними ішеміями гіпертонічного генезу показало відсутність вірогідних змін цього процесу щодо співвідношення до церебрального атеросклерозу. Зіставляючи ці дані, можна визначити, що при прогресуванні церебрального атеросклерозу бар’єрні властивості мембран Е щодо співвідношення до транспорту К+ порушуються, але при дослідженні транспорту Ca+ в Е при різноманітних формах ПСХЦІ було виявлено дещо іншу картину, яка полягала в тому, що при ППНКМ вхід Ca+ в Е полегшувався й перебільшував контроль на 82 % (p<0,05), а при ГДЕ –на 90 %. Підвищений вхід Ca+ в Е є прогностично несприятливою ознакою, оскільки цей іон контролює стан апарату скорочення нейрональних та судинних клітин. Якщо екстраполювати ці дані на гладком’язові клітини інтими судин головного мозку, можна досить впевнено стверджувати, що відбуваються глибокі порушення судинного тонусу при виникненні ППНКМ та ГДЕ 1-шої ст. Не виключено, що в основі підвищеного входження Ca+ в Е при ЦВП є більш глибокі причини, пов’язані з порушенням механізмів канального входу Ca+ або функції Na+/Ca+ обмінника.
Активація процесів ПОЛ та зміна іонного гомеостазу в Е є важливим фактором порушення генерації та розпаду важливіших макроергів (АТФ, АДФ, 2,3-ДФГ), які регулюють транспорт та утилізацію нейрональними клітинами кисню.
Результати проведених досліджень показують, що в зв’язку з розвитком та поглибленням різних форм ПСХЦІ концентрація АТФ в Е знижується. При чому, якщо при ППНКМ , АДЕ 1-шої ст. та ГДЕ 1-шої ст. цей процес мав характер тенденції, то при переході до АДЕ 2-гої ст. та ГДЕ 2-гої ст. зменшення АТФ має вірогідний характер (p<0,05), що свідчить про швидкий розпад цього макроерга або порушення його синтезу. Вміст 2,3-ДФГ в Е у хворих із церебральними ішемічними дисгеміями на різних стадіях, обумовлених як атеросклерозом, так і гіпертонічною хворобою, були приблизно однаковими, тобто вірогідної різниці внутрішньоклітинного вмісту цього макроерга у всіх групах хворих порівняно з контролем не виявлено.
Дослідження динаміки розпаду макроергічних сполук в Е методом Р-ЯМР (мал. 5.) показали, що після експозиції впродовж декількох годин у середовищі без глюкози в спектрі з’являється сигнал неорганічного фосфату справа від сигналів 2,3-ДФГ. У спектрі Р-ЯМР Е хворих із ДЕ 1-шої ст. сигнали 2,3-ДФГ настільки поширені порівняно з аналогічними сигналами здорового донора, що резонанс фосфату у 3 та 2 положеннях зливаються і не реєструються окремо, що свідчить про неоднорідність насичення Е киснем у хворих із ПСХЦІ. На відміну від крові здорового донора, в Е хворого з ПСХЦІ як гіпертонічного, так і атеросклеротичного генезу відразу після приготування зразка з’являється сигнал неорганічного фосфату (сигнал при 0,10-0,15).
Малюнок 5. Типові спектри Р-ЯМР фосфорорганічних сполук в еритроцитах здорових (а) та хворих із ПСХЦІ (б) за даними ЯМР-спектрометрії на ядрах Р.
Ці дані показують, що при розвитку різних форм ПСХЦІ відбувається дуже швидкий розпад макроергічних сполук, порівняно з нормальними клітинами. Про це свідчить і той факт, що сигнали атомів фосфору при патології зміщені в ділянку більш сильного поля, ніж у нормі. Це вказує на більш низьке значення внутрішньоклітинного фосфату, яке виникає в результаті розпаду макроергічних сполук і накопичення лактату в клітинах. Аналогічні явища відбувалися в Е у хворих із ГДЕ 1-шої ст..
Таким чином, отримані результати вказують на швидке виснаження пулу АТФ в Е у хворих із ПСХЦІ, що може призводити до порушень функції гемоглобіну і бути однією з причин недостатності забезпечення тканин киснем. У зв’язку з поглибленням ступеня вираженості церебральної ішемії, збільшення концентрації 2,3-ДФГ, очевидно, має компенсаторний характер, спрямований на підтримку функцій гемоглобіну. Проведене нами вивчення стану різних форм гемоглобіну в Е показало, що у хворих із ПСХЦІ спостерігається порушення функціональної рівноваги різних форм гемоглобіну в Е. Так, при всіх видах патології спостерігається вірогідне підвищення частки Е, із підвищеним вмістом метгемоглобіну, який не спроможний транспортувати кисень до тканин. У зв’язку з поглибленням патологічних процесів у клітинах знижується вміст оксигемоглобіну і підвищується рівень дезоксигемоглобіну, молекули якого, очевидно, втрачають здатність приєднувати кисень у повному обсязі.
Таким чином, при розвитку ПСХЦІ в Е виникає патологічний ланцюг процесів, який веде до підтримки гіпоксії структур головного мозку, серед яких найбільшою чутливістю відрізняються нейрони кори мозку та клітини нейроглії. Внаслідок наявності в гемоглобіні молекул кисню у Е завжди існують умови для генерування активних форм кисню типу супероксиданіон-радикалів, гідроксирадикалів, які реагують із різними компонентами клітин, призводячи до їх деструкції. Порушення цими молекулами фосфоліпідів мембран полегшує розвиток процесів ПОЛ, продукти якого мають високу активність і спроможні модифікувати не тільки властивості мембран клітин, але й внутрішньоклітинні структури Е (гемоглобін, ферменти гліколізу, білки примембранного цитоскелетного комплексу). З цього випливає, що при ПСХЦІ виникають умови для структурної модифікації властивостей гемоглобіну, що сприяє підтримці гемічної гіпоксії в зв’язку з поглибленням як ППНКМ, так і різних форм дисциркуляторних енцефалопатій.
Порушення транспорту іонів внаслідок розвитку процесів ПОЛ і зростання холестеринозу мембран, яке супроводжується швидким розпадом макроергів, призводить до порушення функції білків цитоскелета, що знайшло відображення в порушенні процесів деформації, агрегації і цитоархітектоніки Е (мал. 6).
Дослідження цитоархітектоніки Е за допомогою електронної та фазовоконтрастної мікроскопії показало, що у хворих із ППНКМ спостерігається підвищення трансформації дискоцитів у “старі” форми головним чином за рахунок збільшення числа ехіноцитів та стоматоцитів. Показник морфології Е у хворих із ППНКМ становив 18,30±0,36, а у хворих АДЕ 1-шої ст. спостерігається більш активний процес переходу дискоцитів у “старі” клітини порівняно з ППНКМ. Зростала кількість ехіноцитів, стоматоцитів, а також водночас з’являлися деструктивні, дегенеративні (проміжні) форми клітин.
У випадках АДЕ 2-гої ст. виявлено подальший розвиток патологічного стану в Е: зростав процент вмісту ехіноцитів, стоматоцитів, сфероцитів, а також кількість дегенеративно змінених клітин. У хворих із ГДЕ 1-шої ст. спостерігалася прискорена трансформація дискоцитів в ехіноцити та чашоподібні еритроцити –стоматоцити, причому кількість стоматоцитів була більш високою, ніж при ППНКМ, обумовленими церебральним атеросклерозом. У хворих із ГДЕ 1-шої ст. спостерігалося прогресивне погіршення поверхневої цитоархітектоніки клітин, показник морфології становив 20,4±0,8. В процесі розвитку ГДЕ 2-гої ст. виникало подальше погіршення морфологічних властивостей Е. Поряд з ехіноцитами та стоматоцитами з’являлися сфероцити й дегенеративно змінені клітини, в тому числі й деструктивні.
Малюнок 6. Деформованість, агрегація й показник морфології еритроцитів у хворих на різних стадіях ПСХЦІ
Примітка: * –вірогідно в порівнянні з контролем (р<0,05).
Таким чином, ступінь вираженості порушень поверхневої цитоархітектоніки еритроцитів може становити діагностичний критерій стадії захворювання, а зростання числа дегенеративних та деструктивних форм –несприятливу діагностичну ознаку перебігу захворювання.
За допомогою кріофрактографії виявлено, що в залежності від початкового стану мембран клітин і, зокрема співвідношення холестерин–фосфоліпіди, змінюється морфологія клітин на ультраструктурному рівні. Порівняно з контролем, для якого характерний хаотичний розподіл високомолекулярних частинок на зовнішній та внутрішній поверхнях сколу з відносно гладкою мембранною поверхнею, у клітинах, збагачених холестерином, спостерігалося збільшення подібних частинок на внутрішній поверхні та їх зменшення на зовнішній поверхні. Такий перерозподіл щільності частинок звичайно пов’язують із посиленням взаємодії білків цитоскелета з мембраною.
У зв’язку з прогресуванням ПСХЦІ цитоархітектоніка та внутрішньосудинна агрегація клітин змінювалась. В усіх обстежених хворих спостерігалася підвищена спонтанна агрегація Е порівняно з нормою. Так, якщо в контролі агрегація сягла 37,8±1,8 % опт. щільн., то у хворих АДЕ 1-шої ст. –,82±1,0 % опт. щільн., а при ППНКМ –,54±1,2 % опт. щільн. Переважаючими формами накопичення Е були деформовані “монетні стовпчики” та слабогілчасті агрегати 4-6 класів. У хворих з АДЕ 2-гої ст. агрегаційна здібність клітин була більш високою і становила 50,56±1,02 % опт. щільн. Більшість Е знаходилося в стані великогілчастої та кулеподібної агрегації, що збігалося з 7-9 класами агрегації. У хворих із ППНКМ та ГДЕ 1-шої ст. агрегація була ще більш посиленою, ніж при АДЕ 1-шої ст. Таким чином, ступінь вираженої спонтанної агрегації еритроцитів та її тип можуть бути діагностичними критеріями стадії захворювання.
Таким чином, порушення агрегації Е, їх деформованість, поряд зі зміною їх цитоархітектоніки сприяють поглибленню порушень мікроциркуляції, що підтримує явища гіпоксії клітин головного мозку вже на початкових стадіях захворювання.
Сукупність отриманих даних і аналіз літератури з проблеми ПСХЦІ наведені на мал. 7, із якого випливає, що пусковими механізмами, які лежать в основі ініціації й розвитку ПСХЦІ при церебральному атеросклерозі, є порушення обміну ліпідів та холестерину, а при ГХ домінують порушення функції деяких ферментних систем, що генерують активні форми кисню та ініціюють процеси ПОЛ, продукти якого руйнують мембрани клітин головного мозку та його судин. Це приводить до модифікації функції аденілатциклази, циклічних нуклеотидів, - і -рецепторів, що порушує іонний гомеостаз і контрактильні системи клітин, які регулюють їх форму й об’єм. Ми вважаємо, що одним із важливих факторів у патогенезі розвитку ПСХЦІ є активація процесів ПОЛ, впродовж якої формуються первинні, проміжні та кінцеві високоактивні сполуки (малоновий діальдегід), що деструктивно впливають на структуру білків і ліпідів мембран клітин. Ендоперекиси ліпідів модифікують гідрофобні властивості мембрани, зокрема, функції транспортних білків, особливо, Na+, K+, Ca+-АТФ-ази, що сприяє накопиченню Ca+ у клітині. Це викликає стимуляцію фосфоліпази й ліпоксигенази, які контролюють розпад фосфоліпідів і арахідонової кислоти до активних метаболітів, в тому числі простацикліну (ПF1a) і тромбоксану (ТХА), що порушує тромбоцитарно-судинний гомеостаз. Важливим наслідком активації процесів ПОЛ є також властивість їх продуктів деструктивно впливати на макроергічні сполуки та структури гемоглобіну.
Фактором, що сприяє виникненню та прогресуванню церебральної ішемії, є ендотеліальна дисфункція у вигляді зміни співвідношення між синтезом основного фактора релаксації оксиду азоту та одним із найпотужніших вазоконстрикторних агентів –ендотеліну-1 в напрямку до останнього. Прогресування захворювання супроводжується втратою контролю NO за синтезом ендотеліну-1 та посилення ендотеліальної дисфункції у результаті активації реакції перекисного окиснення ліпідів, що призводить до посиленої деградації ендогенного NO. Водночас фактором розвитку окисного стресу та виникнення дефіциту NO поряд з ішемічно-реперфузійними порушеннями церебрального мікроциркуляторного русла є активація синтезу прозапального цитокіну ФНП-. Такі структурно-функціональні зміни у клітинах приводять до порушення мікроциркуляції у судинах головного мозку з розвитком та поглибленням його гіпоксії, а також прогресування неврологічного дефіциту.
Біомеханічний стрес
(гіпо-гіперперфузія)
|
Порушення гормональної регуляції |
|
Нейрогормонально обумовлене порушення ліпідного обміну і генетично детерміноване порушення синтезу каталітичних білків |
|
Поверхневе утворення АФК |
|
Вплив на α –і β – рецептори мембран клітин |
|
Модифікація функцій аденілатциклази |
|
Порушення метаболізму арахідонової кислоти |
|
Гіперліпідемія, порушення обміну холестерину |
|
Підвищення входу Са+ в клітини |
Порушення співвідношення пулу сАМР/сGМР
|
Зміна активності тромбоксан-простациклі-нової системи |
|
Холестериноз мембран |
|
Активація процесів ПОЛ |
|
Втрата еластичності мембран клітин |
|
Порушення іон-тран-спортних і рецептор-них властивостей мембран |
|
Модифікація властивос-тей гемоглобіну, збіль-шення пулу еритро-цитів, що містять Нb |
Збільшення контрактиль-ності, реактивності і чутливості скорочувальної системи клітин: підтриман-ня спазму судин, збільшен-ня співвідношення NO/E-1
Модифікація функції потенціал –і рецептор –залежних Са+ каналів і Nа+ -, К+ - контранспорту плазматичних мембран
Збільшення входу Ca+: порушення функції білків цитоскелета і активація фосфоліпаз
Деструк- ція ерит-роцитів
Порушен-ня транс-порту О
|
Зміна форми і об’єму клітин |
Порушення еритроцитарного і тромбоцитарно-судинного гомеостазу
|
Зміна адгезивних властивостей поверхні плазматичних мембран |
|
Деградація АТР; компенсаторне збільшення 2,3 - DPG |
|
Накопичення у плазмі іонізованої форми Fe |
|
Розвиток гіпоксії тканин і блокада мікроциркуляторної системи |
Малюнок7. Схемарозвиткупорушень клітинно-мембранного гомеостазу при ПСХЦІ розвитком ішемії/гіпоксії за типом „хибного кола”.
Виявлені метаболічні та клітинно-мембранні порушення у складі Е і нейрональних структурах можуть бути причиною виникнення клінічних проявів неврологічної патології, які потенціюються на фоні успадкованих факторів, супутніх хронічних інфекцій, травм, а також наявності таких факторів ризику, як гіподинамія, психоемоційний стрес, дисбаланс у харчуванні, паління та інші. Комплекс цих факторів сприяє порушенню функцій механізмів, що регулюють діяльність серцево-судинної, вегетативної, нервової систем, а також виникненню структурно-функціональної перебудови плазматичних мембран ендотелію, нейронів, кардіоміоцитів.
З урахуванням зазначених вище фізико-хімічних змін, розроблено схему їх медикаментозної корекції (табл. 1).
Таблиця 1.
Варіанти медикаментозного лікування хворих із ПСХЦІ
|
Група |
Кількість хворих |
Призначення медикаментозних препаратів |
|
1-ша |
19 |
Базисна терапія (кавінтон, ноотропи, транквілізатори, вегетотропні препарати, есенціальні фосфоліпіди) |
|
2-га |
21 |
Базисна терапія + комплекс антиоксидантів: “Танакан” + дипіридамол, 25 мг 3 р./д. 24-25 днів |
|
3-тя |
18 |
Базисна терапія + “Апіфлор” табл. 3 р./д. 20-25 днів |
|
4-та |
20 |
Базисна терапія + ніфедипін (фенігідин) мг 2-3 р./д. 18-24 дня |
|
5-та |
29 |
Базисна терапія + “Танакан” + дипіридамол + “Апіфлор” + антагоністи кальцію у вищевказаних дозах –-24 дня. |
Як випливає з табл. 1, на фоні базисної терапії (кавінтон, ноотропи, транквілізатори, вегетотропні препарати, есенціальні фосфоліпіди), застосовувався комплекс антиоксидантів –дипіридамол (курантил) у поєднанні з екстрактом гінкго білоба, новим біологічно активним продуктом “Апіфлор”, що містить квітковий пилок, бджолине маточне молочко, екстракт лікарських рослин, а також з антагоністами кальцію. Було встановлено, що максимального ефекту у лікуванні хворих із ПСХЦІ з урахуванням порушень клітинно-мембранного гомеостазу можна досягнути тільки в разі комплексної терапії, яка включає антиоксиданти, дипіридамол і “Танакан”, адаптоген “Апіфлор”, а також антагоніст кальцію –фенігідин.
Стосовно ролі захисту мембран і регуляторних систем нейронів при ПСХЦІ екзогенними антиоксидантами від руйнівної дії вільних радикалів і продуктів ПОЛ слід відзначити, що більш ефективної протекції ішемічного мозку можна очікувати від застосування гідрофільних антиоксидантів (“Танакан”, -ацетилцистеїн), які легко проникають крізь гематоенцефалічний бар’єр, а не від гідрофобних антиоксидантів (токоферол, іонол, ліпін) із відстроченим ефектом [А.А. Болдирев, 1995]. У зв′язку з цим для лікування хворих з ПСХЦІ нами використаний -ацетилцистеїн у дозі 600-1000 мг на добу. Протягом дослідження було встановлено, що -ацетилцистеїн сприяє стабілізації мембран еритроцитів.
Проведена нами медикаментозна корекція деформабельності й агрегації Е у хворих із ПСХЦІ дозволила зменшити час фільтрації клітин при всіх методах лікування. Однак найзначніший результат спостерігався у хворих, які одержали терапію з включенням комплексу антиоксидантів, антагоністів кальцію та “Апіфлору”. Більш виражений терапевтичний ефект при застосуванні вказаного вище комплексу може бути пов’язаний із зниженням холестеринозу мембран і зниженням процесів ПОЛ.
Разом із тим прийом зазначених вище препаратів не впливав на інтраеритроцитарний вміст (p>0,01) АТФ і 2,3-ДФГ у клітинах у 80 % хворих. У 20 % випадках у хворих із ППНКМ відмічалася тенденція до нормалізації співвідношення основних макроергів (АТФ, 2,3-ДФГ) в Е під дією “Апіфлору”, що дозволяє рекомендувати цей препарат для нормалізації метаболізму енергетичних процесів у клітинах. Очевидно, включення “Апіфлору” у комплексну терапію хворих із ПСХЦІ у випадках зниження концентрації АТФ у клітинах є доцільним поряд з іншими препаратами.
Виявлена позитивна динаміка показників мікроциркуляції, процесів ПОЛ, глутатіонвмісних ферментів, а також покращення клінічного стану хворих після проведеної нами патогенетичної терапії підтверджують необхідність більш широкого застосування антагоністів кальцію, антиоксидантів (комплекс “Танакан” + Дипіридамол, -ацетилцистеїн), а також вітчизняного препарату фосфатидилхоліну “Ліпін” та, особливо, їх комплексного застосування в терапії ППНКМ, ГДЕ 1-шої ст. й АДЕ 1-шої ст.
Разом із тим, ураховуючи патогенетичні механізми перебігу цереброваскулярної патології, ми вважаємо доцільним використання диференційованої терапії при різних формах ПСХЦІ.
У хворих із ГДЕ 1-шої ст. доцільним є застосування ендоназального введення за допомогою електрофорезу даларгіну (патент України №43689).
Ми розробили метод ендоназальної широкодіапазонної КВЧ-терапії, що має гіпотензивну, симпатолітичну та антицефалгічну дію, покращує структурно-функціональні властивості Е і водночас знижує їх агрегаційну здатність та деформованість.
Озонотерапія внаслідок значного позитивного впливу на мікроциркуляторне русло та структурно-функціональні властивості еритроцитів значно розширює терапевтичний потенціал лікування даного контингенту хворих, знижує собівартість лікування та добре переноситься (патент України №43689).
Проспективні дослідження ендотеліальної дисфункції і показників мікроциркуляції у хворих із прогредієнтно-пароксизмальним типом перебігу ПСХЦІ через 4 роки показали зсув у системі вазодилататорів й вазоконстрикторів у бік останніх, збільшення вмісту прозапального цитокіну ФНП-. У хворих цієї ж групи більш вірогідно змінювались показники морфології й агрегації еритроцитів, що призводило до більш виражених порушень мікроциркуляції. Таким чином, співвідношення NO/Э-1, показники морфології й агрегації еритроцитів, показники мікроциркуляції є прогностичними критеріями перебігу захворювання.
Проспективне дослідження у 36 хворих із початковою дисциркуляторною енцефалопатією, що приймали антиоксиданти, антагоністи кальцію, метаболіти та мембранопротектори, показали, що трансформація в ДЕ ІІ ст. відбулася лише у 25 %, також не зафіксовано жодного випадку розвитку транзиторних ішемічних атак, інсульту та інфаркту міокарда. У вибірково складеній групі порівняння аналогічна трансформація виявлена у 72,5 %, а гострі порушення мозкового кровообігу відзначалися у 25 %.
Таким чином, ми вважаємо доцільним більш широкий комплексний підхід до діагностики та лікування хворих із ПСХЦІ з урахуванням метаболічних та структурних механізмів розвитку даного виду патології на клітинно-мембранному рівні.
ВИСНОВКИ
ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ
Запропоновано для впровадження в практику роботи спеціалізованих судинних відділень і кабінетів такі практичні рекомендації.
АНОТАЦІЯ
Малахов В.О. Клітинно-мембранні аспекти патогенезу, лікування і профілактики початкових стадій хронічних церебральних ішемій.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора медичних наук за фахом 14.01.15. –нервові хвороби. —Харківська медична академія післядипломної освіти МОЗ України. —Харків, 2004.
Дисертація містить дані про структурно-функціональні особливості стану мембран еритроцитів, систему циклічних нуклеотидів, гемодинаміку і мікроциркуляцію в аспекті їх причинно-наслідкового взаємозв'язку в патогенезі початкових стадій хронічних церебральних ішемій (початкових проявів недостатності кровопостачання мозку і початкової дисциркуляторної енцефалопатії).
Завдяки проведеним дослідженням були виявлені ішемічно-гіпоперфузійні порушення у мікроциркуляторному руслі, а також ендотеліальна дисфункція за даними співвідношення NO/ендотелін-1, а також прозапального цитокіну фактора некрозу пухлин альфа. Порушення клітинно-мембранного гомеостазу характеризуються змінами індексу цАМФ/цГМФ, посиленням процесів перекисного окиснення ліпідів у мембранах еритроцитів, холестеринозом мембран, порушенням транспорту біокатіонів Na+, K+, Ca+, змінами співвідношення основних макроергів АТФ та 2,3-ДФГ, зниженням активності глутатіонвмісних ферментів, змінами у цитоархітектоніці, посиленням агрегації, зменшенням деформабельності еритроцитів. Розроблені нові діагностичні та прогностичні критерії та тести стадій та перебігу ПСХЦІ з урахуванням виявлених порушень. Запропонована диференційована медикаментозна та немедикаментозна корекція виявлених порушень із застосуванням альфа-ацетилцистеїну, енкаду, ліпіну. Запропоновано метод широкодіапазонної ендоназальної КВЧ-терапії й озонотерапії.
Ключові слова: початкові стадії хронічних церебральних ішемій, початкові прояви недостатності кровообігу мозку, початкова дисциркуляторна енцефалопатія, мембрана еритроцитів, перекисне окиснення ліпідів, мембранопротектори, КВЧ-терапія, озонотерапія, ендотеліальна дисфункція, мікроциркуляція.
АННОТАЦИЯ
Малахов В.А. Клеточно-мембранные аспекты патогенеза, лечения и профилактики начальных стадий хронических церебральных ишемий.
Диссертация на соискание учёной степени доктора медицинских наук по специальности 14.01.15. –нервные болезни—Харьковская медицинская академия последипломного образования МЗ Украины. —Харьков, 2004.
Диссертация содержит данные о структурно-функциональных особенностях состояния мембран эритроцитов, системы циклических нуклеотидов, гемодинамики и микроциркуляции в аспекте их причинно-следственной взаимосвязи в патогенезе начальных стадий хронических церебральных ишемий (начальных проявлений недостаточности кровоснабжения мозга и начальной дисциркуляторной энцефалопатии).
Благодаря проведенным исследованиям были выявлены ишемически-гипоперфузионные нарушения в микроциркуляторном русле, а также эндотелиальная дисфункция по данным соотношения NO/эндотелин-1, а также провоспалительного цитокина фактора некроза опухолей альфа. Нарушения клеточно-мембранного гомеостаза характеризуются изменениями индекса цАМФ/цГМФ, усилением процессов перекисного окисления липидов в мембранах эритроцитов, холестеринозом мембран, нарушением транспорта биокатионов Na+, K+, Ca2+, изменениями соотношения основных макроэргов АТФ и 2,3-ДФГ, снижением активности глутатионсодержащих ферментов, изменениями в цитоархитектонике, усилением агрегации, уменьшением деформабельности эритроцитов.
Установлено, что уже на ранних (начальных) стадиях хронических церебральных ишемий наблюдается активизация процессов перекисного окисления липидов и изменение содержания в эритроцитах: снижение содержания АТФ и увеличение уровня 2,3-ДФГ, что указывает на гипоксию. Выявлено увеличение пула эритроцитов, содержащих метгемоглобин, неспособны транспортировать кислород в клетки головного мозга. Эти изменения нарастают с прогрессированием заболевания. Показано, что диагностическими критериями начальной дисциркуляторной энцефалопатии следует считать выраженный индекс NO/E-1 (от 2,03 в контроле до 0,64 в группе больных НПНКМ и 0,54 в группе больных с ДЭ І стадии, высокое содержание в крови фактора некроза опухалей - , наличие “сладж-синдрома”в бульбарном микроциркуляторном русле, патологические типы агрегации эритроцитов, содержание дегенеративных и деструктивных эритроцитов более 6 %, а также снижение фосфатов у эритроцитов по данным Р–ЯМР спектроскопии.
Неблагоприятными прогностическими критериями прогредиентного течения является прогрессивное увеличение индекса NO/E-1, высокое содержание ФНО- , увеличение количества дегенеративных и деструктивных форм эритроцитов, а также появление многоветвистых форм агрегации эритроцитов, что сопровождается усилением микроциркуляторных нарушений. Таким образом, одним из условных патогенетических механизмов инициации и формирования начальных стадий хронических церебральных ишемий, является клеточно-мембранная дезорганизация в виде активизации свободнорадикального окисления с усилением ПОЛ, нарушением транспорта биокатионов, изменение состояния системы циклических нуклеотидов и активности синтеза макроэргов, что приводит к эндотелиальной дисфункции и нарушению структурно-функциональных свойств клеточных элементов крови. Такого рода изменения в свою очередь по типу порочного круга приводят к нарушениям в системе микроциркуляции с дальнейшим развитием ишемии - гипоксии головного мозга с появлением неврологического дефицита.
Предложена дифференцированная медикаментозная и немедикаментозная коррекция выявленных нарушений с применением альфа-ацетилцистеина, энкада, липина, “Апифлора”, комплекса “Танакан”+ дипиридомол. Предложен метод широкодиапазонной эндоназальной КВЧ-терапии и озонотерапии.
Ключевые слова: начальные стадии хронических церебральных ишемий, начальные проявления недостаточности кровообращения мозга, начальная дисциркуляторная энцефалопатия, мембрана эритроцитов, перекисное окисление липидов, мембранопротекторы, КВЧ-терапия, озонотерапия, эндотелиальная дисфункция, микроциркуляция.
SUMMARY
Malakhov V.A. The cell-membrane aspects of pathogenesis, treatment and preventive measures of initial stages of chronic cerebrovascular disease.
Dissertation for a Doctor’s of Medical Sciences degree by speciality 14.01.15 –nervous diseases—Kharkiv Medical Academy of Postgraduate Education Ministry of Health of Ukraine. —Kharkiv, 2004.
The dissertation contains information about structure and functial characteristics of erythrocyte membranes, cyclic nucleotid system, hemodynamic and microcirculation in the pathogenesis of initial stages of chronic cerebrovascular disease (initial forms of cerebrovascular deficiency and initial discirculatory encephalopathy).
On the basis of complex investigations microcirculation ischemic-hypoperfusion disturbances, endothelial dysfunction by correlation NO/endothelin-1, levels of factor tumor necrosis alpha have been revealed. Disturbances of cell-membrane homeostasis are characterized by changes in c-AMP/c-GMP index, lipid peroxidation and cholesterosis of erythrocyte membranes, transport of Na+, K+, Ca2+, correlation of ATP and 2,3-DPG, lowering activity of glutation enzymes, changes of erythrocyte structure. New diagnostic and prognostic criteria and tests of initial stages of chronic cerebrovascular disease are reasonable. Differential medical and non-medical treatment of the revealed changes by alpha-acetilcystein, encad, lypin are proposed. Method of wide-range endonasal LWF-therapy and ozone therapy have been proposed.
Key words: initial stages of chronic cerebrovascular disease, initial forms of cerebrovascular deficiency, initial discirculatory encephalopathy, erythrocyte membrane, lipid peroxidation, membrane protectors, LWF-therapy, ozone therapy, endothelial dysfunction, microcirculation.