Ауторегуляция мозгового кровотока (АМК) представляет собой защитный механизм, направленный на поддержание мозгового кровотока в ответ на изменения церебрального перфузионного давления (ЦПД) и цереброваскулярной резистентности (ЦВР) [1]. Термин был предложен N. Lassen в 1959 г. [2]. При этом ЦПД представляет собой разность между средним артериальным давлением и внутричерепным давлением (ВЧД) и обратно пропорционально ЦВР. ЦВР в свою очередь представляет суммарное сосудистое сопротивление, в том числе артериол мягкой мозговой оболочки и пенетрирующих прекапиллярных артериол мозга [3]. Скорость мозгового кровотока прямо пропорциональна ЦПД и обратно пропорциональна ЦВР.
Существует ряд механизмов, участвующих в регуляции поддержания уровня мозгового кровотока (норма — 50 мл/100 г/мин): 1) метаболические
(pH крови, баланс растворенных в крови CO2/O2, оксид азота, аденозин, продукты функционирования астроцитов и нейронов) [4, 5]; 2)
миогенные
(эффект Остроумова—Бейлиса — реакция со стороны гладкомышечного слоя артерий в виде сокращения при повышении АД и расслабления при его снижении); 3) периферические (или системные) (активность симпато-адреналовой системы, каротидных клубочков, температура, эндотелиальные факторы); 4)
нейрогенные
(сосудодвигательный центр, центры регуляции активности симпатической системы и, возможно, ряд других структур мозга). Звенья последних наименее изучены.
Все механизмы АМК обеспечивают поддержание церебральной перфузии при колебании АД в пределах 60—70 и 170—180 мм рт.ст. При повышении или снижении АД за пределы данного диапазона возникает срыв ауторегуляции — состояние, при котором мозговой кровоток пассивно зависит от системного АД, а ВЧД становится напрямую зависимым от артериального давления. Данное состояние опасно как развитием ишемии, так и развитием синдрома «роскошной перфузии» («luxury perfusion syndrome», реактивной гиперемии), ассоциированного с высоким риском вторичных ишемических или геморрагических осложнений.
АМК часто нарушается в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы (тЧМТ), протекающей с нестабильностью гемодинамики и ассоциирована с неблагоприятным исходом. Оценка состояния АМК в настоящее время служит основным объективным ориентиром для мониторинга и коррекции консервативного лечения и принятия решения о нейрохирургическом вмешательстве в остром периоде тЧМТ [6]. Для пациентов с нарушенной ауторегуляцией вследствие тЧМТ достижение рекомендуемого уровня ЦПД (не ниже 70 мм рт.ст.) может быть связано с мозговой гиперемией, предрасполагающей к формированию внутричерепной гипертензии, отеку и внутримозговым кровоизлияниям [6]. Поэтому, согласно последним рекомендациям, для данной группы пациентов необходимая граница ЦПД снижена до 60 мм рт.ст. [7]. Недавние исследования [3] показали, что поддержание уровня ЦПД ниже 50—60 мм рт.ст. ассоциировано с большим количеством положительных исходов, в то время как ЦПД более 70—80 мм рт.ст. чаще приводит к неблагоприятным исходам у пациентов с нарушенной АМК.
В классических работах N. Lundberg [8] выделены три вида спонтанных колебаний ВЧД: А-волны (плато), В- и С-волны. В последующих исследованиях было показано, что плато-волны отражают церебральную вазодилатацию, которая приводит к увеличению объемного мозгового кровотока и, как следствие, повышению ВЧД [9]. В настоящее время на анализе волновых колебаний артериального и внутричерепного давления основан один из наиболее надежных и безопасных методов непрерывной оценки ауторегуляции состояния мозговых сосудов в остром периоде тЧМТ — мониторинг коэффициента реактивности мозговых сосудов
(pressure reactivity index —
PRx
). PRx представляет собой коэффициент корреляции между медленноволновыми колебаниями АД и ВЧД [10, 11]. Показано, что плато-волны ВЧД при тЧМТ чаще регистрируются при сохранной ауторегуляции мозговых сосудов. В момент формирования плато-волн развивается максимальная вазодилатация артериол и ауторегуляция утрачивается, что регистрируется ростом PRx [12].
Ранее в экспериментальных исследованиях [13, 14] было показано, что повреждение определенных структур ствола мозга и гипоталамуса сопровождается развитием отека головного мозга. Электростимуляция отдельных структур ствола инициирует процессы, приводящие к церебральной вазодилатации и увеличению объемного мозгового кровотока [15, 16]. Предполагается, что ствол мозга может быть напрямую вовлечен в генерацию волн, характерных для внутричерепной гипертензии, однако анатомические пути и механизмы этого влияния до сих пор недостаточно изучены. В ряде экспериментальных работ показано влияние стимуляции отдельных структур ствола (в том числе голубоватого места — locus coeruleus) ретикулярной формации продолговатого мозга и полушарных структур мозга (в частности, передней поясной извилины и передних отделов гипоталамуса) на изменения ВЧД [17]. Также ранее было показано, что повреждение стволовых структур и лобных долей при ЧМТ может приводить к изменению активности симпатической нервной системы, влияющей на тонус артерий [18].
Особенностью ДАП является преимущественное повреждение подкорковых и стволовых структур мозга, участвующих в поддержании жизненно важных функций, в том числе регуляции церебрального сосудистого тонуса и АМК.
Цель настоящей работы — выявить анатомические повреждения глубинных структур мозга, оказывающие влияние на степень и длительность нарушений АМК в остром периоде тяжелого ДАП.
Материал и методы
В анализ включены 37 пациентов с тЧМТ (3—8 баллов по шкале комы Глазго), находившихся на лечении в отделении реанимации НМИЦ нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко в период с 2009 по 2014 г. Критериям включения соответствовали пациенты, которые по клиническим показаниям требовали мониторинга АД, ВЧД, ЦПД и у которых при выполнении МРТ головного мозга были выявлены признаки ДАП. Данные мониторинга сохранялись, анализировались и рассчитывались с помощью программного обеспечения ICM Plus. Всего в анализ включены 23 мужчины, 12 женщин, средний возраст которых составил 28±12,4 года. Семи пациентам данной группы была проведена декомпрессивная трепанация черепа в связи с диффузным отеком головного мозга.
В отделении реанимации и интенсивной терапии больным проводились ИВЛ, РаСО2 поддерживалось на уровне 35—45 мм рт.ст., РаО2 — не ниже 100 мм рт.ст., проводилась седация, аналгезия (пропофол 1—3 мг/кг/ч или мидазолам 10—30 мкг/кг/ч, фентанил 1—2 мкг/кг/ч). ЦПД поддерживалось выше 60 мм рт.ст. При ВЧД выше 20 мм рт.ст. использовали болюсное введение 15% маннитола (0,25—1 г/кг) или Гиперхаеса в дозе 2—3 мл/кг.
Для оценки глубины комы использовалась шкала комы Глазго (ШКГ) [19, 20]. Исходы ЧМТ оценивали по шкале исходов Глазго (ШИГ) [20, 21]. Повреждения мозга при ДАП оценивались по классификации, основанной на данных МРТ [22]. Локализация и уровень повреждения мозга оценивались по МРТ-классификации, предложенной Н.Е. Захаровой и соавт. [23].
Всем пациентам проводился мониторинг ВЧД согласно международным рекомендациям и протоколу ассоциации нейрохирургов РФ [7, 24]. Мониторинг ВЧД проводился с помощью монитора ICP Express Monitor Codman и датчика Codman MicroSensor («Jonson&Jonson Professional, Inc.», Raynham, США). Датчик ВЧД имплантировался в белое вещество мозга через трефинационное отверстие в проекции точки Кохера в премоторную зону субдоминантного полушария. Оценка АМК выполнялась с помощью мониторинга показателя реактивности мозговых сосудов PRx [10]. Длительность мониторинга PRx в среднем составила 7 сут. Оценивали также соотношение длительности периода нарушенной ауторегуляции к общей продолжительности мониторинга этого параметра.
Мониторинг АД проводился с помощью прямого измерения через артериальный катетер, установленный в лучевой, бедренной артериях или в тыльной артерии стопы.
На основании расчета среднего коэффициента PRx за весь период наблюдения при мониторировании ВЧД и ЦПД было выделено две группы пациентов:
1-я группа
— с сохранной АМК — PRx [–1; 0];
2-я группа
— с частично или полностью утраченной АМК — PRx (0; 1].
Характеристика пациентов каждой группы представлена в табл. 1.
Таблица 1. Сравнительный анализ групп с сохранной и нарушенной АМК Примечание. Условные сокращения: ШКГ — шкала комы Глазго, ШИГ — шкала исходов Глазго, ДАП — диффузное аксональное повреждение, ВЧД — внутричерепное давление, ВЧГ — внутричерепная гипертензия, PRx — коэффициент реактивности мозговых сосудов. 1-ю группу составили 19 пациентов. У 16 (84,2%) из них причиной травмы было ДТП. У 15 (78,9%) пациентов при проведении МРТ было диагностировано повреждение ствола головного мозга.
2-я группа представлена 18 пациентами. У 15 из них причиной травмы было ДТП. Семи пациентам проведена декомпрессивная трепанация в связи с диффузным отеком головного мозга. У 15 (83,3%) пациентов этой группы при проведении МРТ визуализировалось повреждение ствола головного мозга.
Методы нейровизуализации.
МРТ головного мозга проводилось на 3 Т томографе GE в стандартных режимах (T1, T2, FLAIR) и режимах SWI/Т2* GRE, DWI, что позволило оценить как ишемические, так и мелкие геморрагические очаговые повреждения. У каждого пациента, по данным МРТ, было оценено повреждение отдельных подкорковых структур и зон ствола головного мозга, являющихся проекциями основных нейромедиаторных систем мозга (рис. 1),
Рис. 1. Расположение структур мозга, включенных в факторный анализ. NC — хвостатое ядро, Put — скорлупа, GPi — внутренний сегмент бледного шара, GPe — наружный сегмент бледного шара, Tha — таламус, SN — черная субстанция, VTA — вентральная покрышечная область, MN — ядро Мейнерта, LDT — латеродорзальное ядро покрышки, PPN — педункулопонтийное ядро, NR — красное ядро, LC — голубоватое место. Красным цветом выделены дофаминергические, синим — норадренергические, зеленым — холинергические, оранжевым — глутаматергические, фиолетовым — ГАМКергические структуры мозга. а также области поражения лобных долей (медиобазальные, полюсные и дорзолатеральные отделы).
Статистические методы.
Обработка данных проведена в пакете программ Statistica 8.0. («StatSoft Inc», США). Во всех случаях для статистической оценки были использованы непараметрические критерии. Для анализа качественных признаков применялся критерий Фишера (
F
), для оценки влияния анатомических факторов на риск развития нестабильной гемодинамики рассчитывались отношения шансов, чувствительность и специфичность каждого фактора. Результаты считались статистически значимыми при
р
<0,05.
Расстройства мозгового кровообращения являются одной из основных причин смертности и ведущей причиной инвалидизации взрослого населения [1]. На сегодняшний день подробно изучены механизмы возникновения острого инсульта, установлены факторы риска развития заболевания, получены сведения об его особенностях и распространенности в популяции. Серьезную проблему представляют хронические расстройства мозгового кровообращения (ХРМК): уточнения требуют многие вопросы патогенеза, классификации этого патологического состояния, нуждаются в дальнейшем изучении многие аспекты патогенетической терапии больных с ХРМК.
В реальной практике зачастую имеет место противопоставление острых нарушений мозгового кровообращения (инсульт) — клинического синдрома, важнейшей отличительной чертой которого является острое возникновение очагового неврологического дефицита, и ХРМК, при которых, несмотря на имеющиеся структурные изменения мозгового вещества, обусловленные его сосудистым поражением, наблюдается диффузная (мелкоочаговая) неврологическая симптоматика, точные сроки возникновения которой установить невозможно. Выраженность такой симптоматики может быть столь незначительной, что ее выявление требует использования дополнительных методов диагностики (нейровизуализационное, нейропсихологическое обследование). В отечественной литературе ХРМК традиционно рассматриваются как дисциркуляторная энцефалопатия. Под этим термином подразумевается поражение головного мозга, обусловленное сосудистым заболеванием, которое имеет хроническое прогредиентное течение и на фоне которого наблюдаются приступообразные (ступенеобразные) эпизоды ухудшения состояния больного. В настоящее время для диагностики указанного состояния используется термин «хроническая ишемия головного мозга», который не является в полной мере тождественным понятию «дисциркуляторная энцефалопатия». Провести четкую грань между острыми и хроническими ишемическими поражениями головного мозга, в особенности исключительно на основании анализа клинической картины заболевания, далеко не всегда возможно. В этой связи интерес представляют асимптомные («молчаливые») инфаркты головного мозга, которые, не проявляясь клинически синдромом его очагового поражения, с течением времени приводят к нарастанию неврологического дефицита и формированию когнитивных нарушений [2].
Для описания сходных патологических состояний предлагается использовать термин «болезнь мелких сосудов» (БМС) [3]. Считается, что поражение вещества головного мозга при этом состоянии может быть обусловлено поражением не только артериол и артерий малого калибра, но и вовлечением в патологический процесс капилляров и мелких вен [4]. Основными следствиями БМС являются структурные поражения мозгового вещества в виде ишемических инсультов (в первую очередь лакунарных), церебральных кровоизлияний, лейкоареоза [5]. Очевидно, сочетание хронических и острых нарушений мозгового кровообращения при БМС более точно характеризует патогенез ХРМК и в большей степени соответствует понятию «дисциркуляторная энцефалопатия», чем «хроническая ишемия мозга». Развитие БМС тесно ассоциировано с артериальной гипертензией (АГ), сахарным диабетом, возрастом [6, 7]. Течение заболевания в значительной степени определяется характером поражения сосудистого русла (вовлечение в патологический процесс артерий крупного или малого калибра), наличием сопутствующих заболеваний.
Микроангиопатии
Одна из частых причин ХРМК — поражение артерий мелкого калибра (миокроангиопатии). Особенностью кровоснабжения головного мозга является наличие мощным систем анастомозов между крупными (виллизиев круг, экстра- и интракраниальные анастомозы), а также пиальными артериями, обеспечивающими возможность перетока крови. Система коллатерального кровообращения позволяет компенсировать даже выраженное сужение или полную окклюзию одной из магистральных артерий головы. Значительная часть вещества головного мозга кровоснабжается пенетрирующими артериями, отходящими от пиальных артерий и устремляющимися вглубь паренхимы мозга [8]. Эти сосуды крайне редко анастомозируют друг с другом, и при их стенозирущем или окклюзирующем поражении возможности развития коллатерального кровотока являются незначительными, что создает предпосылки для ишемического поражения кровоснабжаемых ими структур [9].
С другой стороны, артерии малого калибра и артериолы, обеспечивающие кровоток в базальных ганглиях и стволе головного мозга, отходят непосредственно от сосудов виллизиева круга и его проксимальных крупных ветвей, вследствие чего они в значительной степени подвержены изменениям при АГ и повышении жесткости стенки аорты и магистральных артерий [10]. В этих сосудах отсутствуют условия для компенсации высокого пульсового давления, итогом чего является расширение периваскулярных пространств. Характерным следствием АГ является гипертоническая микроангиопатия с уменьшением просвета артерий и артериол, снижением сосудистой реактивности и уменьшением тканевого кровотока. Морфологические изменения сосудистого русла при АГ, особенности поражения артерий малого калибра и обусловленные ими изменения вещества головного мозга в настоящее время детально изучены [11]. Вследствие того, что при АГ страдают различные паренхиматозные органы, обладающие сетью артерий малого калибра, клиническая картина заболеваний характеризуется диффузным поражением головного мозга, сетчатки глаз, почек и др. [12].
Исключительную роль в развитии микроангиопатии играет сахарный диабет [13]. Прогрессирование патологического процесса становится более бурным при сочетании сахарного диабета и А.Г. Важным механизмом поражения сосудистого русла является эндотелиальная дисфункция, которая имеет место как при АГ, так и сахарном диабете. Гипергликемия, инсулинорезистентность, гиперлипидемия и гипергомоцистеинемия, являющиеся неотъемлемыми звеньями патогенеза диабета, инициируют активацию процессов системного воспаления и нарушений синтеза оксида азота, что ведет к еще более быстрому прогрессированию микроангиопатии [14].
Современные диагностические методы изучения сосудистого русла (контрастная ангиография, магнитно-резонансная ангиография) не позволяют прижизненно оценить состояние микрососудистого русла и верифицировать наличие микроангиопатии. Диагностика ее возможна на основании косвенных признаков: нарушений когнитивных функций и выявляемых при помощи магнитно-резонансной томографии маркеров поражения мозгового вещества в виде малых (лакунарных) инфарктов, гиперинтенсивных поражений белого вещества, расширения периваскулярных пространств, микрокровоизлияний и атрофии мозгового вещества [15]. Именно расширение периваскулярных пространств в настоящее время рассматривается как один из важнейших нейровизуализационных маркеров микроангиопатии. При обследовании 2612 пациентов пожилого и старческого возраста расширение периваскулярных пространств было выявлено у 16,2% обследованных [16]. Его наличие оказалось связанным с высоким риском развития подкоркового инфаркта, микрокровоизлияния, а также 4-кратным повышением риска развития деменции.
Одной из частых форм поражения церебральных артерий малого калибра является амилоидная ангиопатия, характеризующаяся отложением β-амилоида в лептоменингеальных и кортикальных артериях и артериолах с нарушением их эластических свойств [17]. Следствиями такой ангиопатии является развитие лобарных внутримозговых гематом и микрокровоизлияний. Риск развития амилоидной ангиопатии увеличивается с возрастом, ее наличие ассоциировано с когнитивным снижением и болезнью Альцгеймера. Имеются сведения о том, что различные микроангиопатии, в том числе воспалительные и генетически детерминированные, более распространены в азиатской популяции по сравнению с европейской, причем поражение артерий малого калибра ассоциировано с пожилым возрастом и наличием АГ [18].
Поражение артерий крупного калибра
Состояние церебральной гипоперфузии возможно не только при поражении артерий мелкого калибра, но и в условиях стенозирующего поражения более крупных артерий артериальных стволов, расположенных проксимальнее виллизиева круга. Следует отметить, что на протяжении длительного периода времени, начиная с начала XX века, именно «уплотнение артериальной стенки» рассматривалось в качестве основной причины развития слабоумия (атеросклеротическая деменция) [19].
Важным фактором, ограничивающим приток артериальной крови к головному мозгу, является увеличение жесткости артериальной стенки аорты и крупных артерий. Гемодинамические нарушения в этой ситуации обусловлены не непосредственно стенозирующим (как правило, атеросклеротическим) поражением, но также нарушениями регуляции просвета сосудов. Результаты масштабного рейкьявикского исследования [20], в которое были включены 1860 пациентов, показали, что повышение жесткости стенки аорты (оценивалось на основании скорости распространения пульсовой волны и расчета каротидно-феморального индекса) достоверно ассоциировано с выраженностью поражения перивентрикулярного белого вещества. По мнению авторов, более выраженное поражение мозгового вещества у включенных в исследование пожилых пациентов, обусловленное повышением жесткости сосудистой стенки, происходило за счет вовлечения в патологический процесс артерий малого калибра и их ремоделирования.
В связи со старением организма наблюдается снижение эластичности сосудистой стенки, которое в первую очередь регистрируется в крупных артериях эластического типа. Считается, что наиболее раннее повышение жесткости сосудистой стенки возникает в аорте, эти изменения предшествуют изменению физических свойств менее крупных артерий, в частности плечевой [21]. Повышение сосудистого сопротивления регистрируется еще до развития АГ, примечательно, что уровень диастолического артериального давления (АД), как правило, идентичен при измерении в аорте и плечевой артерии, тогда как показатели систолического АД различаются в зависимости от диаметра артерии, что может рассматриваться в качестве одного из критериев стратификации сердечно-сосудистого риска [22]. В этой связи вполне объяснима связь между повышением жесткости стенки аорты у пациентов среднего возраста и степенью поражения перивентрикулярного белого вещества, рассматриваемого в качестве маркера ХРМК [23]. Обращает на себя внимание тот факт, что поражение перивентрикулярного белого вещества по времени своего возникновения предшествует развитию АГ у таких пациентов (на стадии прегипертензии). Раннее поражение мозгового вещества в этих условиях может быть обусловлено близостью аорты, брахиоцефальных стволов и непосредственно церебральных артерий, что обеспечивает передачу высокого пульсового АГ во внутричерепные структуры [24]. Факторами, предрасполагающими к раннему поражению вещества головного мозга при повышении жесткости стенки аорты, являются высокая потребность ткани головного мозга в притоке крови, а также недостаточность демпфирующих механизмов его сосудистой системы, наличие которых позволило бы уменьшить уровень пульсового АД [25]. Показано также, что повышение жесткости аортальной стенки ассоциировано с поражением белого вещества не только у больных пожилого возраста, имеющих и другие факторы сердечно-сосудистого риска, но и пациентов молодого и среднего возраста (30—45 лет) [26].
Ухудшение эластических свойств стенки крупных артерий наблюдается не только при их атеросклеротическом поражении, но и при некоторых других патологических состояниях, в частности при гипергомоцистеинемии. В условиях экспериментального алиментарного повышения концентрации в крови гомоцистеина у здоровых было показано повышение пульсового давления — маркера жесткости крупных артерий, но не нарушение эндотелийзависимой вазодилатации, обусловленной нарушением регуляции просвета мелких артерий [27]. Вероятно, нормализация сосудистого сопротивления позволила бы улучшить гемодинамическую ситуацию и способствовала бы замедлению темпов прогрессирования сосудистого поражения головного мозга в этих условиях.
Мозговой кровоток и уровень АД
АГ является важным фактором снижения локального мозгового кровотока. Нормализация уровня системного АД, даже в случае адекватного контроля АГ с использованием различных классов антигипертензивных препаратов, сама по себе не в состоянии обеспечить должного уровня церебральной перфузии и сохранности объема ткани головного мозга. Было продемонстрировано [28], что у пациентов с эссенциальной АГ имеет место прогрессирующее уменьшение серого вещества, которое нарастает в значительно большей степени, чем у их пожилых сверстников с нормальным уровнем АД.
Несмотря на то что главенствуют в развитии ХРМК нарушения поступления к клеткам головного мозга кислорода и глюкозы, патогенетическая роль непосредственно ишемии модулируется и другими факторами. В частности, на степень выраженности поражения белого вещества больших полушарий значительное влияние оказывают процессы системного воспаления. Было продемонстрировано [29], что наличие в периферической крови маркеров системного воспалительного процесса (авторы исследования определяли в крови концентрацию С-реактивного белка) у пациентов среднего возраста ассоциировано с более выраженным поражением перивентрикулярного и глубинного белого вещества в пожилом возрасте. Интересно, что указанная связь оказалась характерной только для APOE-ε4-позитивных пациентов. Также обращает на себя внимание отсутствие связи между высокой концентрацией в крови С-реактивного белка у пациентов среднего возраста и наличием перенесенных инфарктов мозга и церебральных кровоизлияний в пожилом возрасте.
Наличие АГ является фактором, способствующим прогрессированию когнитивных нарушений у пациентов с болезнью Альцгеймера [30]. Авторы этого исследования установили, что у пациентов с болезнью Альцгеймера с АГ имели место снижение метаболизма глюкозы в гиппокампах и худшие результаты нейропсихологического тестирования по сравнению с пациентами с болезнью Альцгеймера с нормальным уровнем А.Д. Не было установлено связи наличия АГ с уровнем накопления амилоида в ткани головного мозга (оценивался на основании исследования цереброспинальной жидкости и при помощи позитронно-эмиссионной томографии с флобетапиром), что позволяет рассматривать АГ в качестве самостоятельного фактора риска прогрессирования когнитивных нарушений при болезни Альцгеймера.
На сегодняшний день накоплено достаточно сведений о том, что у значительной части пациентов артериальная гипотензия тесным образом связана с риском поражения ткани головного мозга, в первую очередь белого вещества [31]. Неблагоприятное воздействие артериальной гипотензии на структуру и функции головного мозга отмечено как для стойкой гипотензии, так и для ортостатической и постпрандиальной артериальной гипотонии.
Имеется риск развития церебральной гипоперфузии и, соответственно, поражения мозгового вещества у пациентов с низким уровнем А.Д. Особенно указанная зависимость характерна для больных пожилого и старческого возраста. Вместе с тем сама по себе артериальная гипотензия не всегда напрямую связана с риском поражения головного мозга. Так, было показано, что нарастающая атрофия серого вещества коры больших полушарий головного мозга ассоциирована с низким уровнем систолического и пульсового АД, а также со снижением тканевого церебрального кровотока [32].
Нарушения регуляции мозгового кровообращения
Обеспечение головного мозга кровью и, соответственно, кислородом и глюкозой является сложным физиологическим процессом, который определяется рядом факторов: в первую очередь — потребностью нейронных популяций в поступлении энергетических субстратов, во вторую — состоянием показателей центральной гемодинамики, в основном системного А.Д. Современные представления о физиологических механизмах кровоснабжения головного мозга описываются концепцией нейроваскулярной единицы, обеспечивающей максимально полное соответствие поступления крови к тем или иным областям головного мозга с их потребностью в энергетических субстратах в конкретный период времени [19]. Поступление адекватного потребностям ткани количества крови обеспечивается тонкой подстройкой просвета сосудов, которая производится в ответ на колебания уровня системного АД и изменения локальной нейрональной активности, при этом важнейшими стимулами, определяющими вазодилатацию, являются напряжение углекислого газа и внеклеточная концентрация ионов калия, оксида азота, метаболитов арахидоновой кислоты, аденозина, некоторых нейропептидов и нейромедиаторов [33]. Многочисленные физиологические сигналы, поступающие от астроцитов, перицитов, эндотелиоцитов, заложенных в стенках артерий и артериол эфферентных нервных окончаний, контролируют сокращения гладкой мускулатуры и регуляцию просвета артерий и артериол. Кроме того, заложенные в сосудистой стенке рецепторы способны воспринимать механические стимулы, отражающие напряжение в просвете сосуда вследствие повышения АД, благодаря чему реализуется механизм ауторегуляции мозгового кровообращения, обеспечивающий постоянство мозгового кровотока даже при значительных колебаниях системного АД [34]. Точное соответствие потребностям нейронов и клеток глии поступающего кислорода, глюкозы и некоторых других субстратов образования макроэргических молекул и биосинтеза необходимых для нормального функционирования нервной системы веществ обеспечивает тонкую регуляцию метаболических процессов, экономичное расходование ресурсов и своевременное удаление из тканей продуктов обмена веществ, избыток которых может быть опасен. Помимо синтетических функций, исключительно высокая потребность головного мозга в кислороде и глюкозе объясняется необходимостью постоянной работы ионных насосов, отвечающих за поддержание мембранного потенциала и выполнение специфических для нервной ткани функций — генерацию и проведение электрического импульса [35].
Регуляция просвета мозговых артерий в ответ на физиологические стимулы происходит за счет изменения просвета крупных и пиальных артерий и артериол. При этом капилляры головного мозга, стенки которых лишены мышечного слоя, практически не способны к активному изменению своего просвета и не принимают существенного участия в регуляции локального кровотока [36]. На уровне капиллярного сегмента сосудистого русла формируется гематоэнцефалический барьер, осуществляются обменные процессы между кровью и нервными клетками [37]. Важную роль в обеспечении ауторегуляции мозгового кровообращения играют артерии малого калибра, в значительной степени страдающие при АГ, сахарном диабете. Кроме того, имеет место значительное снижение их способности реагировать на физиологические стимулы, например недостаточная способность к дилатации. Такое поражение, как правило, носит диффузный характер и вовлекает разные сосудистые системы головного мозга [38].
В том случае, когда функционирование механизмов регуляции мозгового кровообращения оказывается неэффективным, мозговой кровоток пассивно следует за системным АД и его уровень снижается в условиях артериальной гипотензии [39]. Нарушения кровотока в этой ситуации описываются концепцией «последнего луга», в соответствии с которой поражение крупных мозговых или внечерепных магистральных артерий приводит к гипоперфузии в зонах смежного кровообращения, расположенных между областями, получающими кровь из систем передней, средней и задней мозговых артерий, а также в области подкорковых ганглиев и внутренней капсулы [40].
В отношении патогенеза ХРМК важно отметить, что уязвимые в условиях колебаний системного АД зоны смежного кровообращения располагаются в области перивентрикулярного белого вещества, кровоснабжающейся пенетрирующими артериями, а также гиппокампа, получающего кровь из мелких ветвей передней хориоидальной и задней мозговой артерий [41]. Риск ишемического поражения указанных областей возрастает не только в связи с тем, что основная масса белого вещества и подкорковых ядер кровоснабжается артериями конечного типа, практически не имеющими анастомозов, но и из-за нарушения ауторегуляции мозгового кровообращения.
Нарушение цереброваскулярной регуляции у пациентов со стенозирующим атеросклерозом каротидных артерий ассоциировано с повышенным риском развития ишемического поражения головного мозга. Результаты метаанализа 13 исследований (включен 991 пациент, средний срок наблюдения 32,7 мес) показали, что снижение цереброваскулярной реактивности достоверно повышает риск развития транзиторных ишемических атак (ТИА) и ишемического инсульта, причем вероятность их развития не зависит от того, был имеющийся стеноз симптомным или асимптомным [42].
В нарушении регуляции просвета сосудов важную роль играет нарушение функции эндотелия. Одним из важных следствий эндотелиальной дисфункции является повышение чувствительности рецепторов артериальной стенки к вазоконстрикторам или физическим факторам, вызывающим сужение сосуда [43]. Показано, что эндотелиальная дисфункция тесным образом ассоциирована с определенным типом поражения сосудистого русла и развитием лакунарных инфарктов [44]. Для понимания механизмов развития ХРМК также важно, что эндотелиальная дисфункция вовлечена в патогенез лакунарных инфарктов у пациентов с асимптомными инфарктами головного мозга и диффузным поражением белого вещества [45].
Коррекция мозгового кровообращения при лечении пациентов с ХРМК
Исходя из положения о том, что в патогенезе ишемического поражения головного мозга лежит нарушение проходимости артерий, на протяжении многих десятилетий неоднократно предпринимались попытки применения препаратов, оказывающих сосудорасширяющее действие. Вместе с тем применение вазодилататоров не продемонстрировало своей эффективности в условиях острой церебральной ишемии как в экспериментальных, так и в клинических условиях [46, 47]. В значительной степени это обусловлено тем, что в условиях тотального тромбоза или эмболии одной или нескольких артерий их дилатация не в состоянии компенсировать нарушения локального кровотока. Сходным образом при полной окклюзии артериального ствола вследствие атеросклероза или микроангиопатии назначение вазодилататоров не может обеспечить восстановление кровотока через стенозированный сосуд, а расширение расположенных вблизи неизмененных или пораженных в меньшей степени артерий не сможет способствовать поступлению крови в неизмененную область вследствие слабого развития сети коллатеральных сосудов в ткани головного мозга [48].
Вместе с тем можно считать обоснованным применение ряда вазодилататоров в той ситуации, когда цереброваскулярное заболевание обусловлено частичным сужением мелких артерий и артериол, сохранивших способность реагировать на внешние воздействия [9]. Перспективной представляется возможность применения препаратов, не только оказывающих сосудорасширяющий эффект, но и восстанавливающих чувствительность рецепторов артериальной стенки к физиологическим стимулам и, соответственно, повышающих нарушенную способность к ауторегуляции мозгового кровообращения. Имеются сведения и о том, что назначение церебральных вазодилататоров может быть эффективным наряду с одновременным применением антиагрегантов [49].
С целью восстановления кровотока через суженные артерии и замедления темпов прогрессирования ХРМК было предложено использовать блокаторы медленных кальциевых каналов, в частности дигидропиридиновые производные, способные модулировать просвет церебральных капилляров и мелких артерий, сохранивших свою нормальную структуру и способность воспринимать соответствующие стимулы [50]. Результаты ряда клинических исследований продемонстрировали способность препаратов этой группы замедлять прогрессирование сосудистой деменции.
Значительный практический интерес представляет возможность не только обеспечить вазодилатацию, тем самым повысив уровень церебральной перфузии, но и восстановление ауторегуляции мозгового кровотока, т. е. нормализация реакции сосудистой стенки на физиологические стимулы. В экспериментальных условиях было продемонстрировано, что введение ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента спонтанно гипертензивным крысам приводило к восстановлению ауторегуляции мозгового кровообращения и снижению частоты наступления летального исхода, при этом не оказывая значимого влияния на уровень системного АД [51]. Аналогичным образом, применение ингибиторов рецепторов ангиотензина II на экспериментальной модели геморрагического инсульта у спонтанно гипертензивных крыс обеспечивало восстановление ауторегуляции мозгового кровообращения, а также сопровождалось уменьшением выраженности дисфункции гематоэнцефалического барьера и тяжести отека головного мозга [52]. Примечательно, что защитный эффект исследуемых препаратов в условиях этого эксперимента также не был связан со снижением системного А.Д. Восстановление функции артерий могло быть связано с нормализацией как эндотелиального, так и миогенного компонентов регуляции сосудистого тонуса. В экспериментальных и в клинических условиях продемонстрирована способность блокаторов потенциалзависимых кальциевых каналов устранять избыточное сокращение мускулатуры церебральных артерий малого калибра, предупреждая вазоспазм и избыточное повышение сосудистого сопротивления [53].
Показал свою эффективность для лечения пациентов с ХРМК ницерголин (сермион) — производное эрголина. Препарат улучшает метаболические и гемодинамические процессы головного мозга, снижает агрегацию тромбоцитов и улучшает гемореологические показатели крови, повышает скорость тканевой перфузии. Ницерголин проявляет α1-адреноблокирующее действие, приводящее к улучшению кровотока, а также оказывает прямое воздействие на церебральные нейротрансмиттерные системы — адренергическую, дофаминергическую и холинергическую.
На протяжении длительного периода времени ницерголин применяется для лечения пациентов с различными типами сосудистого поражения головного мозга, а также больных с когнитивными нарушениям, в том числе с болезнью Альцгеймера. Первый систематизированный обзор [54], посвященный изучению эффективности использования препарата, дал основания констатировать, что его применение на протяжении от 2 до 12 мес сопровождается замедлением прогрессирования когнитивного снижения, регистрируемого по стандартной шкале MMSE. Препарат считается перспективным для лечения пациентов с болезнью Альцгеймера и другими типами деменции [55].
Ницерголин оказывает положительные эффекты на состояние функций головного мозга как вследствие улучшения мозгового кровообращения на уровне макро- и микроциркуляции, так и непосредственно за счет собственного воздействия на разные звенья церебрального метаболизма [56]. L. Iliff и соавт. [57] в 1977 г. одними из первых провели исследование влияния препарата на мозговой кровоток. В соответствии с протоколом исследования, 13 больным с разными формами цереброваскулярной патологии (10 — с мультиинфарктной деменцией, 3 — с повторными ТИА) внутривенно вводился ницерголин (2 мг). Интенсивность мозгового кровотока оценивалась по клиренсу радиоактивного ксенона (Хе133), который вводился внутрикаротидно. У 7 больных имело место значительное увеличение полушарного кровотока, что подтвердило предположение о положительном влиянии препарата на церебральную гемодинамику. Ряд исследований, проведенных в то же время с использованием различных, в том числе инвазивных, методов оценки мозгового кровотока, подтвердили способность ницерголина улучшать состояние церебральной гемодинамики у пациентов с сосудистым поражением головного мозга.
Последующие исследования позволили в значительной степени расширить представления о фармакологических эффектах ницерголина и объяснить механизм его действия у пациентов с различными заболеваниями головного мозга. Одновременно авторы, изучавшие возможность его клинического применения, отмечали хорошую переносимость препарата и невысокую частоту развития побочных эффектов, присущих другим производным спорыньи. Сермион можно назначать в качестве терапии пациентам с ХРГМ, а также с когнитивными нарушениями, обусловленными сочетанием ишемического поражения головного мозга и нейродегенеративным процессом.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Результаты
Данные анализа МРТ показали, что у всех пациентов анализируемой выборки отмечались признаки диффузного повреждения мозга с вовлечением полушарных и у 29 (78,4%) из 37 пациентов — стволовых структур. Вместе с тем небольшая численность пациентов в группах с сохранной и нарушенной ауторегуляцией не позволила выявить достоверные отличия в исходах по ШИГ тяжести травмы по ШКГ. Группы не отличались между собой по половозрастным характеристикам. Локализация и глубина повреждений мозга, оцененных по классификациям Р. Фиршинга и соавт. [22] и Н.Е. Захаровой и соавт. [23], также значимо не различалась между группами сравнения (см. табл. 1).
Распространенность повреждения стволовых и подкорковых структур мозга при нарушенной АМК
Далее был проведен статистический анализ частоты встречаемости одно- или двустороннего повреждения каждой структуры мозга у пациентов с нарушенной (2-я группа) и сохранной (1-я группа) ауторегуляцией (табл. 2).
Таблица 2. Частота одно- и/или двустороннего повреждения структур мозга у пациентов с нормальной и нарушенной ауторегуляцией Примечание. * — достоверные различия между группами.
Статистический анализ данных показал, что у пациентов с травматическим повреждением мозга, сопровождающимся нарушениями АМК в остром периоде травмы, в целом повреждения ствола отмечались несколько чаще, чем в группе пациентов с нормальной ауторегуляцией. Среди изученных стволовых структур значительно чаще (р
=0,02) у пациентов 2-й группы отмечалось структурное повреждение черной субстанции среднего мозга — структуры, являющейся источником дофаминергических проекций для неостриатума, поясной коры, обонятельных ядер, заднего гипоталамуса и миндалин мозга. Отношение шансов составило 5,333 (95% ДИ 1,252; 29,346), чувствительность 62,5% и специфичность 76,2%. Также выявлено более частое повреждение холинергической структуры – области ядра Мейнерта у пациентов с нарушенной ауторегуляцией (
р
=0,01), причем одно- или двустороннее повреждение этой области мозга имело достаточно высокую специфичность (81%) для пациентов данной группы. Дополнительно была оценена частота встречаемости сочетанного повреждения черной субстанции и ядра Мейнерта, которая значимо преобладала в группе с нарушенной ауторегуляцией (
р
=0,02). Отношение шансов составило 7,39 (95% ДИ 1,043; 65,37), чувствительность 43,8% и специфичность 90,5%.
Таким образом, анализ показал, что нарушение ауторегуляции мозгового кровотока у пациентов с ДАП головного мозга часто ассоциировано с наличием первичного повреждения черной субстанции, области ядра Мейнерта и их сочетанием (рис. 2).
Рис. 2. МРТ головного мозга пациентов с тяжелой ЧМТ с повреждением структур черной субстанции (а), области ядра Мейнерта (б), сочетанным повреждением черной субстанции и области ядра Мейнерта (в). Повреждения указаны стрелками.
Распространенность повреждения подкорковых и стволовых структур мозга при длительном нарушении ауторегуляции
Для анализа влияния повреждения подкорковых и стволовых структур мозга на параметр ауторегуляции кровотока (PRx) пациенты были разделены на три примерно равные по численности группы в зависимости от длительности периода утраченной ауторегуляции (PRx>0,2) относительно всего времени измерения: 1) менее 20% времени (n
=17); 2) 20—34% времени (
n
=10); 3) 35% времени и более (
n
=10). Результаты данного анализа представлены в табл. 3.
Таблица 3. Частота повреждения структур мозга у пациентов с разной длительностью нарушения ауторегуляции (в процентном отношении к длительности измерения ВЧД) Примечание. * — различия между 1-й и 3-й группами; # — различия между 2-й и 3-й группами.
Выявлено, что у пациентов с утраченной ауторегуляцией более 35% времени измерения несколько чаще присутствовало повреждение ствола. В этой группе пациентов значительно чаще встречались повреждения черной субстанции (р
=0,05). Отношение шансов составило 5,6 (95% ДИ 0,785; 45,938), чувствительность и специфичность составили 70 и 70,6% соответственно. Также в данной группе отмечено более частое повреждение области ядра Мейнерта (
р
=0,04). Отношение шансов составило 7,6 (95% ДИ 1,006; 68,466), чувствительность и специфичность составили 70 и 76,5% соответственно.
Согласно результатам данного анализа, сохранились значимые различия в частоте повреждения черной субстанции, области ядра Мейнерта и их сочетания между крайними группами (при длительности нарушенной ауторегуляции менее 20% и более 35% времени измерения). Таким образом, наличие первичного повреждения ствола в области черной субстанции и базальных отделов переднего мозга (область ядра Мейнерта) вносит существенный вклад в нарушение механизмов АМК.
NSICU.RU neurosurgical intensive care unit сайт отделения реанимации НИИ им Н.Н. Бурденко
Ауторегуляция мозгового кровотока (АМК) представляет собой защитный механизм, направленный на поддержание мозгового кровотока в ответ на изменения церебрального перфузионного давления (ЦПД) и цереброваскулярной резистентности (ЦВР) [1]. Термин был предложен N. Lassen в 1959 г. [2]. При этом ЦПД представляет собой разность между средним артериальным давлением и внутричерепным давлением (ВЧД) и обратно пропорционально ЦВР. ЦВР в свою очередь представляет суммарное сосудистое сопротивление, в том числе артериол мягкой мозговой оболочки и пенетрирующих прекапиллярных артериол мозга [3]. Скорость мозгового кровотока прямо пропорциональна ЦПД и обратно пропорциональна ЦВР.
Существует ряд механизмов, участвующих в регуляции поддержания уровня мозгового кровотока (норма — 50 мл/100 г/мин): 1) метаболические (pH крови, баланс растворенных в крови CO2/O2, оксид азота, аденозин, продукты функционирования астроцитов и нейронов) [4, 5]; 2) миогенные (эффект Остроумова—Бейлиса — реакция со стороны гладкомышечного слоя артерий в виде сокращения при повышении АД и расслабления при его снижении); 3) периферические (или системные) (активность симпато-адреналовой системы, каротидных клубочков, температура, эндотелиальные факторы); 4) нейрогенные (сосудодвигательный центр, центры регуляции активности симпатической системы и, возможно, ряд других структур мозга). Звенья последних наименее изучены.
Все механизмы АМК обеспечивают поддержание церебральной перфузии при колебании АД в пределах 60—70 и 170—180 мм рт.ст. При повышении или снижении АД за пределы данного диапазона возникает срыв ауторегуляции — состояние, при котором мозговой кровоток пассивно зависит от системного АД, а ВЧД становится напрямую зависимым от артериального давления. Данное состояние опасно как развитием ишемии, так и развитием синдрома «роскошной перфузии» («luxury perfusion syndrome», реактивной гиперемии), ассоциированного с высоким риском вторичных ишемических или геморрагических осложнений.
АМК часто нарушается в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы (тЧМТ), протекающей с нестабильностью гемодинамики и ассоциирована с неблагоприятным исходом. Оценка состояния АМК в настоящее время служит основным объективным ориентиром для мониторинга и коррекции консервативного лечения и принятия решения о нейрохирургическом вмешательстве в остром периоде тЧМТ [6]. Для пациентов с нарушенной ауторегуляцией вследствие тЧМТ достижение рекомендуемого уровня ЦПД (не ниже 70 мм рт.ст.) может быть связано с мозговой гиперемией, предрасполагающей к формированию внутричерепной гипертензии, отеку и внутримозговым кровоизлияниям [6]. Поэтому, согласно последним рекомендациям, для данной группы пациентов необходимая граница ЦПД снижена до 60 мм рт.ст. [7]. Недавние исследования [3] показали, что поддержание уровня ЦПД ниже 50—60 мм рт.ст. ассоциировано с большим количеством положительных исходов, в то время как ЦПД более 70—80 мм рт.ст. чаще приводит к неблагоприятным исходам у пациентов с нарушенной АМК.
В классических работах N. Lundberg [8] выделены три вида спонтанных колебаний ВЧД: А-волны (плато), В- и С-волны. В последующих исследованиях было показано, что плато-волны отражают церебральную вазодилатацию, которая приводит к увеличению объемного мозгового кровотока и, как следствие, повышению ВЧД [9]. В настоящее время на анализе волновых колебаний артериального и внутричерепного давления основан один из наиболее надежных и безопасных методов непрерывной оценки ауторегуляции состояния мозговых сосудов в остром периоде тЧМТ — мониторинг коэффициента реактивности мозговых сосудов (pressure reactivity index — PRx). PRx представляет собой коэффициент корреляции между медленноволновыми колебаниями АД и ВЧД [10, 11]. Показано, что плато-волны ВЧД при тЧМТ чаще регистрируются при сохранной ауторегуляции мозговых сосудов. В момент формирования плато-волн развивается максимальная вазодилатация артериол и ауторегуляция утрачивается, что регистрируется ростом PRx [12].
Ранее в экспериментальных исследованиях [13, 14] было показано, что повреждение определенных структур ствола мозга и гипоталамуса сопровождается развитием отека головного мозга. Электростимуляция отдельных структур ствола инициирует процессы, приводящие к церебральной вазодилатации и увеличению объемного мозгового кровотока [15, 16]. Предполагается, что ствол мозга может быть напрямую вовлечен в генерацию волн, характерных для внутричерепной гипертензии, однако анатомические пути и механизмы этого влияния до сих пор недостаточно изучены. В ряде экспериментальных работ показано влияние стимуляции отдельных структур ствола (в том числе голубоватого места — locus coeruleus) ретикулярной формации продолговатого мозга и полушарных структур мозга (в частности, передней поясной извилины и передних отделов гипоталамуса) на изменения ВЧД [17]. Также ранее было показано, что повреждение стволовых структур и лобных долей при ЧМТ может приводить к изменению активности симпатической нервной системы, влияющей на тонус артерий [18].
Особенностью ДАП является преимущественное повреждение подкорковых и стволовых структур мозга, участвующих в поддержании жизненно важных функций, в том числе регуляции церебрального сосудистого тонуса и АМК.
Цель настоящей работы — выявить анатомические повреждения глубинных структур мозга, оказывающие влияние на степень и длительность нарушений АМК в остром периоде тяжелого ДАП.
Материал и методы
В анализ включены 37 пациентов с тЧМТ (3—8 баллов по шкале комы Глазго), находившихся на лечении в отделении реанимации НМИЦ нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко в период с 2009 по 2014 г. Критериям включения соответствовали пациенты, которые по клиническим показаниям требовали мониторинга АД, ВЧД, ЦПД и у которых при выполнении МРТ головного мозга были выявлены признаки ДАП. Данные мониторинга сохранялись, анализировались и рассчитывались с помощью программного обеспечения ICM Plus. Всего в анализ включены 23 мужчины, 12 женщин, средний возраст которых составил 28±12,4 года. Семи пациентам данной группы была проведена декомпрессивная трепанация черепа в связи с диффузным отеком головного мозга.
В отделении реанимации и интенсивной терапии больным проводились ИВЛ, РаСО2 поддерживалось на уровне 35—45 мм рт.ст., РаО2 — не ниже 100 мм рт.ст., проводилась седация, аналгезия (пропофол 1—3 мг/кг/ч или мидазолам 10—30 мкг/кг/ч, фентанил 1—2 мкг/кг/ч). ЦПД поддерживалось выше 60 мм рт.ст. При ВЧД выше 20 мм рт.ст. использовали болюсное введение 15% маннитола (0,25—1 г/кг) или Гиперхаеса в дозе 2—3 мл/кг.
Для оценки глубины комы использовалась шкала комы Глазго (ШКГ) [19, 20]. Исходы ЧМТ оценивали по шкале исходов Глазго (ШИГ) [20, 21]. Повреждения мозга при ДАП оценивались по классификации, основанной на данных МРТ [22]. Локализация и уровень повреждения мозга оценивались по МРТ-классификации, предложенной Н.Е. Захаровой и соавт. [23].
Всем пациентам проводился мониторинг ВЧД согласно международным рекомендациям и протоколу ассоциации нейрохирургов РФ [7, 24]. Мониторинг ВЧД проводился с помощью монитора ICP Express Monitor Codman и датчика Codman MicroSensor («Jonson&Jonson Professional, Inc.», Raynham, США). Датчик ВЧД имплантировался в белое вещество мозга через трефинационное отверстие в проекции точки Кохера в премоторную зону субдоминантного полушария. Оценка АМК выполнялась с помощью мониторинга показателя реактивности мозговых сосудов PRx [10]. Длительность мониторинга PRx в среднем составила 7 сут. Оценивали также соотношение длительности периода нарушенной ауторегуляции к общей продолжительности мониторинга этого параметра.
Мониторинг АД проводился с помощью прямого измерения через артериальный катетер, установленный в лучевой, бедренной артериях или в тыльной артерии стопы.
На основании расчета среднего коэффициента PRx за весь период наблюдения при мониторировании ВЧД и ЦПД было выделено две группы пациентов:
1-я группа — с сохранной АМК — PRx [–1; 0];
2-я группа — с частично или полностью утраченной АМК — PRx (0; 1].
Характеристика пациентов каждой группы представлена в табл. 1.
1-ю группу составили 19 пациентов. У 16 (84,2%) из них причиной травмы было ДТП. У 15 (78,9%) пациентов при проведении МРТ было диагностировано повреждение ствола головного мозга. 2-я группа представлена 18 пациентами. У 15 из них причиной травмы было ДТП. Семи пациентам проведена декомпрессивная трепанация в связи с диффузным отеком головного мозга. У 15 (83,3%) пациентов этой группы при проведении МРТ визуализировалось повреждение ствола головного мозга.
Методы нейровизуализации. МРТ головного мозга проводилось на 3 Т томографе GE в стандартных режимах (T1, T2, FLAIR) и режимах SWI/Т2* GRE, DWI, что позволило оценить как ишемические, так и мелкие геморрагические очаговые повреждения. У каждого пациента, по данным МРТ, было оценено повреждение отдельных подкорковых структур и зон ствола головного мозга, являющихся проекциями основных нейромедиаторных систем мозга (рис. 1),
а также области поражения лобных долей (медиобазальные, полюсные и дорзолатеральные отделы). Статистические методы. Обработка данных проведена в пакете программ Statistica 8.0. («StatSoft Inc», США). Во всех случаях для статистической оценки были использованы непараметрические критерии. Для анализа качественных признаков применялся критерий Фишера (F), для оценки влияния анатомических факторов на риск развития нестабильной гемодинамики рассчитывались отношения шансов, чувствительность и специфичность каждого фактора. Результаты считались статистически значимыми при р<0,05.
Результаты
Данные анализа МРТ показали, что у всех пациентов анализируемой выборки отмечались признаки диффузного повреждения мозга с вовлечением полушарных и у 29 (78,4%) из 37 пациентов — стволовых структур. Вместе с тем небольшая численность пациентов в группах с сохранной и нарушенной ауторегуляцией не позволила выявить достоверные отличия в исходах по ШИГ тяжести травмы по ШКГ. Группы не отличались между собой по половозрастным характеристикам. Локализация и глубина повреждений мозга, оцененных по классификациям Р. Фиршинга и соавт. [22] и Н.Е. Захаровой и соавт. [23], также значимо не различалась между группами сравнения (см. табл. 1).
Распространенность повреждения стволовых и подкорковых структур мозга при нарушенной АМК
Далее был проведен статистический анализ частоты встречаемости одно- или двустороннего повреждения каждой структуры мозга у пациентов с нарушенной (2-я группа) и сохранной (1-я группа) ауторегуляцией (табл. 2).
Статистический анализ данных показал, что у пациентов с травматическим повреждением мозга, сопровождающимся нарушениями АМК в остром периоде травмы, в целом повреждения ствола отмечались несколько чаще, чем в группе пациентов с нормальной ауторегуляцией. Среди изученных стволовых структур значительно чаще (р=0,02) у пациентов 2-й группы отмечалось структурное повреждение черной субстанции среднего мозга — структуры, являющейся источником дофаминергических проекций для неостриатума, поясной коры, обонятельных ядер, заднего гипоталамуса и миндалин мозга. Отношение шансов составило 5,333 (95% ДИ 1,252; 29,346), чувствительность 62,5% и специфичность 76,2%. Также выявлено более частое повреждение холинергической структуры – области ядра Мейнерта у пациентов с нарушенной ауторегуляцией (р=0,01), причем одно- или двустороннее повреждение этой области мозга имело достаточно высокую специфичность (81%) для пациентов данной группы. Дополнительно была оценена частота встречаемости сочетанного повреждения черной субстанции и ядра Мейнерта, которая значимо преобладала в группе с нарушенной ауторегуляцией (р=0,02). Отношение шансов составило 7,39 (95% ДИ 1,043; 65,37), чувствительность 43,8% и специфичность 90,5%.
Таким образом, анализ показал, что нарушение ауторегуляции мозгового кровотока у пациентов с ДАП головного мозга часто ассоциировано с наличием первичного повреждения черной субстанции, области ядра Мейнерта и их сочетанием (рис. 2).
Распространенность повреждения подкорковых и стволовых структур мозга при длительном нарушении ауторегуляции
Для анализа влияния повреждения подкорковых и стволовых структур мозга на параметр ауторегуляции кровотока (PRx) пациенты были разделены на три примерно равные по численности группы в зависимости от длительности периода утраченной ауторегуляции (PRx>0,2) относительно всего времени измерения: 1) менее 20% времени (n=17); 2) 20—34% времени (n=10); 3) 35% времени и более (n=10). Результаты данного анализа представлены в табл. 3.
Выявлено, что у пациентов с утраченной ауторегуляцией более 35% времени измерения несколько чаще присутствовало повреждение ствола. В этой группе пациентов значительно чаще встречались повреждения черной субстанции (р=0,05). Отношение шансов составило 5,6 (95% ДИ 0,785; 45,938), чувствительность и специфичность составили 70 и 70,6% соответственно. Также в данной группе отмечено более частое повреждение области ядра Мейнерта (р=0,04). Отношение шансов составило 7,6 (95% ДИ 1,006; 68,466), чувствительность и специфичность составили 70 и 76,5% соответственно.
Согласно результатам данного анализа, сохранились значимые различия в частоте повреждения черной субстанции, области ядра Мейнерта и их сочетания между крайними группами (при длительности нарушенной ауторегуляции менее 20% и более 35% времени измерения). Таким образом, наличие первичного повреждения ствола в области черной субстанции и базальных отделов переднего мозга (область ядра Мейнерта) вносит существенный вклад в нарушение механизмов АМК.
Обсуждение
Предложенная нами гипотеза о влиянии определенных нейромедиаторных структур мозга в качестве центральных звеньев на АМК при тяжелой травме мозга ранее не была освещена в литературе. Полученные нами данные на модели ДАП могут быть объяснены накопленными ранее результатами изучения других заболеваний мозга человека (главным образом, нейродегенеративных) и предшествовавшими экспериментальными работами.
В настоящее время доказано, что многие нейромедиаторные системы могут оказывать влияние на кровоток посредством рецепторов, находящихся на капиллярах или периваскулярной глии. Такие эффекты, в частности, показаны для дофамина, у которого существует два типа рецепторов: D1- и D2-подобные рецепторы, первые из которых обладают вазорелаксирующим, а вторые — вазоконстрикторным эффектами. Дофамин у человека оказывает сужающее действие на крупные мозговые артерии и тем самым увеличивает линейную скорость мозгового кровотока [26].
Черная субстанция функционально относится к экстрапирамидной системе, поскольку участвует в регуляции мышечного тонуса при обеспечении двигательных функций. Наименее известны и изучены анатомические пути, посредством которых она влияет на вегетативные функции: дыхание, сердечную деятельность и тонус сосудов. Черная субстанция содержит два вида нейронов, одни из которых используют дофамин (pars compacta), а другие (pars reticulata) — глутамат. В ряде экспериментальных работ показано, что электрическая стимуляция pars compacta черной субстанции вызывает тахикардию и повышение артериального давления [25, 27—29]. Подобные данные указывают на то, что дофаминергические нейроны черной субстанции активируют центральный путь кардиоваскулярного депрессорного центра, посредством которого происходит ингибирование симпатических волокон, вызывающих сужение артерий и учащение сердцебиения.
Дофаминергические нейроны черной субстанции посылают проекции к системе базальных отделов переднего мозга, получившей название «расширенной миндалины». «Расширенная миндалина» тесно связана со структурами переднего мозга и ствола, вовлеченными в регуляцию сердечно-сосудистой системы [29, 30]. Стимуляция ее структур так же, как и стимуляция черной субстанции, приводит к подавлению кардиоваскулярных реакций [31, 32], что позволяет объединить их в единую регуляторную систему. Ранее проведенные исследования показали, что активность дофаминергических нейронов черной субстанции может регулироваться артериальными барорецепторами [33, 34]. Денервация барорецепторов приводит к снижению продукции и высвобождения дофамина в стриатум. Эти данные указывают на важный факт, что дофаминергические нейроны черной субстанции могут явиться частью длинного центрального барорецепторного рефлекторного пути, регулирующего уровень АД [35].
Существуют доказательства, что холинергические нейроны также участвуют в регуляции регионального мозгового кровотока [36, 37], причем этот механизм регуляции не зависит от регионарного метаболизма и системного А.Д. Активация холинергических волокон ядра Мейнерта и септального комплекса приводит к высвобождению ацетилхолина в коре и гиппокампе, что провоцирует увеличение мозгового кровотока в данных структурах. Диффузное увеличение кровотока в коре во время ходьбы ассоциировано с возбуждением вазодилатирующей системы базального ядра Мейнерта [36]. Активация холинергических нейронов базальных отделов переднего мозга может вносить вклад в повышение ВЧД и формирование плато-волн за счет вазодилатации [17].
Известно, что при ряде нейродегенеративных заболеваний головного мозга (болезнь Паркинсона, мультисистемная атрофия) также отмечаются нарушения ауторегуляции, что связывается с вегетативной дисфункцией [38]. Однако каждое звено вегетативной системы имеет свое представительство в ЦНС, в частности в стволе головного мозга. Клинической моделью для понимания роли черной субстанции в регуляции кровотока является болезнь Паркинсона — заболевание, характеризующееся прогрессирующей утратой дофаминергических нейронов черной субстанции. Экспериментальные работы, моделирующие данное заболевание, указывают на ослабление симпатического компонента регуляции АД и сердечного ритма при дегенерации черной субстанции [39].
Таким образом, в настоящей работе показано, что повреждение дофаминергической структуры черной субстанции и холинергической структуры области ядра Мейнерта у пациентов с ДАП ассоциировано с более выраженным и длительным нарушением ауторегуляции мозгового кровотока. Полученные данные указывают на существование у человека нейрогенных механизмов регуляции тонуса мозговых сосудов, вносящих вклад в изменение ВЧД. Повреждение этих регуляторных звеньев в результате травмы сопряжено с более тяжелым и длительным периодом нарушенной ауторегуляции мозгового кровотока, что может потребовать более продолжительного мониторинга и коррекции ВЧД.
Результаты работы показывают наличие различных паттернов повреждения мозга у пациентов с нарушенными и сохранными механизмами церебральной ауторегуляции при одинаковой тяжести и клинической форме ЧМТ. Полученные нами данные, с клинической стороны, косвенно подтверждают результаты ранее проведенных экспериментальных исследований относительно наличия прямых нейрональных механизмов регуляции тонуса сосудов. Однако эти данные следует интерпретировать с осторожностью, они являются предварительными и лишь приоткрывают завесу сложных механизмов регуляции мозгового кровотока при острой патологии мозга. Безусловно, необходимы дальнейшие, более развернутые исследования в данном направлении, в том числе для идентификации всех звеньев нейрональной регуляторной системы.
Работа поддержана грантом РФФИ № 16−04−01472.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Комментарий
1960—1970-е годы ознаменовались интенсивным изучением мозгового кровообращения и ауторегуляции мозгового кровотока (АМК). Морфологические исследования позволили обнаружить нервные волокна в стенках мозговых сосудов от виллизиева круга и его ветвей до мельчайших артериол. Нервные клетки, волокна и рецепторы выявлены в соединительнотканных струнах, стабилизирующих артерии в ликворных каналах субарахноидального пространства. Богатой иннервацией обладают магистральные артерии, особенно развит нервный аппарат в области сифона внутренней сонной артерии. Наличие нервной регуляции мозгового кровообращения ни у кого не вызывает сомнений. Однако механизмы этой регуляции остаются невыясненными. Прежде всего непонятна природа центральных механизмов, участвующих в регуляции просвета мозговых сосудов. Одни предполагают, что функцию такого центра регуляции могут выполнять нейроны или их группы, которые находятся в самой коре, поблизости от артерий-эффекторов, другие ищут этот центр в ретикулярной формации, ядрах шатра и гипоталамусе.
Авторы провели исследование АМК у 37 пациентов с ДАП головного мозга, используя мониторинг коэффициента реактивности мозговых сосудов. Всех больных они разделили на две сравнимые по остальным показателям группы: с сохранной (19 больных) и с частично или полностью утраченной АМК (18). МРТ выявила в той и другой группах по 15 больных с повреждениями стволовых структур головного мозга. Статистический анализ с применением современного пакета программ обнаружил, что повреждение мозга в проекциях дофаминергической структуры черной субстанции и холинергической структуры в зоне безымянной субстанции ядра Мейнерта достоверно чаще встречались у пациентов с нарушенной АМК. Выявленная закономерность представляет не только теоретический интерес, но большое практическое значение.
Известно, что поражение черной субстанции и ядра Мейнерта патогномонично для болезни Паркинсона. Расстройствами АМК можно было бы объяснить усугубление состояния больных после хирургического лечения, осложнившегося пневмоцефалией. Исследования последних лет подтверждают изменение ауторегуляции при идиопатическом паркинсонизме. Однако это не обязательно расстройства АМК. Вероятно, центральные механизмы АМК устроены значительно сложнее, чем просто локализация их в указанных авторами структурах мозга.
Проблема, затронутая в данной статье, безусловно, требует дальнейшего более детального изучения. Результаты проведенной авторами работы заслуживают быть опубликованными.
А.Л. Кривошапкин (Москва)
Список литературы:
- Zweifel С, Dias С, Smielewski P, Czosnyka M. Continuous time-domain monitoring of cerebral autoregulation in neurocritical care. Medical Engineering and Physics. 2014 1 May;36: Issue 5:638-645. https://doi.org/10.1016/j.medengphy.2014.03.002
- Lassen NA. Cerebral blood flow and oxygen consumption in man. Physiol Rev. 1959;39:183-238.
- Johnson U, Nilsson P, Ronne-Engström E, Howells T, Enblad P. Favorable outcome in traumatic brain injury patients with impaired cerebral pressure autoregulation when treated at low cerebral perfusion pressure levels. Neurosurgery. 2011;68:714-722. https://doi.org/10.1227/neu.0b013e3182077313
- Attwell D, Buchan AM, Charpak S, Lauritzen M, Macvicar BA, Newman EA. Glial and neuronal control of brain blood flow. Nature. 2010;468:232-243. https://doi.org/10.1038/nature09613
- Betz E. Cerebral blood flow: Its measurement and regulation. Physiol Rev. 1972;52:595-630. https://doi.org/10.1152/physrev.1972.52.3.595
- Bor-Seng-Shu E, Kitaw S, Figueiredo EG, Paiva wS, Fonoff ET, Teixeira MJ, Panerai RB. Cerebral hemodynamics: concepts of clinical Importance. Arq Neuropsiquiatr. 2012;70(5):357-365. https://doi.org/10.1590/s0004-282×2012000500010
- Bratton SL, Chestnut RM, Ghajar J, McConnell Hammond FF, Harris OA, Hartl R, Manley GT, Nemecek A, Newell DW, Rosenthal G, Schouten J, Shutter L, Timmons SD, Ullman JS, Videtta W, Wilberger JE, Wright DW. Guidelines for the management of severe traumatic brain injury. VII. Intracranial pressure monitoring technology. J Neurotrauma. 2007;24(Suppl 1):S45-S54. https://doi.org/10.1089/neu.2007.9990
- Lundberg N. Continuous recording and control of ventricular fluid pressure in neurosurgical practice. Acta Psychiatr Neural Scand. 1960;36(Suppl 149):1-193. https://doi.org/10.1097/00005072-196207000-00018
- Risberg J, Lundberg N, lngvar DH. Regional cerebral blood volume during acute transient rises of the intracranial pressure (plateau waves). J Neurosurg. 1969;31:303-310. https://doi.org/10.3171/jns.1969.31.3.0303
- Сzosnyka M, Smielewski P, Kirkpatrick P, Laing RJ, Menon D, Pickard JD. Continuous assessment of the cerebral vasomotor reactivity in head injury. Neurosurgery. 1997;41:11-17. https://doi.org/10.1097/00006123-199707000-00005
- Ошоров А.В., Савин И.А., Горячев А.С., Попугаев К.А., Потапов А.А., Гаврилов А.Г. Первый опыт применения мониторинга ауторегуляции мозговых сосудов в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы. Анестезиология и реаниматология. 2008;2:61-67. https://doi.org/10.14412/1995-4484-2008-8
- Ошоров А.В., Савин И.А., Горячев А.С., Попугаев К.А., Полупан А.А., Сычев А.А., Гаврилов А.Г., Кравчук А.Д., Захарова Н.Е., Данилов Г.В., Потапов А.А. Плато волны внутричерепного давления у пострадавших с тяжелой черепно-мозговой травмой. Анестезиология и реаниматология. 2013;4:44-50. 13.Obrador S, Pi-Suiier j. Experimental swelling of the brain. Arch Neural Psychiatry. 1943;49:826-830. https://doi.org/10.1001/archneurpsyc.1943.02290180050005
- Ishii S. Brain swelling. Studies of structural, physiological and biochemical alterations. In: Caveness WH, Walker AF, eds. Head Injury Conference Proceedings. Philadelphia: Lippincott, 1966;276-299.
- Meyer JS, Teraura T, Sakamoto K, Kondo A. Central neurogenic control of cerebral blood flow. Neurology. 1971;21:247-262. https://doi.org/10.1212/wnl.21.3.247
- Ladecola C, Nakai M, Arbit E, Reis D. Global cerebral vasodilatation elicited by focal electrical stimulation within the dorsal medullary reticular formation in anesthetized rat. J Cereb Blood Flow Metab. 1983;3:270-279. https://doi.org/10.1038/jcbfm.1983.41
- Maeda M, Matsuura S, Tanaka K, Katsuyama J, Nakamura T, Sakamoto H, Nishimura S. Effects of electrical stimulation on intracranial pressure and systemic arterial blood pressure in cats. Part I: Stimulation of brain stem. Neurol Res. 1988a Jun;10(2):87-92. https://doi.org/10.1080/01616412.1988.11739821
- Александрова Е.В., Тоноян А.С., Сычев А.А., Крюкова К.К. Активность симпато-адреналовой системы в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы: значение нейроанатомических факторов. Вестник РФФИ. 2016;2(90):41-49. https://doi.org/10.22204/2410-4639-2016-090-02-41-49
- Teasdale G, Jennett B. Assessment of coma and impaired consciousness. A practical scale. Lancet. 1974 Jul 13;2(7872):81-84. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(74)91639-0
- Jennett B, Plum F. Persistent vegetative state after brain damage: A syndrome in search of a name. Lancet. 1972;1:734-737. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(72)90242-5
- Firsching R, Woischneck D, Klein S, Reissberg S, Döhring W, Peters B. Classification of severe head injury based on magnetic resonance imaging. Acta Neurochir (Wien). 2001;143:263. https://doi.org/10.1007/s007010170106
- Захарова Н.Е., Потапов А.А., Корниенко В.Н., Пронин И.Н., Александрова Е.В., Данилов Г.В., Гаврилов А.Г., Зайцев О.С., Кравчук А.Д., Сычев А.А. Новая классификация травматических поражений головного мозга, основанная на данных магнитно-резонансной томографии. Вестник РФФИ. 2016;2(90):12-19. https://doi.org/10.22204/2410-4639-2016-090-02-12-19
- Потапов А.А., Крылов В.В., Гаврилов А.Г., Кравчук А.Д., Лихтерман Л.Б., Петриков С.С., Талыпов А.Э., Захарова Н.Е., Ошоров А.В., Сычев А.А., Александрова Е.В., Солодов А.А. Рекомендации по диагностике и лечению тяжелой черепно-мозговой травмы. Часть 3. Хирургическое лечение (опции). Вопросы нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко. 2016;2:93-101.https://doi.org/10.17116/neiro201680293-101
- Потапов А.А., Крылов В.В., Гаврилов А.Г., Кравчук А.Д., Лихтерман Л.Б., Петриков С.С., Талыпов А.Э., Захарова Н.Е., Ошоров А.В., Сычев А.А., Александрова Е.В., Солодов А.А. Рекомендации по диагностике и лечению тяжелой черепно-мозговой травмы. Часть 2. Интенсивная терапия и нейромониторинг. Вопросы нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко. 2016;80(1):98-106. https://doi.org/10.17116/neiro201680198-106
- Brain Trauma Foundation; American Association of Neurological Surgeons; Congress of Neurological Surgeons; Joint Section on Neurotrauma and Critical Care, AANS/CNS, Bratton SL, Chestnut RM, Ghajar J, McConnell Hammond FF, Harris OA, Hartl R, Manley GT, Nemecek A, Newell DW, Rosenthal G, Schouten J, Shutter L, Timmons SD, Ullman JS, Videtta W, Wilberger JE, Wright DW. Guidelines for the management of severe traumatic brain injury. VII. Intracranial pressure monitoring technology. J Neurotrauma. 2007;24 Suppl 1:S45-S54. https://doi.org/10.1089/neu.2007.9989
- Niimi T, Sawada T, Kuriyama Y, The effect of dopamine on cerebral circulation and metabolism in man. Jpn J Stroke. 1981;3:318-325.
- Ångyán L. Role of the substantia nigra in the behavioral-cardiovascular integration in the cat. Acta Physiol Scand. 1989;74:175-187.
- Lin MT, Yang JJ. Stimulation of the nigrostriatal dopamine system produces hypertension and tachycardia in rats. Am J Physiol. 1994 Jun;266(6 Pt 2):H2489-H2496. https://doi.org/10.1152/ajpheart.1994.266.6.H2489
- Dampney RAL. Functional organization of central pathways regulating the cardiovascular system. Physiol Rev. 1994;74:323-364. https://doi.org/10.1152/physrev.1994.74.2.323
- Sun MK. Central neural organization and control of sympa- thetic nervous system in mammals. Prog Neurobiol. 1995;47:157-233. https://doi.org/10.1016/0301-0082(95)00026-8
- Ciriello J, Janssen SA. Effect of glutamate stimulation of bed nucleus of the stria terminalis on arterial pressure and heart rate. Am J Physiol. 1993;265 (Heart Circ Physiol. 34): H1516-H1522. https://doi.org/10.1152/ajpheart.1993.265.5.H1516
- Roder S, Ciriello J. Contribution of bed nucleus of the stria terminalis to the cardiovascular responses elicited by stimulation of the amygdala. J Auton Nerv Syst. 1993;45:61-75. https://doi.org/10.1016/0165-1838(93)90362-X
- Alexander N, Hirata Y, Nagatsu T. Reduced tyrosine hydroxylase activity in nigrostriatal system of sinoaortic-denervated rats. Brain Res. 1984;299:380-382. https://doi.org/10.1016/0006-8993(84)90724-8
- Alexander N, Nakahara D, Ozaki N, Kaneda N, Sasaoka T, Iwata N, Nagatsu T. Striatal dopamine release and metabolism in sinoaortic-denervated rats by in vivo microdialysis. Am J Physiol. 1988;254. (Regulatory Integrative Comp Physiol. 1988;23):R396-R399. https://doi.org/10.1152/ajpregu.1988.254.2.R396
- Kirouac GJ, Ciriello J.Cardiovascular depressor responses to stimulation of substantia nigra and ventral tegmental area. Am J Physiol. 1997 Dec;273(6 Pt 2):H2549-H2557. https://doi.org/10.1152/ajpheart.1997.273.6.H2549
- Sato A, Sato Y, Uchida S. Regulation of regional cerebral blood flow by cholinergic fibers originating in the basal forebrain. Int J Dev Neurosci. 2001 Jun;19(3):327-337. Review. https://doi.org/10.1016/S0736-5748(01)00017-X
- Maeda M, Miyazaki M. Control of ICP and the cerebrovascular bed by the cholinergic basal forebrain. Acta Neurochir Suppl. 1998;71:293-296. https://doi.org/10.1007/978-3-7091-6475-4_85
- Gregor K. Wenning, Carlo Colosimo, Felix Geser and Werner Poewe. Multiple system atrophy. Lancet Neurology. 2004;3:93-103. https://doi.org/10.1016/S1474-4422(03)00662-8
- Ariza D, Sisdeli L, Crestani CC, Fazan R, Martins-Pinge MC. Dysautonomias in Parkinson’s disease: cardiovascular changes and autonomic modulation in conscious rats after infusion of bilateral 6-OHDA in substantia nigra. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2015 Feb 1;308(3):H250-H257. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00406.2014
Обсуждение
Предложенная нами гипотеза о влиянии определенных нейромедиаторных структур мозга в качестве центральных звеньев на АМК при тяжелой травме мозга ранее не была освещена в литературе. Полученные нами данные на модели ДАП могут быть объяснены накопленными ранее результатами изучения других заболеваний мозга человека (главным образом, нейродегенеративных) и предшествовавшими экспериментальными работами.
В настоящее время доказано, что многие нейромедиаторные системы могут оказывать влияние на кровоток посредством рецепторов, находящихся на капиллярах или периваскулярной глии. Такие эффекты, в частности, показаны для дофамина, у которого существует два типа рецепторов: D1- и D2-подобные рецепторы, первые из которых обладают вазорелаксирующим, а вторые — вазоконстрикторным эффектами. Дофамин у человека оказывает сужающее действие на крупные мозговые артерии и тем самым увеличивает линейную скорость мозгового кровотока [26].
Черная субстанция функционально относится к экстрапирамидной системе, поскольку участвует в регуляции мышечного тонуса при обеспечении двигательных функций. Наименее известны и изучены анатомические пути, посредством которых она влияет на вегетативные функции: дыхание, сердечную деятельность и тонус сосудов. Черная субстанция содержит два вида нейронов, одни из которых используют дофамин (pars compacta
), а другие (
pars reticulata
) — глутамат. В ряде экспериментальных работ показано, что электрическая стимуляция
pars compacta
черной субстанции вызывает тахикардию и повышение артериального давления [25, 27—29]. Подобные данные указывают на то, что дофаминергические нейроны черной субстанции активируют центральный путь кардиоваскулярного депрессорного центра, посредством которого происходит ингибирование симпатических волокон, вызывающих сужение артерий и учащение сердцебиения.
Дофаминергические нейроны черной субстанции посылают проекции к системе базальных отделов переднего мозга, получившей название «расширенной миндалины». «Расширенная миндалина» тесно связана со структурами переднего мозга и ствола, вовлеченными в регуляцию сердечно-сосудистой системы [29, 30]. Стимуляция ее структур так же, как и стимуляция черной субстанции, приводит к подавлению кардиоваскулярных реакций [31, 32], что позволяет объединить их в единую регуляторную систему. Ранее проведенные исследования показали, что активность дофаминергических нейронов черной субстанции может регулироваться артериальными барорецепторами [33, 34]. Денервация барорецепторов приводит к снижению продукции и высвобождения дофамина в стриатум. Эти данные указывают на важный факт, что дофаминергические нейроны черной субстанции могут явиться частью длинного центрального барорецепторного рефлекторного пути, регулирующего уровень АД [35].
Существуют доказательства, что холинергические нейроны также участвуют в регуляции регионального мозгового кровотока [36, 37], причем этот механизм регуляции не зависит от регионарного метаболизма и системного А.Д. Активация холинергических волокон ядра Мейнерта и септального комплекса приводит к высвобождению ацетилхолина в коре и гиппокампе, что провоцирует увеличение мозгового кровотока в данных структурах. Диффузное увеличение кровотока в коре во время ходьбы ассоциировано с возбуждением вазодилатирующей системы базального ядра Мейнерта [36]. Активация холинергических нейронов базальных отделов переднего мозга может вносить вклад в повышение ВЧД и формирование плато-волн за счет вазодилатации [17].
Известно, что при ряде нейродегенеративных заболеваний головного мозга (болезнь Паркинсона, мультисистемная атрофия) также отмечаются нарушения ауторегуляции, что связывается с вегетативной дисфункцией [38]. Однако каждое звено вегетативной системы имеет свое представительство в ЦНС, в частности в стволе головного мозга. Клинической моделью для понимания роли черной субстанции в регуляции кровотока является болезнь Паркинсона — заболевание, характеризующееся прогрессирующей утратой дофаминергических нейронов черной субстанции. Экспериментальные работы, моделирующие данное заболевание, указывают на ослабление симпатического компонента регуляции АД и сердечного ритма при дегенерации черной субстанции [39].
Таким образом, в настоящей работе показано, что повреждение дофаминергической структуры черной субстанции и холинергической структуры области ядра Мейнерта у пациентов с ДАП ассоциировано с более выраженным и длительным нарушением ауторегуляции мозгового кровотока. Полученные данные указывают на существование у человека нейрогенных механизмов регуляции тонуса мозговых сосудов, вносящих вклад в изменение ВЧД. Повреждение этих регуляторных звеньев в результате травмы сопряжено с более тяжелым и длительным периодом нарушенной ауторегуляции мозгового кровотока, что может потребовать более продолжительного мониторинга и коррекции ВЧД.
Результаты работы показывают наличие различных паттернов повреждения мозга у пациентов с нарушенными и сохранными механизмами церебральной ауторегуляции при одинаковой тяжести и клинической форме ЧМТ. Полученные нами данные, с клинической стороны, косвенно подтверждают результаты ранее проведенных экспериментальных исследований относительно наличия прямых нейрональных механизмов регуляции тонуса сосудов. Однако эти данные следует интерпретировать с осторожностью, они являются предварительными и лишь приоткрывают завесу сложных механизмов регуляции мозгового кровотока при острой патологии мозга. Безусловно, необходимы дальнейшие, более развернутые исследования в данном направлении, в том числе для идентификации всех звеньев нейрональной регуляторной системы.
Работа поддержана грантом РФФИ № 16−04−01472.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
НЕДОСТАТОЧНОСТЬ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ СОСУДИСТОГО ГЕНЕЗА
Преферанская Нина ГермановнаДоцент кафедры фармакологии образовательного департамента Института фармации и трансляционной медицины Мультидисциплинарного центра клинических и медицинских исследований Международной школы «Медицина будущего» Первого МГМУ им. И.М. Сеченова (Сеченовский университет), к.фарм.н.
Диваза (табл. д/рассасывания №100) — инновационный комбинированный препарат, содержащий антитела к мозгоспецифическому белку S–100 аффинно очищенные и антитела к эндотелиальной NO–синтазе аффинно очищенные. Антитела к мозгоспецифическому белку S-100 оказывают антиоксидантное, антигипоксантное, нейропротекторное, анксиолитическое действие. Совместное применение компонентов препарата сопровождается усилением нейропротекторной активности антител к белку S–100, усилением вегетостабилизирующего эффекта, нормализацией вегетативного статуса, синергическим влиянием обоих компонентов на нейрональную пластичность и, вследствие этого, повышением устойчивости мозга к токсическим воздействиям.
Применение препарата улучшает интегративную деятельность и восстанавливает межполушарные связи головного мозга, способствует устранению когнитивных нарушений, стимулирует репаративные процессы и ускоряет восстановление функций ЦНС, повышает умственную работоспособность, восстанавливает процессы обучения и памяти, нормализует соматовегетативные проявления, увеличивает мозговой кровоток. Препарат не обладает седативным и миорелаксирующим действием, не вызывает пристрастия и привыкания.
Применяют Дивазу для восстановления интегративной деятельности мозга при широком спектре органических расстройств ЦНС, обусловленных нейродегенеративными, цереброваскулярными заболеваниями, нейроинфекциями, черепно-мозговой травмой. Используют в составе комплексной терапии. Возможны реакции повышенной индивидуальной чувствительности к компонентам препарата.
1 таблетка лекарственного препарата содержит антитела к мозгоспецифическому белку S–100 аффинно очищенных — 0,006 г и антитела к эндотелиальной NO–синтазе аффинно очищенных — 0,006 г.
Инстенон — комбинированный препарат, содержащий этамиван, гексобендин и этофиллин. Нейропротективный эффект препарата основан на взаимном потенцировании эффектов. Препарат избирательно стимулирует обмен веществ головного мозга, стабилизирует мозговое и системное кровообращение, замедляет гибель клеток нейронов головного мозга, умеренно расширяет коронарные и церебральные сосуды, увеличивает утилизацию глюкозы и кислорода клетками мозга. При применении препарата повышается работоспособность, снижается утомляемость, головная боль, повышается настроение и общий тонус.
Препарат назначают больным с острыми и хроническими формами сосудистой патологии головного мозга, последствиями перенесенного инсульта по 2 мл в/м или в/в, предварительно растворив его в 200 мл 5% глюкозы, 1–2 раза в сутки.
Применяют внутрь по 1–2 табл. 3 раза в день, не разжевывая, при необходимости дозу увеличивают до 5 табл.
Выпускается: табл., покр. обол. (50 мг этамивана + 20 мг гексобендина дигидрохлорида + 60 мг этофиллина); табл. форте (100 мг этамивана + 60 мг гексобендина + 60 мг этофиллина); раствор д/инъек., амп. 2 мл (50, 10 и 100 мг соответственно).
Важно! Из побочных эффектов чаще встречается снижение артериального давления, головная боль, кратковременная тахикардия.
Пирацетам + Циннаризин («Омарон«, табл., «Комбитропил«, капс., «Пирацезин«, капс.) — комбинированный препарат (пирацетам 400 мг + циннаризин 25 мг). Оба компонента взаимно потенцируют их действия: противогипоксическое, понижают сопротивление сосудов мозга и улучшают мозговой метаболизм, способствуют значительному повышению кровотока мозга. Комбинированный препарат быстро и полностью всасывается в желудочно-кишечном тракте. Терапевтический эффект проявляется через 1–6 часов.
Показаниями к применению являются различные нарушения мозгового кровообращения; в целях профилактики мигрени, для улучшения обучения и памяти детей с отставанием интеллектуального развития. Обычная доза для взрослых — 1–2 капс. 3 раза в день в течение 1–3 месяцев в зависимости от тяжести заболевания. Курс повторять 2–3 раза в год. Детям назначается с 5 лет по 1–2 капсулы 1–2 раза в день.
Винпоцетин + Ноотропил (Винпотропил, капс., табл., покр. обол., концентрат д/приг. раствора д/инъек.) — комбинированный препарат (винпоцетина 5 мг + пирацетама 400 мг). Действие обусловлено компонентами, входящими в состав, эффект развивается постепенно. Винпоцетин — вазодилатирующее средство, улучшающее мозговое кровообращение; как церебровазодилатирующее средство улучшает мозговое кровообращение, вызывает небольшое снижение системного АД, расширение сосудов головного мозга, усиление кровотока и улучшение снабжения мозга кислородом и глюкозой; повышает устойчивость клеток головного мозга к гипоксии, облегчая транспорт кислорода.
Пирацетам как ноотропное средство оказывает положительное влияние на обменные процессы мозга, повышает концентрацию АПФ в мозговой ткани, усиливает синтез РНК и фосфолипидов, стимулирует гликолитические процессы, усиливает утилизацию глюкозы; улучшает интегративную функцию головного мозга.
Взрослым и подросткам от 14 лет назначают внутрь, перед едой, по 1–2 капс. 3 раза в день. Поддерживающая доза — 1 капсула 3 раза в день. Курс лечения — от 2–3 недель до 2–6 месяцев. Перед отменой препарата дозу уменьшают постепенно.
ПРЕПАРАТЫ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Церебролизин (раствор д/инъек., 1, 5 и 10 мл, амп.) — продукт гидролиза вещества головного мозга свиньи (в 1 мл водного раствора медикамента содержит 0,2152 г концентрата церебролизина). Представляет собой прозрачную жидкость янтарного цвета, содержит нейропептиды с низкой молекулярной массой (15%) и около 18 биологически активных аминокислот (85%). Активные аминокислоты и пептиды легко проникают из крови в нейроны, оказывая органоспецифическое комплексное воздействие на головной мозг. Препарат обеспечивает нейропротекцию, функциональную нейромодуляцию, а также регуляцию метаболизма, повышает эффективность энергетического аэробного метаболизма в тканях мозга, улучшает утилизацию кислорода, белковый синтез в нейронах мозга, уменьшает вредное воздействие лактацидоза, стимулирует транссинаптическую передачу. Нейропротективное действие церебролизина заключается в повышении устойчивости мозговой ткани к гипогликемии, интоксикации, гипоксии и к другим повреждающим воздействиям.
Установлено, что препарат оказывает антиоксидантное действие, тормозит процесс свободно-радикального окисления, оказывает положительное воздействие на гомеостаз микроэлементов-антиоксидантов (селена, магния, калия, марганца).
Препарат назначают при ишемическом инсульте, церебральном атеросклерозе, осложнениях после нейрохирургических операций и черепно–мозговых травм — от 10 до 50 мл ежедневно вводят посредством очень медленных внутривенных инфузий с предварительным разведением специальными растворами для инфузий (раствор Рингера, раствор декстрозы). Продолжительность инфузий — от 15 мин. до часа. Продолжительность терапии 10–20 дней. При необходимости курс лечения следует повторить, снизив периодичность инъекций до 2–3 раз в неделю. Противопоказанием является гиперчувствительность к любому компоненту препарата.
Актовегин (4% раствор д/инъек., амп. 2, 5, 10 мл; раствор д/инфуз., фл. 250 мл; драже форте 200 мг; табл., покр. обол., 200 мг) — препарат, содержащий депротеинизированный гомодериват из сыворотки телячьей крови с низкомолекулярными пептидами, аминокислотами, нуклеозидами и промежуточные продукты углеводного и липидного обмена. Актовегин активизирует в тканях мозга обмен веществ, улучшает трофику и стимулирует процессы регенерации.
Применяют препарат при метаболических и циркуляторных нарушениях в ЦНС, нарушениях мозгового кровообращения, энцефалопатиях, черепно–мозговых травмах и инсультах. При применении Актовегина фармакологический эффект начинает проявляться не позднее, чем через 30 мин. после парентерального введения или приема внутрь и достигает максимума в среднем через 3 часа. Парентеральное введение Актовегина следует проводить с осторожностью из-за возможного развития анафилактических реакций.
Важно! Побочное действие проявляется в основном аллергическими реакциями.
Кортексин (пор. лиофилизированный 10 мг д/приг. растворов д/инъек.) — комплекс полипептидных фракций, выделенных из коры головного мозга крупного рогатого скота и свиней. Препарат обладает церебропротективным и ноотропным действием, восстанавливает биоэлектрическую активность и улучшает метаболизм головного мозга, регулирует соотношение тормозных и возбуждающих аминокислот, оказывает ГАМКергическое влияние, обладает антиоксидантной активностью. Кортексин применяется внутримышечно по 10 мг ежедневно в течение 10 дней. Побочных явлений при применении не выявлено.
ФИТОПРЕПАРАТЫ
Гинкго двулопастного листьев экстракт — средство растительного происхождения. Выпускается под торговыми названиями Билобил форте, Гинкго билоба, Гинос, Танакан и др.
В листьях содержатся биологически активные вещества — сумма флавоноидов (кверцетин, лутеолин, кемпферол), терпеновые трилактоны, гинколид, алкалоиды и др. Препарат обладает антиоксидантной активностью, препятствует образованию свободных радикалов и перекисному окислению липидов клеточных мембран, улучшает мозговое и периферическое кровообращение, укрепляет стенки сосудов, повышает иммунитет, обладает противовоспалительным действием.Нормализует метаболические процессы, оказывает антигипоксическое действие на ткани. Оказывает выраженное противоотечное действие как на уровне головного мозга, так и на периферии. Воздействует на высвобождение, обратный захват и катаболизм нейромедиаторов (норадреналина, допамина, ацетилхолина) и на их способность к связыванию с мембранными рецепторами. У препаратов Гинкго большая область применения — это и энцефалопатии различного генеза (последствия инсульта, черепно-мозговых травм), и патологические процессы, развившиеся в старческом возрасте, снижение интеллектуальных способностей, нарушение сна и мн. др. (см. инструкцию).
Важно! При применении возможны аллергические реакции (покраснение, отечность кожи, зуд), желудочно-кишечные расстройства, головная боль, снижение свертываемости крови, нарушения слуха, головокружение. Имеются сообщения о внутренних кровотечениях, наблюдавшихся после длительного применения препаратов на основе Гинкго билоба.
Танакан — препарат, в состав которого входит 40 мг сухого стандартизированного экстракта листьев Гинкго билоба, — стандартизированный, титрованный в количественном объеме: 24% гетерозидов Гинкго и 6% Гинкголидов–Билобалидов. Действие препарата обусловлено влиянием на процессы обмена веществ в клетках, реологические свойства крови и микроциркуляцию, а также вазомоторные реакции кровеносных сосудов. Препарат улучшает мозговое кровообращение и снабжение мозга кислородом и глюкозой. Обладает вазорегулирующим действием на всю сосудистую систему: артерии, вены, капилляры. Способствует улучшению кровотока, препятствует агрегации эритроцитов, оказывает тормозящее влияние на фактор активации тромбоцитов.
Танакан назначается по 1 табл. или 1 мл раствора для приема внутрь 3 раза в сутки во время еды (120 мг/в сутки). При терапии астенических расстройств оптимальная суточная доза препарата составляет 240 мг — по 2 табл. или 2 мл перорального раствора 3 раза в день. Продолжительность курса лечения составляет от 1 до 3 месяцев.
Важно! При применении препарата могут возникать расстройства пищеварения, кожные аллергические реакции, головные боли.
Мемоплант — препаратсодержит40 мгсухого стандартизированного экстракта листьев Гинкго билоба, 9,6 мг гинкгофлавонгликозидов, 2,4 мг терпенлактонов и 0,2 мкг гинкголовой кислоты. Препарат повышает устойчивость организма к гипоксии, особенно тканей головного мозга, тормозит развитие травматического или токсического отека головного мозга, улучшает мозговое и периферическое кровообращение, оказывает тормозящее влияние на фактор агрегации тромбоцитов. Органические (возникающие вследствие возрастных нарушений кровообращения) и функциональные нарушения головного мозга с такими проявлениями, как ухудшение памяти, снижение способностей к концентрации внимания и интеллектуальных возможностей, головокружение, шум в ушах, головная боль. Нарушения функции внутреннего уха, проявляющиеся головокружением, неустойчивой походкой и шумом в ушах.
Применяют препарат по 1–2 табл. 3 раза в день. Продолжительность курса лечения — не менее 8 недель.
ГОМЕОПАТИЧЕСКИЕ ПРЕПАРАТЫ
Мемория (20, 50, 100 мл, фл. с капельным дозатором) — в 100 мл препарата содержится Hypericum D1 15 мл, Arnica D12 10 мл, Conium D6 10 мл, Ginkgo D6 10 мл, Panax D6 10 мл, этиловый спирт 43% по весу. Для лечения нарушений памяти и концентрации внимания, в комплексном лечении церебрального атеросклероза, сопровождающегося головной болью и головокружениями. Для обеспечения наибольшей эффективности препарат Мемория следует принимать за 30 мин. до или через 1 час после приема пищи. В начале заболевания, а также в случаях, требующих быстрого ослабления симптомов, возможен прием каждые полчаса-час взрослым и подросткам — по 10 капель, перед проглатыванием подержать немного во рту, так принимать до наступления улучшения состояния, но не более 8 раз, после чего принимать 3 раза в день. Поскольку Мемория содержит растительные природные компоненты, при хранении может наблюдаться незначительное помутнение и ослабление запаха и вкуса, что не приводит к снижению эффективности препарата.