Постреанимационные изменения морфофункционального состояния нервных клеток: значение в патогенезе энцефалопатий

В статье обобщены результаты экспериментальных исследований, связанных с изучением роли морфофункциональ-ных изменений нервных клеток в формировании постреанимационных энцефалопатий. Установлены общие закономерности, динамика и некоторые механизмы изменений плотности и состава нейрональных популяций в восстановительном периоде после клинической смерти. Обнаружена взаимосвязь состояния мозга на уровне нейрональных популяций с длительностью ишемии и темпами неврологического восстановления. Выявлены индивидуально-типологические особенности развития постреанимационных изменений мозга. Определено значение макроглии в развитии постреанимационной болезни. Показана важная роль нарушений процесса синтеза белка в формировании постреанимационных изменений нейрональных популяций. Обнаружена взаимосвязь патологических изменений нейрональных популяций с их иммунореактивностью к белку теплового шока. Установлено значение выявленных нарушений в развитии постгипоксических энцефалопатий. Предполагается, что существенный вклад в решение проблемы профилактики и лечения постреанимационных энцефалопатий внесут дальнейшие иммуноцитохимические исследования ней-роспецифических белков и нейротрофических факторов.

1. Неговский В. А., Гурвич А. М. Постреанимационная болезнь — новая нозологическая единица. Реальность и значение. В кн.: Экспериментальные, клинические и организационные проблемы общей ре-аниматологии. М.: НИИОР; 1996. 3—10.

2. Неговский В. А., Мороз В. В. Актуальные проблемы реаниматологии на рубеже XXI века. В кн.: Тез. докл. 2 Рос. конгр. по патофизиологии, 9—12 окт. 2000 г. М.: Медицина; 2000. 302. 3. Романова Н. П. Морфологические изменения в головном мозгу и внутренних органах после длительной гипотензии. Арх. Патологии 1962; 10: 57—63.

3. Романова Н. П. Морфологические изменения в головном мозгу и внутренних органах собак, перенесших клиническую смерть в условиях гипотермии. Арх. патологии 1966; 6: 69—72.

4. Романова Н. П. Морфологические изменения головного мозга и внутренних органов при терминальных состояниях. В кн.: Неговский В. А. (ред. ) Основы реаниматологии. Ташкент: Медицина; 1977. 156—177.

5. Романова Н. П., Прозоровская Г. П. Морфологические изменения в головном мозгу собак, перенесших клиническую смерть, вызванную механической асфиксией. Судебно-медицинская экспертиза 1966; 1: 10—14.

6. Миротворская Г. Н. Гистохимия постреанимационных изменений в головном мозге. Анестезиология и реаниматология 1979; 5: 53—56.

7. Миротворская Г. Н. Морфологические изменения ткани центральной нервной системы. В кн.: Неговский В. А., Гурвич А. М., Золотокрылина Е. С. Постреанимационная болезнь. М.: Медицина; 1979. 226—236.

8. Миротворская Г. Н. Топический и морфометрический анализ изменений в мозге через месяц после оживления. В кн.: Горизонтов П. Д., Гурвич А. М. (ред. ) Современные проблемы реаниматологии. К 70-летию со дня рождения В. А. Неговского. М.: Медицина; 1980. 68—74.

9. Mirotvorskaya G. N. Histochemistry of the post-resuscitation changes in the brain. Resuscitation 1979; 7 (3—4): 263—270.

10. Гурвич А. М., Романова Н. П., Мутускина Е. А. Изменения ЭЭГ и количественная оценка степени неврологического повреждения после полного временного прекращения кровообращения в организме. Журн. высшей нервной деятельности им. Н. П. Павлова 1971; 21 (4): 802—809.

11. Gurvitch A. M., Romanova N. P., Mutuskina E. A. Quantitative evaluation of brain damage resulting from circulatory arrest to the central nervous system or the entire body: I. Electroencephalpgraphic and histologigal evaluation of the severity of permanent post-ischemic damage. Resuscitation 1972; 1: 205—218.

12. Кожура В. Л., Миротворская Г. Н., Молчанова Л. В., Пылова С. И. Влияние продолжительных инфузий полиглюкина в постреанимационном периоде на метаболические и морфологические характеристики мозга. Бюл. эксперим. биологии и медицины 1978; 12: 668—671.

13. Кожура В. Л., Миротворская Г. Н., Молчанова Л. В. и др. Оценка постреанимационных изменений в центральной нервной системе после длительной гиповолемической гипотензии. Анестезиология и реаниматология 1979; 3: 61—65.

14. Алексеева Г. В., Гурвич А. М., Семченко В. В. Постреанимационная энцефалопатия. Омск; 2002.

15. Гурвич А. М., Мутускина Е. А., Заржецкий Ю. В. Отсроченные постреанимационные дегенеративные изменения в мозге и некоторые пути исследования их патогенеза. Анестезиология и реаниматология 1994; 5: 6—9.

16. Заржецкий Ю. В., Аврущенко М. Ш., Мутускина Е. А., Трубина И. Е. Функциональная и структурная характеристики обучения на положительный и отрицательный стимул у реанимированных крыс. Бюл. эксприм. биологии и медицины 2000; Приложение 2: 9—11.

17. Назаренко И. В., Аврущенко М. Ш., Волков А. В. и др. Эффекты синтетического пептида с ноотропной активностью в постреанимационном периоде после клинической смерти. Бюл. эксперим. биологии и медицины 2000; Приложение 2: 51—56.

18. Аврущенко М. Ш. Изменение гетерогенных нейронных популяций в постреанимационном периоде после остановки сердца у крыс. Анестезиология и реаниматология 1994; 5: 41—44.

19. Lipton P., Raley-Susman K. M. Autoradiographic measurements of protein synthesis in hippocampal slices from rats and guinea pigs. Methods 1999; 18 (2): 127—143.

20. Welch J. P., Yuen G., Placantonakis D. G. et al. Why do Purkinje cells die so easily after global brain ischemia? Aldolase C, EAAT4 and cerebellar contribution to posthypoxic myoclonus. Adv. Neurol. 2002; 89: 331—359

21. Нечаева Н. В., Новикова Т. Е., Юровицкий Ю. Г. и др. Периодичность метаболической активности гепатоцитов в культуре. Изв. А.Н. СССР Сер. биологии 1993; 3: 341—345.

22. Саркисов Д. С. Структурные основы надежности биологических систем. Арх. патологии 1994; 56 (5): 4—7.

23. Ito U., Spatz M., Walker J., Klatzo I. Experimental cerebral ischemia in Mongolian gerbils. I. Light microscopic observations. Acta Neuropathol. (Berl. ) 1975; 32: 209—223.

24. Ito I., Klatzo I. Foreword. Maturation phenomenon in cerebral ischemia. Berlin et al.: Springer-Verlag; 1992: Y—YII.

25. Radovsky A., Safar P., Sterz F. et al. Regional prevalence and distribution of ischemic neurons in dog's brains 96 hours after cardiac arrest of 0—20 minutes. Stroke 1995; 26: 2127—2134.

26. Vaagenes P., Ginsberg M., Ebmeyer U. et al. Cerebral resuscitation from cardiac arrest: Pathophysiologic mechanisms. Crit. Care Med. 1996; 24 (Suppl.): 57—68.

27. Корпачев В. Г., Лысенков С. П., Тель Л. З. Моделирование клинической смерти и постреанимационной болезни у крыс. Патол. физиоллогия и эксперим. терапия 1982; 3: 78—80.

28. Аврущенко М. Ш., Волков А. В. Механизмы формирования скрытых и отсроченных постреанимационных энцефалопатий на уровне нейрональных популяций. Вестн. РАМН 1997;10: 26—32.

29. Аврущенко М. Ш., Саморукова В. В., Мороз В. В. и др. Развитие постреанимационных морфологических изменений нейронов гиппокампа и мозжечка: общие закономерности и особенности. Патол. физиология и эксперим. терапия 2003; 2: 27—30.

30. Аврущенко М. Ш., Герштейн Л. М., Саморукова И. В., Заржецкий Ю. В. Постреанимационные изменения нейрональных популяций гиппокампа у крыс с различной способностью к обучению. Бюл. эксперим. биологии и медицины 2001; 132 (10): 382—386.

31. Аврущенко М. Ш., Волков А. В. Действие нейропептидов на состояние нейрональных популяций в постреанимационном периоде: структурно-функциональные корреляции. Патол. физиология и эксперим. терапия 1999; 2: 7—11.

32. Назаренко И. В., Аврущенко М. А., Каменский А. А. и др. Функционально-морфологическая оценка влияния регуляторного пептида киоторфина на состояние ЦНС в постреанимационном периоде. Патол. физиология и эксперим. терапия 1999; 2: 31—33.

33. Горенкова Н. А., Назаренко И. В., Саморукова И. В. и др. Коррекция постреанимационных нарушений поведенческих реакций мексидолом и киоторфином. Анестезиология и реаниматология 2002; 6: 63—66.

34. Волков А. В., Горенкова Н. А., Назаренко И. В. и др. Влияние сандостатина на функционально-структурное восстановление центральной нервной системы после клинической смерти. Анестезиология и реаниматология 2003; 6: 55—57.

35. Саморукова И. В., Захарова О. В., Туманов В. П., Аврущенко М. Ш. Динамика изменения клеток Пуркинье мозжечка в постреанимационном периоде: морфометрический и ультраструктурный анализ. Бюл. эксперим. биологии и медицины 2000; 129 (1): 103—108.

36. Пермяков Н. К., Хучуа А. В., Туманский В. А. Постреанимационная энцефалопатия. М.: Медицина; 1986. 38. Ройтбак А. И. Глия и ее роль в нервной деятельности. СПб.: Наука; 1993.

37. Alvarez-Maubecin V., Garcia-Hernandez F., Williams J., Van Bockstaele Functional coupling between neurons and glia. J. Neurosci. 2000; 20: 4091—4098.

38. Amzica F. In vivo electrophysiological evidences for cortical neuron-glia interactions during slow (<1Hz) and paroxysmal sleep oscillations. J. Physiol. (Paris) 2002; 96: 209—219

39. Simard M., Nedergaard M. The neurobiology of glia in the context of water and ion homeostasis. Neuroscience 2004; 129: 877—896

40. Hanani M. Satellite glial cells in sensory ganglia: from form to function. Brain Res. Rev. 2005; 48: 457—476

41. Thippeswamy T., McKay J., Morris R. et al. Glial-mediated neuroprotection: evidence for the protective role of the NO-cGMP pathway via neuron-glial communication in the peripheral nervous system. Glia 2005; 49: 197—210

42. Aврущенко М. Ш., Соломатина Т. М., Гурвич А. М., Викторов И. В. Изменение состояния глии в различных отделах мозга крыс после остановки системного кровообращения. Бюл. эксперим. Биологии и медицины 1992; 114 (8): 176—179.

43. Petito C. K., Olarte J. P., Roberts B. et al. Selective glial vulnerability following transient global ischemia in rat brain. J. Neuropathol. Exp. Neurol. 1998; 57: 231—238.

44. Hara H., Sukamoto T., Kogure K. Mechanism and pathogenesis of ischemia-induced neuronal damage. Progress in Neurobiol. 1993; 40: 645—670.

45. Lipton P. Ischemic cell death in brain neurons. Physiol. Rew. 1999; 79 (4): 1431—1568.

46. Neuman R. W. Molecular mechanisms of ischemic neuronal injury. Ann. emerg. med. 2000; 36 (5): 483—505.

47. White B., Sullivan J., DeGracia D. et al. Brain ischemia and reperfusion: molecular mechanisms of neuronal injury. J. Neurol. Sci. 2000; 179: 1—33.

48. Hossmann K. A. Disturbances of cerebral protein synthesis and ischemic cell death. In: K. Kogure, K. A. Hossmann, B. Siesjo (eds. ). Progress in brain research 1993; 96. 161—177.

49. Аврущенко М. Ш., Бульчук О. В., Григорьева А. В. и др. Структурнофункциональное состояние хроматина нейронов коры большого мозга после остановки кровообращения у крыс. Арх. анатомии, гистологии и эмбриологии 1990; 98 (1): 42—48.

50. Аврущенко М. Ш., Бульчук О. В., Григорьева А. В., Ярыгин В. Н. Изменение структурно-функционального состояния хроматина нейронов коры больших полушарий крыс в раннем постреанимационном периоде. Бюл. эксперим. биологии и медицины 1990; 79 (4): 402—405.

51. Аврущенко М. Ш., Бульчук О. В., Григорьева А. В. и др. Динамика транскрипционной активности хроматина клеток Пуркинье мозжечка после остановки системного кровообращения. Бюл. эксперим. биологии и медицины 1991; 111 (3): 232—235.

52. Аврущенко М. Ш., Маршак Т. Л. Темные и светлые клетки Пуркинье мозжечка в постреанимационном периоде. Бюл. эксперим. биологии и медицины 1983; 95 (3): 105—108.

53. Аврущенко М. Ш., Маршак Т. Л. Синтез белка в нейронах и сателлитных глиальных клетках после глобальной ишемии мозга, вызванной остановкой сердца у крыс. Бюл. эксперим. биологии и медицины 1997; 123 (3): 257—260.

54. Аврущенко М. Ш., Маршак Т. Л., Фатеева В. И. и др. Интенсивность синтеза белка в различных областях мозга крыс, перенесших остановку системного кровообращения. Анестезиология и реаниматология 1993; 2: 43—46.

55. Герштейн Л. М., Камышева А. С., Чеботарева Т. Л. и др. Морфохимическая характеристика мозга крыс линии Вистар, различающихся по локомоторной активности в открытом поле. Журн. Высшей нервной деятельности 1991; 41 (2): 300—304.

56. Yao X-H., Yu H. ZV., Koide S., Li X. ZJ. Identification of a kay protein associated with cerebral ischemia. Brain Res. 2003; 967 (1—2): 11—18.

57. Kiprianova I., Schindovski K., von Bollen und Halbach O. et al. Enlarged infarct volume and loss of BDNF mRNA induction following brain ischemia in mice lacking FGF-2. Exp. Neurol. 2004; 189 (2): 252—260.

58. Liu M., Alkaued N. Hypoxic preconditioning and tolerance via hypoxia inducible factor (HIF) 1alfa -linked induction of P450 2C11 epoxygenase in astrocytes . J. Cereb. Blood Metab. 2005; 25 (8): 939—948.

59. Jin K., Mao X., Eshoo M. et al. Microarray analysis of hippocampal gene expression in global cerebral ischemia. Ann. Neurol. 2001; 50 (1): 93—103.

60. Bottiger B. W., Schmitz B., Wiessner C. et al. Neuronal stress response and neuronal cell damage after cardiopulmonary arrest in rats. J. Cereb. Blood Flow Metab. 1998; 18: 1077—1087.

61. Kita T. The role of heat shock proteins on the disordered tissues: implication for the pathogenesis and diagnostics in the forensic practice. Nippon Hoigaku Zasshi 2000; 54: 367—371.

62. Lin B., Ginsberg M. D., Busto R., Dietrich W. D. Sequental analysis of subacute and chronic neuronal, astrocytic and microglial alterations after transient global ischemia in rats. Acta Neuropathol. (Berl) 1998; 95 (5): 511—523.

63. Fredduzzi S., Mariucci M. T., Ambrosini M. V. Generalized induction of 72-kDa heat-shock protein after transient focal ischemia in rat brain. Exp. Brain Res. 2001; 136: 19—24.

64. Kitagawa K., Setoguchi Y., Fukuchi et al. DNA fragmentation and gene expression by adenovirus-mediated gene transfer in postischemic gerbil hippocampus and ventricle. Metab. Brain Dis. 1998; 13: 211—223.

65. Plumier J. C., Krueger A. M., Currie R. W. et al. Transgenic mice expressing the human inducible HSP70 have hippocampal neurons resistant to ischemic injury. Cell. Stress Chaperones 1997; 2: 162—167.

66. Yenari M. A., Fink S. L., Sun G. H. et al. Gene therapy with HSP72 is neuroprotective in rat models of stroke and epilepsy. Ann. Neurol. 1998; 44: 584—591.

67. Currie R., Ellison J., White R. et al. Benign focal ischemic preconditioning induces neuronal Hsp70 and prolonged astrogliosis with expression of Hsp27. Brain Res. 2000; 863: 169—181.

68. Rajdev S., Hara K., Kokubo Y. et al. Mice overexpressing rat heat shock protein 70 are protected against cerebral infarction. Ann. Neurol. 2000; 47: 782—791.

69. Lee J. E., Yenari M. A., Sun G. H. et al. Differential neuroprotection from human heat shock protein 70 overexpression in in vitro in vivo models of ischemia and ischemia-like conditions. Exp. Neurol. 2001; 170: 129—139.

70. Christians E., Yan L. ZJ., Benjamin I. Heat shock factor 1 and heat shock proteins: critical partners in protection against acute cell injury. Crit. Care Med. 2002; 30 (1): 43—50.

71. Samali A., Cotter T. G. Heat shock proteins increase resistance to apoptosis. Exp. Cell Res. 1996; 223: 163—170.