Роль моноаминергических механизмов мозга в проявлении судорожной активности при компенсированной и декомпенсированной сердечной недостаточности

Многочисленные клинические исследования свидетельствуют о том, что у значительной части населения высокоразвитых стран наблюдается высокий уровень коморбидности неврологических и сердечно-сосудистых заболеваний [322]. Нейрокардиологические нарушения связаны с патологическими механизмами, в основе которых лежит рассогласование функционально обусловленных взаимоотношений нервных и кардиологических процессов [382]. Одна из причин такого рассогласования при сердечной недостаточности связана с нарушением мозговой гемодинамики, сопровождающимся ишемией, дефицитом энергетических и пластических ресурсов в мозге. Вместе с тем магнитно-резонансная томография выявила нарушения в мозге и в отсутствие церебральной ишемии при компенсированной СН [390]. Анализ результатов исследований причинно-следственных связей между мозгом и сердцем свидетельствует о том, что в настоящее время нет единых представлений о механизмах, провоцирующих многообразие функционально-метаболических нарушений в ЦНС при прогрессирующей хронической сердечной недостаточности (ХСН). Понимание таких механизмов важно в связи с тем, что СН относится к наиболее значимым факторам риска нарушения мозговой гемодинамики, сопровождающимся большим количеством неврологических синдромов, в том числе и повышением судорожной активности [341,396].

Известно, что ХСН чаще всего развивается не мгновенно, а носит постепенно прогрессирующий характер и проходит вначале стадию компенсации, а затем декомпенсации. Поэтому можно предположить, что на каждой стадии формирования сердечной дисфункции степень ассоциированности нарушений с изменениями в мозге будет разной. Важная роль в патогенезе судорожных состояний принадлежит моно-аминергическим (МА) механизмам мозга [420]. В связи с этим изучено влияние хронической сердечной недостаточности на пролонгирование судорожной активности и ее связь с моноаминергическими механизмами мозга. Для этого исследовали метаболизм моноаминов мозга у животных с компенсированной и декомпенсированной хронической сердечной недостаточностью, а также влияние прогрессирующей сердечной недостаточности на проявление судорожной активности.

Содержание моноаминов (МА): норадреналина (НА), дофамина (ДА), серотонина (СТ) и продуктов их дезаминирования - диоксифенилуксусной кислоты (ДОФУК), 5-оксииндолилуксусной кислоты

(5-ОИУК) определяли в разных отделах ЦНС с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с электрохимической детекцией. Выделенные отделы мозга взвешивали и замораживали в жидком азоте. При исследовании их гомогенизировали в 20-кратном объеме 0,1 N НС1О4, содержащем 0,1% калий метабисульфит и внутренний стандарт - 3,4-дигидроксибензиламин (ДГБА) (“Sigma”, USA), его конечное содержание составляло 20 нг/мл. Гомогенаты центрифугировали в течение 10 мин при 4° С и 14000 g (центрифуга Biofuge Stratos, Германия), а полученный супернатант фильтровали центрифугированием (микроцентрифуга Micro СА-П, США) через микрофильтры Nylon-66 (диаметр пор 0,2 мкм, США) в течение 5 мин при комнатной температуре и 3000 g. Фильтрат (20 мкл) вводили в ВЭЖХ-систему через инжектор (Rheodyne 7725i), снабженный петлей на 20 мкл. Для фракционирования МА использовали обращеннофазную SiO2 - Cl8 хроматографическую колонку (150 х 4,6 мм, размер зерен 3 мкм) фирмы “Beckman” (США) без преколонки. Подвижная фаза: 0,1 М цитратно-фосфатный буфер (pH 3,2), содержащий 0,3 мМ октил сульфата натрия, 0,1 мМ ЭДТА и 8%-ный ацетонитрил. Рабочие растворы стандартов моноаминов (НА, ДА, СТ, ДОФУ К, 5-ОИУК) готовили в концентрации 100 нг/мл. Элюцию анализируемых растворов осуществляли со скоростью 0,7 мл/мин с помощью насоса высокого давления НРР-5001 фирмы “Laboratomi pristroje” (Чехия). Для количественного определения исследованных веществ использовали электрохимический детектор (ВAS LC-4b, США). Непосредственно перед анализом и после каждой 15-й пробы в систему вводили смесь стандартов. Содержание эндогенных веществ вычисляли относительно стандартов и выражали в нг/мг ткани. Сбор и обработку хроматографических данных осуществляли с помощью программного обеспечения «МультиХром» версии 1.5 х.

Компенсированную и декомпенсированную хроническую сердечную недостаточность моделировали у крыс линии Wistar с помощью доксорубицина [66, 89, 99, 100, 489].

Результаты исследования кровотока в легочной артерии животных указывают на то, что после завершения введения доксорубицина функциональные показатели гемодинамики сохраняются на контрольном уровне в течение 15 ± 1,27 суток (сердечный выброс - 216 ± 18,71 мл/мин, в контроле - 190 ± 16,06 мл/мин; ударный объем - 0,602 ± 0,047 мл, в контроле - 0,664 ± 0,043 мл). В это время поддержание адекватного минутного объема кровообращения происходило за счет увеличения (Р < 0,05) частоты сердечных сокращений на 26% (359 ± 27,64 уд./мин, в контроле - 286 ± 17,73 уд./мин). Через 27 суток у 98% животных формируется ДСН, при этом наблюдается устойчивое снижение (на 36%) сердечного выброса (122 ± 10,37, Р < 0,01), обусловленное уменьшением фракции выброса левого желудочка. Кроме того, в этот период выявлена жидкость в перикарде, плевральной и брюшной полостях, что является клиническим подтверждением ДСН. Все это сопровождалось снижением (на 25%) усредненной по времени максимальной скорости кровотока в базилярной артерии (25,2 ± 1,66 см/с, в контроле - 33,8 ± 2,52 см/с, Р < 0,05). Поэтому для исследований МА в мозге брали животных через 12 суток (компенсированная сердечная недостаточность - КСН) и 35 суток (декомпенсированная сердечная недостаточность - ДСН) после завершения введения доксорубицина.

В отдельной серии исследований у животных с КСН и ДСН определяли порог ПТЗ-индуцированной судорожной активности. Представленные в таблице 12 результаты свидетельствуют о том, что пороговая доза пентилентетразола, вызывающая клонико-тонические судороги у животных с КСН, статистически достоверно не отличалась от контроля, хотя имела тенденцию к снижению. При этом общая продолжительность судорожного припадка не изменялась, однако изменялась его структура, т.е. увеличивалась на 42% (Р <0,01) длительность клонической фазы судорог, тогда как продолжительность тонической фазы не отличалась от контроля.

У животных с ДСН судорожная активность значительно повышалась, о чем свидетельствует снижение (относительно контроля) на 37% (Р < 0,01) пороговой дозы коразола, вызывающей клонико-тонические судороги. Кроме того, увеличивались (относительно контроля) общая продолжительность судорожного припадка, а также его клоническая и тоническая фазы на 58%, 72% и 43% соответственно.

Таблица 12 Пороговые дозы пентилентетразола (мг/кг), вызывающие клонико-тонические судороги при компенсированной и декомпенсированной сердечной недостаточности

Воздействие

Доза ПТЗ

Продолжительность судорог (с)

Общая

Клоническая фаза

Тоническая фаза

Контроль

28,94 ± 2,45

11,96 ± 1,04

6,19 ±0,39

5,77 ± 0,45

КСН

26,17 ±2,10

15,42 ± 1,28

8,78 ± 0,62 Р < 0,01

6,64 ± 0,57

ДСН

18,27 ± 1,67 Р<0,01

18,93 ± 1,55 Р<0,01

10,68 ± 1,02 Р < 0,01

8,25 ± 0,58 Р<0,01

Содержание моноаминов (нг/мг ткани) в разных отделах мозга при компенсированной и декомпенсированной сердечной недостаточности. О - контроль, ЕЗ - КСН, И - ДСН

Рис. 30. Содержание моноаминов (нг/мг ткани) в разных отделах мозга при компенсированной и декомпенсированной сердечной недостаточности. О - контроль, ЕЗ - КСН, И - ДСН.

*-Р<0,05; **-Р<0,01

Анализ результатов исследования метаболизма МА у животных с разной судорожной активностью на фоне КСН и ДСН выявил ряд особенностей. Установлено, что изменения содержания МА и их метаболитов в исследованных отделах мозга имели региональноспецифический характер и зависели от стадии СН (рис. 30). Так, при КСН содержание НА и ДА в гиппокампе не изменялось, тогда как уровень ДОФУК и отношения ДОФУК/ДА увеличивались относительно контроля на 36% и 42% (Р < 0,01) соответственно. В гипоталамусе происходило увеличение НА, ДА и ДОФУК на 28%, 31% и 24% соответственно. При исследовании метаболизма СТ в гиппокампе выявили увеличение (на 37%) только продукта его деградации (5-ОИУК), а в гипоталамусе статистически достоверно увеличивалось содержание СТ и 5-ОИУК. Анализ соотношения ДОФУК/ДА в среднем мозге, а также 5-ОИУК/СТ в коре показал, что при КСН значительно увеличен метаболизм ДА и СТ. Обнаруженное повышение уровня МА и их метаболитов в исследованных отделах мозга дает основание полагать, что при КСН происходит увеличение активности МА-ергических механизмов.

Иной характер изменений обнаружен при ДСН. Увеличение содержания НА (на 29%) в гиппокампе сопровождалось значительным снижением уровня ДА и ДОФУ К на 37% и 22% соответственно. Похожий характер сдвигов обнаружен и в среднем мозге. В гипоталамусе содержание ДА не изменялось, однако уровень ДОФУК уменьшался (на 27%), а НА - увеличивался (на 33%). Считается, что ДОФУК образуется в основном из вновь синтезируемого и вновь захваченного терминалями ДА. Поэтому снижение отношения ДОФУК/ДА, обнаруженное в исследованных отделах мозга, может отражать снижение активности ДА-ергической системы при ДСН.

Исследование содержания СТ и 5-ОИУК у животных с ДСН выявило в основном снижение его метаболизма в исследованных отделах мозга. Так, если в гиппокампе уровень СТ превышал контрольный (на 20%), то в гипоталамусе и среднем мозге он был ниже на 32% и 27% соответственно. При этом содержание 5-ОИУК в гиппокампе, гипоталамусе и коре было значительно меньше контроля. Известно, что снижение функциональной активности ДА- и СТ-ергической систем повышает чувствительность мозга к конвульсантам. В связи с этим можно полагать, что выявленное повышение судорожной активности у животных с ДСН может быть обусловлено снижением метаболической активности ДА и СТ.

Изменение содержание моноаминов

Рис. 31. Изменение содержание моноаминов (нг/мг ткани) в разных отделах мозга при введении L-ДОФА животным с компенсированной и декомпенсированной сердечной недостаточностью. О - КСН, ? - КСН + L-ДОФА, ? - ДСН , Ш - ДСН + L-ДОФА. * - Р < 0,05; ** - Р < 0,01; *** - Р < 0,001

Для выяснения этого вопроса изучили моноаминсинтезирующие возможности в ЦНС при компенсированной и декомпенсированной CH. С этой целью животным с КСН и ДСН вводили внутрибрюшинно предшественники синтеза дофамина и серотонина (Мадопар-125 и 5-окситриптофан).

Мадопар-125 фирмы “Hoffmann-La Roche” (Швейцария) содержит L-ДОФА, предшественник синтеза ДА, и бенсеразид, ингибитор периферического декарбоксилирования L-ДОФА. Бенсеразид не токсичен и даже в больших дозах не проходит ГЭБ. Мадовар-125 вводили в дозе 25 мг/кг (по L-ДОФА) за 1,5 ч до забоя. 5-окситрип-тофан (5-ОТФ, Serva, ФРГ) вводили в дозе 20 мг/кг за 2 ч до забоя. Контрольным животным вводили соответствующие объемы физраствора.

Оказалось, что L-ДОФА, введенный на фоне КСН и ДСН, приводит к увеличению НА и ДА по сравнению с животными, имевшими соответствующую стадию СН до введения препарата (рис. 31). Однако параметры увеличения у животных с КСН и ДСН были разными. Так, введение L-ДОФА крысам с КСН сопровождается увеличением НА и ДА в среднем мозге на 98% и 121%, а в гипоталамусе на 89% и 137%, тогда как у животных с ДСН увеличение составляло соответственно в среднем мозге 51% и 76%, а в гипоталамусе 47% и 89%. Аналогичные различия выявлены и в гиппокампе. В коре статистически достоверной разницы изменений НА и ДА не обнаружено, хотя после введения L-ДОФА у животных с КСН наблюдалась тенденция к увеличению НА и ДА на фоне увеличения (Р <0,01) содержания ДОФУК.

Введение 5-ОТФ животным с КСН и ДСН сопровождается увеличением содержания СТ в среднем мозге (на 74% и 41%) по сравнению с крысами, имевшими соответствующие стадии СН до введения препарата (рис. 32).

Изменение содержания серотонина (нг/мг ткани) в разных отделах мозга при введении 5-ОТФ животным с компенсированной и декомпенсированной сердечной недостаточностью. П - КСН

Рис. 32. Изменение содержания серотонина (нг/мг ткани) в разных отделах мозга при введении 5-ОТФ животным с компенсированной и декомпенсированной сердечной недостаточностью. П - КСН,

? - КСН + 5-ОТФ. й - ДСН, - ДСН + 5-ОТФ. * - Р < 0,05; ** - Р < 0,01; *** - Р < 0,001

В гипоталамусе введение предшественника синтеза СТ крысам с КСН приводит к увеличению содержания СТ на 85%, а с ДСН - на 57%. Причем различия между этими изменениями были статистически достоверными (Р < 0,01). Однако в гиппокампе и коре различий при КСН и ДСН не обнаружено.

Таким образом, при компенсированной и декомпенсированной стадиях СН проявляется разная сопряженность изменений в мозге с кардиогенными нарушениями. При КСН изменения в мозге могут быть обусловлены напряжением центральных механизмов вегетативной регуляции компенсаторных функций сердца, обеспечивающих нормальную церебральную гемодинамику. Прогрессирующая СН приводит к длительному перенапряжению и постепенному истощению этих механизмов, что проявляется в снижении метаболических возможностей МА-ергических систем мозга при ДСН. Подтверждением этому служат результаты исследований с функционально-нагрузочным тестом. Введение предшественников синтеза ДА и СТ показало, что МА-син-тезирующие возможности мозга при КСН и ДСН разные. Снижение возможностей МА-ергических систем, обнаруженное при ДСН, может привести к необратимому рассогласованию функций центральных и вегетативных механизмов, обеспечивающих регуляцию сердечной деятельности.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >