Судорожная активность мозга после ишемического инсульта и ее влияние на кардиоцеребральные нарушения

Влияние функциональных возможностей сердца и постинсультной судорожной активности на гемодинамику и регуляцию сердечного ритма

Острое нарушение церебральной гемодинамики нередко провоцирует сложный комплекс нарушений, в том числе судорожный синдром и вегето-висцеральные дисфункции [232, 249, 358, 361], что значительно усугубляет состояние пациентов после ишемического инсульта (ИИ) [325, 539, 541]. Вегетативный дисбаланс регуляции функций сердца, индуцированный ИИ, является одной из основных причин смерти, даже если церебральная патология после ее лечения не проявляется [56, 143, 145, 171, 172, 275, 325]. Несмотря на всесторонние исследования состояния ЦНС после ишемического инсульта, во многом не изучено влияние повышения судорожной активности мозга, возникающее в постинсультный период, на кардиальные нарушения, а также их зависимость от функциональных возможностей сердца. Вместе с тем известно, что возникновение инсульта при эпилепсии приводит к сердечно-сосудистым нарушениям [262, 525]. В связи с этим изучено изменение гемодинамики и вегетативной регуляции сердечного ритма в зависимости от функциональных возможностей сердца и судорожной активности мозга в разные периоды после ИИ.

Исследования проводили на крысах-самцах линии Wistar, которых с помощью общепринятого стресс-теста с добутамином [535] разделили на две группы: у I (с высокими функциональными возможностями сердца) ишемические изменения в миокарде возникали после введения добутамина в дозе 77 ± 4,95 мкг/кг/мин, а у II (с низкими функциональными возможностями сердца) - 54 ± 3,08 мкг/кг/мин (рис. 36). Диагностическим критерием ишемии миокарда считали элевацию сегмента ST > 2 мм в III стандартном отведении. Через 20 дней после имплантации телеметрических датчиков, регистрирующих ЭКГ, моделировали фотоиндуцированный локальный ишемический инсульт (ИИ) в теменной области коры левого полушария мозга у животных контрольной и двух экспериментальных групп.

ЭхоКГ в М-режиме по длинной оси левого желудочка сердца при стресс-тесте с добутамином (50 мкг/кг/мин) у животных с низкими (А) и высокими (Б) функциональными возможностями миокарда

Рис. 36. ЭхоКГ в М-режиме по длинной оси левого желудочка сердца при стресс-тесте с добутамином (50 мкг/кг/мин) у животных с низкими (А) и высокими (Б) функциональными возможностями миокарда

Фокальный ИИ создавали с помощью метода локального фотохимического тромбирования сосудов коры мозга [356]. Над теменной областью коры левого полушария в черепе (3 мм от брегмы и 3 мм латеральнее от средней линии) сверлили отверстие диаметром 2,5 мм, оставляя тонкую костную пластинку, около 0,1 мм, через которую под бинокулярной лупой хорошо видны сосуды (рис. 37). Затем в хвостовую вену животного вводили фотосенситивное вещество (бенгальский розовый, 20 мг/кг, разведенный в 0,9%-ном NaCl). Спустя 5 мин в отверстие черепа вставляли световод диаметром 2 мм и включали лазер зеленой области спектра (530 нм). Плотность светового пучка составляла 0,64 W/см2, время экспозиции - 15 мин. Бенгальский розовый фотоактивен под действием зеленого света, что приводит к агрегации тромбоцитов, тромбообразованию в кровеносных сосудах коры в месте действия лазера. В итоге развивается фокальное ишемическое поражение мозга с последующим некрозом (рис. 38). Средний объем повреждений - 16,27 ± 1,98 мм3 (от 14,87 до 19,71 мм3).

Данная модель позволяет контролировать тяжесть ИИ, локализацию очага поражения, его площадь, глубину и латерализацию [356].

Через тонкую костную пластинку видны сосуды, которые подвергали воздейс твию лазера на фоне введения бенгальского розового

Рис. 37. Через тонкую костную пластинку видны сосуды, которые подвергали воздейс твию лазера на фоне введения бенгальского розового

Рис. 38. МРТ головного мозга крыс через 35 суток после фокального ишемического инсульта, индуцированного фотохимическим эффектом бенгальского розового

Тестирование животных и исследование МА проводили через сутки (острый период ИИ), 5 суток (подострый период ИИ) и 35 суток (восстановительный период) после фототромбирования сосудов. Операцию выполняли под общей анестезией смесью золетил, рометар (20 и 10 мг/кг соответственно), соблюдая правила асептики и антисептики. Поражения мозга контролировали с помощью МРТ. У крыс, которым инъецировали 20 мг/кг бенгальского розового, но не облучали лазером, изменений на МРТ не обнаружено.

Магнитно-резонансная томография позволила осуществить визуализированный контроль органических изменений головного мозга при фотоиндуцированном ишемическом инсульте (рис. 39). Исследования проведены на томографе “Bruker Biospec 70/30” с индуктивностью магнитного поля 7 Тл и диаметром индукционной катушки 72 мм. Протокол MPT-сканирования описан ранее [17]. Он включает в себя Т1- и Т2-взвешенные изображения в коронарной и аксиальной проекциях (ИП - импульсная последовательность, SE - спиновое эхо и RARE - усиление релаксационного контраста, толщина среза 1,5 мм, разрешение 0,1 мм/пикс). Изображения обрабатывались с помощью программного обеспечения для работы с МРТ-изображения-ми: ImageJ, MRIcron, 3D-DOCTOR.

MPT головного мозга крыс через 35 суток после фокального ишемического инсульта, индуцированного фотохимическим эффектом бенгальского розового

Рис. 39. MPT головного мозга крыс через 35 суток после фокального ишемического инсульта, индуцированного фотохимическим эффектом бенгальского розового

Через сутки (острый период ИИ), 5 суток (подострый период ИИ) и 35 суток (восстановительный период) после фототромбирования сосудов [398] изучали временной и спектральный анализы вариабельности сердечного ритма (ВСР), а также определяли судорожную активность мозга с помощью пороговой дозы ПТЗ, индуцирующей тонико-клонические судороги. В те же постинсультные периоды проводили исследования ЭхоКГ.

Показатели гемодинамики в разные периоды после ИИ рассчитывали по общепринятым формулам [353]. Общее периферическое сопротивление (ОПСС) - по формуле Вецлера- Богера: 80 х (0,42 х АДс + 0,58 х АДд)/СВ; легочное сосудистое сопротивление (ЛСС) - 80 х ДЛАср/СВ; индекс ударной работы левого желудочка (ИУР ЛЖ) - 0,0136 х УИ х АД ср; скорость выброса сердца (СВС) - УО/период изгнания.

Среднее давление в легочной артерии (ДЛАср) определяли с помощью специальной таблицы по отношению времени ускорения потока в выносящем тракте правого желудочка к времени выброса. Среднюю скорость расслабления миокарда (ССРМ) определяли как отношение диастолической экскурсии эндокарда к времени периода диастолического расслабления.

Учитывая высокую вероятность повышения судорожной активности мозга после нарушения церебральной гемодинамики, у животных исследованных групп изучили порог ПТЗ-индуцированных судорог в разные периоды после ИИ. Оказалось, что в остром периоде ИИ у животных обеих групп он не отличался от контроля, тогда как в подостром - был ниже контрольного уровня (Р < 0,05). Иной характер изменений обнаружен в восстановительном периоде. Так, через 35 суток после ИИ у животных I группы судорожный порог статистически значимо не отличался от контроля, тогда как у животных II группы был ниже контроля (Р < 0,01).

Таблица 16

Изменения показателей гемодинамики в разные периоды после ИИ

Показатель

Контроль

Постинсультный период

острый

подострый

восстановительный

I группа

II группа

I группа

II группа

СВ, мл/мин

123 ± 10,71

157 ± 11,81 Р < 0,05

141 ± 12,40

113 ±7,57

133 ±9,84

127 ±8,57

ДЛАср, мм рт. ст.

12,0 ±0,77

15,0 ± 1,08 Р < 0,05

10,0 ±0,64

14,0 ± 0,97

11,0 ±0,71

14,0 ±0,81

ЛСС, 103 динхсхсм 5

7,81 ±0,60

7,65 ± 0,58

5,67 ±0,41 Р < 0,01

9,92 ± 0,62

Р < 0,01

6,61 ±0,47

8,85 ±0,58

ИУР ЛЖ, ГХ м/м2

13,2 ±0,72

16,8± 1.10 Р < 0,05

14,4 ±0,99

13,4 ±0,77

15,7± 1,18

14,1 ±0,87

СВС, мл/мс

1,80 ± 0,11

2,70 ±0,15 Р< 0,001

2,17 ± 0,10 Р < 0,05

1,76 ±0,14

1,90 ± 0,12

1,92 ±0,11

ССРМ, см/с

3,68 ± 0,24

3,43 ± 0,22

3,47 ± 0,25

2,55 ±0,13

Р<0,01

3,43 ±0,21

2,36 ±0,18 Р < 0,01

ОПСС, 103 ДИН ХС X СМ 5

59 ± 4,15

55 ±3,91

53 ± 3,47

74 ± 4,49 Р < 0,05

59 ±3,95

63 ±4,27

Анализ результатов исследования гемодинамики и ВСР не выявил различий соответствующих показателей у контрольных животных I и II групп. Не обнаружено различий между группами и в остром периоде ИИ. Поэтому в таблицах 16 и 17 соответствующие результаты представлены как средние значения двух групп. Согласно результатам эхокардиографии (табл. 16) острый период ИИ у животных I и II групп сопровождается увеличением сердечного выброса (СВ), его скорости (СВС), индекса ударной работы левого желудочка (ИУРЛЖ) и среднего давления в легочной артерии (ДЛАср), что указывает на повышенную функциональную нагрузку, которую испытывает сердечно-сосудистая система независимо от индивидуальных возможностей сердца.

В подостром периоде характер изменений гемодинамики у животных I и II групп был разным. Так, у животных с исходно высокими функциональными возможностями сердца легочное сосудистое сопротивление (ЛСС) снижалось, однако СВС была выше контрольного уровня. У животных с низкими функциональными возможностями сердца увеличение общего периферического сопротивления сосудов (ОПСС) и ЛСС происходило на фоне снижения (Р < 0,01) средней скорости расслабления миокарда (ССРМ). Последнее указывает на нарушение диастолической функции сердца. Однако в исследованных периодах ИИ у животных I и II групп статистически значимых изменений систолического, диастолического и среднего артериального давления не обнаружено.

Через 35 суток после ИИ (восстановительный период) у животных I группы не выявлено изменений гемодинамики, тогда как у II - сохранялось снижение ССРМ (на 36%), свидетельствующее о пролонгированном нарушении диастолической функции сердца.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что низкие функциональные резервы миокарда могут служить предпосылкой для постинсультных нарушений гемодинамики, которые сохраняются длительное время после ИИ.

Анализ ВСР позволил оценить динамику изменения вегетативной регуляции сердечного ритма в разные периоды после ИИ в зависимости от индивидуального потенциального резерва сердца. Ранее высказывалось предположение о том, что вероятность повреждения сердца после инсульта, по-видимому, индивидуальна для разных пациентов [276], хотя этот вопрос мало изучен.

Результаты исследования ВСР свидетельствуют о нарушении механизмов регуляции функций сердца в остром и подостром периодах (табл. 17). Однако статистически значимых различий между соответствующими показателями ВСР у животных 1 и II групп не обнаружено.

Так, в остром и подостром периодах у всех животных с ИИ происходит увеличение симпато-вагального индекса, что отражает смещение баланса вегетативной регуляции сердца в сторону преобладания симпатических влияний. Подтверждением тому служит значительное уменьшение RMSSD (Р < 0,01), отражающее снижение активности парасимпатического звена вегетативной регуляции. При этом снижается (Р <0,01) суммарный эффект вегетативной регуляции (SDNN), что увеличивает риск сердечно-сосудистых нарушений.

Таблица 17

Изменение вариабельности сердечного ритма в разные периоды после ишемического инсульта

ВСР

Контроль

Постинсультный период

острый

подострый

восстановительный

I группа

II группа

HR

258 ± 19,0

287 ±23,2

294 ± 23,5

246 ± 18,9

248 ± 19,1

RMSSD

5,84 ±0,53

4,01 ±0,28 **

3,56 ±0,25 ***

6,7 ±0,54

4,3 ± 0,29 *

SDNN

15,2± 1,21

10,3 ±0,76**

8,8 ±0,74***

17,8 ± 1,39

11,4 ± 0,81*

ТР, мс2

70,7 ±5,01

52,4 ±4.07 **

36,7 ±3,14 ***

78,4 ± 6,79

59,3 ± 4,08

HF, мс2

9,40 ±0,71

8,8 ± 0,84

5,4 ±0,43 ***

11,7 ±0,75 *

8,76 ±0,81

LF, мс2

34,6 ±2,83

40 ± 2,77

27,2 ± 1,95 *

36,5 ± 2,99

42,8 ± 3,46

VLF, мс2

26,7 ± 2,39

3,61 ±0,29 ***

4,1 ± 0,33 ***

30,5 ± 2,95

7,74 ±0,73 ***

HF, %

12,6 ±0,96

16,7 ± 1,35 *

14,7 ± 1,23

14,5 ± 1,12

14,7 ± 1,25

LF, %

47,8 ± 4,06

76,3 ± 5,79 ***

74,1 ±6,74 **

46,5 ± 3,52

72 ±5,33 **

VLF, %

36,8 ± 2,78

6,87 ±0,60 ***

11,2 ±0,93 **

38,9 ±3,18

13,0± 1,01 **

HF, nu

22,1 ± 1,22

18,0 ± 1,33*

16,5 ± 1,28 **

23,8 ± 2,07

16,9 ± 1,26 *

LF, nu

77,8 ± 6,54

81,9 ±7,78

83,4 ± 6,26

76,2 ± 6,62

83,0 ±8,38

LF/HF

3,52 ±0,30

4,54 ±0,37 *

5,04 ±0,41 **

3,27 ± 0,25

4,89 ±0,33 *

IC

5,75 ±0,38

4,95 ±0,41

5,79 ±0,51

5,87 ±0,39

5,76 ± 0,45

Примечание: * Р < 0,05, ** Р < 0,01, *** Р < 0,001.

Уменьшение общей мощности спектра (Р < 0,001) в остром и подостром периодах у животных обеих групп свидетельствует о снижении кардиальных адаптивных возможностей. Однако в подостром периоде возникают более глубокие нарушения. Об этом свидетельствует одновременное снижение активности симпатического и парасимпатического звеньев вегетативной регуляции (LF- и HF-волн), а также более значительное, чем в остром периоде, снижение (Р < 0,01) общей мощности спектра. Причем доля низкочастотной составляющей (LF%) в суммарной мощности спектра превышала контрольный уровень, тогда как сверхнизкочастотная (VLF%) была снижена. Последнее свидетельствует о преимущественном нарушении в нейрогуморальном звене вегетативной регуляции. Проведенные ранее исследования указывают на то, что вегетативная дисфункция и снижение ВСР являются предикторами повышенной сердечной смертности [270, 381, 476].

В восстановительном периоде у животных I и II групп обнаружен не только разный уровень судорожной активности, но и разный характер ВСР, что отражает особенности нейровегетативной регуляции сердечного ритма у животных с высокими и низкими функциональными возможностями сердца. Так, через 35 суток после ИИ судорожная активность у животных с высокими функциональными возможностями сердца не отличалась от контроля, при этом у них обнаружено увеличение мощности спектра высокочастотного компонента (HFmc2), что отражает повышение активности парасимпатического звена регуляции. Остальные параметры ВСР возвращались к контрольному уровню. В отличие от этого у животных II группы высокая судорожная активность мозга и низкие функциональные возможности миокарда предопределяли негативное влияние на восстановление вегетативной регуляции сердца в постинсультный период. У этих животных сохраняется неблагоприятное нарушение баланса активности симпатической и парасимпатической нервной системы со смещением его в сторону симпатического звена регуляции. Об этом свидетельствуют не только высокие значения LF/ HF, LFmc2, но и уменьшение RMSSD. Это согласуется с данными клинических исследований, которыми установлено, что в раннем постинсультном периоде наблюдается усугубление вегетативного дисбаланса со смещением его в сторону гиперактивации симпатоадреналовой системы и нарастанием диастолической дисфункции [54]. Причем у больных с плохим прогнозом отношение LF/HF выше, чем с хорошим [318].

Полученные результаты свидетельствуют о том, что в подостром периоде ишемического инсульта обнаружены повышенная судорожная активность и нарушения гемодинамики, различающиеся у животных с высокими и низкими функциональными возможностями сердца, причем у вторых они были более тяжелые. Несмотря на то, что в подостром периоде не проявляются особенности нарушений вегетативной регуляции сердца, связанные с его функциональными возможностями, однако последние предопределяют разную перспективу восстановления после ИИ. Так, в восстановительном периоде у животных с низкими функциональными возможностями сердца сохраняется угнетение активности большинства показателей ВСР, имевшее место в остром и подостром периодах. У животных с высокими функциональными возможностями сердца характер вегетативной регуляции сердца в восстановительном периоде не отличался от контроля.

Это свидетельствует о том, что для объективной оценки риска ранних постинсультных нарушений сердца и прогноза их восстановления с учетом индивидуальных функциональных возможностей миокарда недостаточно результатов ВСР. Основное внимание следует уделять комплексному исследованию гемодинамики с использованием тканевой допплеровской визуализации и других методов, позволяющих проводить более точную количественную оценку состояния сердечнососудистой системы уже в раннем постинсультном периоде.

Таким образом, риск сердечно-сосудистых осложнений и перспектива их восстановления в постинсультный период связаны не только с широко обсуждаемым в литературе характером церебрального поражения (локализацией очага, его площадью, глубиной и т.д.), но также с индивидуальными функциональными возможностями миокарда и судорожной активностью мозга, обусловленной нарушением церебральной гемодинамики.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >