.

Патогенез порушень функціонування нейрогуморальних регуляторних систем у гострому періоді травматичної хвороби при черепно-мозковій травмі (авторефера

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
1 4967
Скачать документ

ДОНЕЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ім. М. Горького

ЗЯБЛІЦЕВ СЕРГІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ

УДК 616.831-001-036.11:612.825.4]-092

Патогенез порушень функціонування нейрогуморальних регуляторних систем у
гострому періоді травматичної хвороби при черепно-мозковій травмі

14.03.04 – патологічна фізіологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора медичних наук

Донецьк – 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Донецькому державному медичному університеті ім. М.
Горького МОЗ України.

Науковий консультант: доктор медичних наук, член-кореспондент АМН
України, професор

Єльський Віктор Миколайович, Донецький державний медичний

університет ім. М. Горького, завідувач кафедри патологічної фізіології

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор, член-кореспондент НАН і АМН України
Резніков Олександр Григорович, Інститут ендокринології та обміну речовин
ім. В.П. Комісаренка АМН України (м. Київ), завідувач відділу
ендокринології репродукції й адаптації

доктор медичних наук, професор Колесник Юрій Михайлович, Запорізький
державний медичний університет МОЗ України (м. Запоріжжя), ректор,
завідувач кафедри патологічної фізіології

доктор медичних наук, професор Ткачук Світлана Сергіївна, Буковинська
державна медична академія МОЗ України (м. Чернівці), професор кафедри
нормальної фізіології

Провідна установа: Одеський державний медичний університет МОЗ України,
кафедра загальної та клінічної патологічної фізіології ім. В.В.
Подвисоцького (м. Одеса)

Захист відбудеться 25 березня 2005 р. о 10 годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 11.600.02 в Донецькому державному
медичному університеті ім. М. Горького (83003, м. Донецьк, пр. Ілліча,
16).

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Донецького державного
медичного університету ім. М. Горького (83003, м. Донецьк, пр. Ілліча,
16).

Автореферат розісланий 22 лютого 2005 р.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради,

доктор медичних наук, професор Ігнатенко Г.А.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Травма, яка є основною причиною травматичної хвороби
(ТХ), становить одну з найскладніших проблем сучасності, що має не
тільки медичний, але і виражений соціальний характер (Багненко С.Ф.,
2004; Ельский В.Н. и соавт., 2004). Це зумовлено враженням переважно
осіб віком від 20 до 49 років, тобто найбільш працездатної частини
населення (Педаченко Е.Г. и савт., 2002). Травма посідає третє місце за
частотою серед причин смертності в усьому світі і перше місце – серед
осіб молодого віку. У загальній структурі сучасного травматизму особливо
часто ушкоджуються кінцівки (85-90 %), череп і хребет (50-72 %)
(Потапов А.А. и соавт., 2003).

Однією з головних особливостей у сучасних умовах є переважання
локалізації травми у ділянці голови; черепно-мозкова травма (ЧМТ)
суттєво ускладнює перебіг травматичного шоку, підвищує летальність
(Кондаков Е.Н., Кривецкий В.В., 2002; Grindel S.H., 2003). Щорічно у
світі від ЧМТ гинуть 1,5 млн. осіб, а 2,4 млн. стають інвалідами;
частота ЧМТ у середньому складає 3-4 випадки на 1000 населення
(Лихтерман Л.Б., 2003).

Ушкодження головного мозку є однією з головних причин смертності й
інвалідизації населення України, а серед осіб працездатного віку вони
посідають перше місце в структурі летальності, що в Україні в 2-3 рази
перевищує аналогічні показники економічно розвинутих країн
(Возіанов О.Ф., 1999). Велика питома вага ЧМТ, висока летальність та
інвалідизація, фактичне зростання кількості нейротравми, зміна
соціального складу потерпілих і невтішні дані довгострокових прогнозів
виводять цю проблему в Україні в розряд пріоритетних (Педаченко Е.Г. и
соавт., 2001; 2002).

У великому промисловому регіоні України – Донбасі травма набула рис
епідемії (Ельский В.Н. и соавт., 2004). Встановлено виражений характер
збільшення частоти цього виду патології, що значно відрізняється від
показників інших регіонів України і закордонних країн (Педаченко Е.Г. и
соавт., 2002). Так, за 5 років (1996-2000 рр.) зросла частота травми
головного мозку і черепа в 1,4 рази, причому частіше травму одержували
особи чоловічої статі (у середньому в 2,3 рази).

Останнім часом, після постання концепції ТХ, не викликає сумніву той
факт, що при ЧМТ, як і при інших видах ушкодження, формується ТХ, під
якою треба розуміти патологічний процес, який спричинений ушкоджувальним
впливом механічної енергії на головний мозок і характеризується – при
розмаїтості клінічних форм – єдністю етіології, пато- і саногенетичних
механізмів розвитку і виходу (Лихтерман Л.Б, 2003).

Основні причинно-наслідкові зв’язки, які визначають подальший розвиток
хвороби, її тяжкість і вихід закладаються в гострому (критичному)
періоді, що охоплює перші дві доби після травми (Ельский В.Н. и соавт,
2002; 2004). У цей період ЧМТ викликає в організмі комплекс системних
захисних і компенсаторно-пристосувальних механізмів. До їх числа, у
першу чергу, треба віднести нейрогуморальні системи, вищим регулятором
яких є гіпоталамо-гіпофізарна система (Резников А.Г. и соавт., 2004;
Ткачук С.С., 2003).

Ушкодження гіпоталамо-стовбурових структур спричиняє порушення функцій
ретикулярної формації, гіпоталамуса, гіпофіза з виникненням розладів
вегетативної, обмінної і нейро-ендокринної регуляції, що зумовлює
порушення діяльності багатьох органів і фізіологічних систем, зрушення
внутрішнього середовища організму (Колесник Ю.М. и соавт., 2002;
Черний В.И. и соавт., 2003; Arundine M., Tymianski M., 2004). Гуморальні
зрушення, впливаючи на периферійні і центральні елементи вегетативної
нервової системи, на утворення ретикулярної формації стовбура мозку і
гіпоталамуса, у свою чергу відіграють роль факторів, які підтримують
первинні деструктивні порушення і викликають вторинні розлади нервової
діяльності на клітинному і субклітинному рівнях (Промыслов М.Ш., 1997;
Захаров И.В., 2001; Ельский В.Н. и соавт., 2004). Виникає замкнене
патологічне коло, у якому дефіцит макроергів викликає патологічний
каскад нейрохімічних реакцій, що включає інтенсифікацію перекисного
окиснення ліпідів (ПОЛ) і внутрішньоклітинне нагромадження кальцію, які
стають головними патогенетичними факторами некробіозу й апоптозу
нейронів (Сутковой Д.А. и соавт., 1999; Гуманенко Е.К. и соавт., 2000;
Долгих В.Т., 2002; Armstead W.M., 2003). Необхідним постає розмежування
реакцій нейрогуморальних систем на біологічно доцільні – адаптивні і на
власне патологічні.

У зв’язку з цим на сучасному етапі концепція ТХ вимагає переосмислення і
доповнення в плані співвіднесення отриманих фундаментальних знань із
механізмами, що визначають тяжкість перебігу і виходу при ЧМТ.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана
в рамках конкурсних НДР МОЗ України, в яких здобувач був відповідальним
виконавцем: “Корекція нейрохімічних порушень центральних регуляторних
механізмів при шоку” (№ держреєстрації 193V034220); “Розробити,
випробувати і впровадити нові способи індивідуалізованого лікування
травматичної хвороби і критичних станів на основі корекції порушень
центральних і периферичних відділів нейроендокринної системи” (№
держреєстрації 0196V021510); “Розробити і впровадити оригінальну
методику прогнозування, діагностики і корекції порушень тиреоїдної
регуляції при черепно-мозковій травмі” (№ держреєстрації 0197V002095).

Мета дослідження. Вивчити патогенез порушень функціонування
нейрогуморальних регуляторних систем у гострому періоді ТХ при ЧМТ для
розробки на цій основі нових напрямків патогенетично обґрунтованої їх
корекції.

Для виконання поставленої мети було сформульовано такі завдання
дослідження:

розробити експериментальну модель для вивчення стану нейрогуморальних
систем і критерії оцінки тяжкості перебігу і виходу в гострому періоді
ТХ при ЧМТ;

вивчити комплексно в динаміці гострого періоду ТХ стан основних
нейрогормональних систем (гіпоталамо-нейрогіпофізарної,
ренін-ангіотензин-альдостеронової, гіпоталамо-кортикоадреналової,
гіпофізарно-тиреоїдної, гіпофізарно-гонадної, гормональної регуляції
кальцієвого гомеостазу) та виявити діагностичні показники несприятливого
перебігу ТХ;

вивчити стан процесів ліпопероксидації та антиоксидантної системи,
активність лізосомальних і цитозольних ферментів, маркери ендогенної
інтоксикації при різному перебігу гострого періоду ТХ на системному (у
крові) і тканинному (головний мозок) рівнях, а також системи цитокінів й
оксиду азоту;

вивчити комплексно на системному й органному рівнях стан системи
циклічних нуклеотидів;

вивчити комплексно на системному й органному рівнях стан системи
простагландинів;

установити роль систем нейрогормональної регуляції в гострому періоді ТХ
на основі експериментальної оцінки ефектів уведення тиреоїдних гормонів
і опіоїдних пептидів (морфіну) на перебіг і вихід гострого періоду ТХ;

установити патогенетичну роль виявлених порушень функціонування
нейрохімічних систем мозку у формуванні розладів нейрогуморальної
регуляції і шляхом узагальнення отриманого матеріалу визначити роль
порушень нейрогуморальних систем у патогенезі гострого періоду ТХ при
ЧМТ на основі математичного моделювання.

Об’єкт дослідження. 765 білих безпородних щурів-самців із ЧМТ, 155
контрольних тварин і 20 інтактних тварин.

Предмет дослідження. Летальність, характер і ступінь неврологічного
дефіциту в гострому періоді ТХ (через 3, 24 і 48 годин після травми);
морфологічні прояви в головному мозку при ЧМТ (стан судинного русла,
нейронів і глії), а також стан процесу нейросекреції (відсотковий
розподіл нейронів різних типів у супраоптичному ядрі гіпоталамуса,
питома частка нейросекрету в нейрогіпофізі); вміст гормонів, кальцію і
фосфору, цитокінів, метаболітів оксиду азоту, циклічних нуклеотидів,
простагландинів у крові й у структурах головного мозку.

Методи дослідження – морфологічні (світлова й електронна мікроскопія) і
морфометричні (відсотковий розподіл нейронів різних типів у
супраоптичному ядрі гіпоталамуса, питома частка нейросекрету в
нейрогіпофізі); біохімічні (визначення метаболітів оксиду азоту, стану
про- і антиоксидантних систем; активності лізосомальних і цитозольних
ферментів у крові й у тканинах головного мозку); радіоімунологічні й
імуноферментні (визначення вмісту гормонів, цитокінів, циклічних
нуклеотидів і простагландинів у крові й у тканинах головного мозку);
клінічні (підрахунок летальності й оцінка ступеня неврологічного
дефіциту); математичні (варіаційний, регресійний і кореляційний аналіз,
математичне моделювання з використанням методу нейронних мереж).

Наукова новизна отриманих результатів. Одержала подальший розвиток
концепція нейрогормональних порушень при ЧМТ. Показано, що адаптивною
(захисною) реакцією гіпоталамо-нейрогіпофізарної (ГНГС),
ренін-ангіотензин-альдостеронової систем (РААС), центральної і
периферійної ланок гіпофізарно-кортикоадреналової системи (ГКАС) було
посилення їхньої функціональної активності, яка при гіперактивації
переходила у реакцію ушкодження і зумовлювала наростання неврологічного
дефіциту і збільшення летальності. Іншою загальною закономірністю було
пригнічення функціональної активності центральної ланки
гіпофізарно-тиреоїдної (ГТС), гіпофізарно-гонадної систем (ГГС),
зниження гіпофізарної секреції соматотропного гормону, ступінь яких
чітко відповідала тяжкості перебігу гострого періоду ТХ. Уперше методом
нейромережного моделювання були виявлені основні ланки патогенезу
порушень нейрогормональної регуляції, якими виявилися ушкодження
гормональної регуляції кальцієвого гомеостазу (гіпокальціемія і
гіперфосфоремія), надлишкова секреція вазопресину й
адренокортикотропного гормону, а також посттравматичний гіпотиреоз, який
мав як центральний, так і периферійний характер. Уперше встановлено, що
незалежно від тяжкості перебігу ТХ вже в гострому періоді формувався
синдром посттравматичної ендогенної інтоксикації. У його основі лежав
запуск процесів ліпопероксидації, виснаження резервів антиоксидантних
систем (АОС) і нагромадження продуктів ПОЛ. Це спричиняло
гіперферментемію і нагромадження токсичних речовин у крові (токсемія) і
тканинах головного мозку. Синдром виявлявся раніше і виражався у
більшому ступені при несприятливому перебігу ТХ. Для його розвитку
характерний каскад патологічних реакцій із поступовим залученням систем
гомеостазу і збільшенням тяжкості перебігу ТХ. Уперше з’ясовано, що
співвідношення систем циклічних нуклеотидів у гіпоталамо-гіпофізарній
системі визначало тип реакції нейрогормональних систем, а отже, і
перебіг ТХ. Циклічна зміна нейрохімічного балансу гіпоталамуса, що
приводила до фазної зміни активності систем нейрогуморальної регуляції,
характерна для сприятливого перебігу гострого періоду ТХ і була
механізмом виходу з критичного стану. У цьому виявлялася пластичність
нервової системи, що зумовлювала її високу здатність до пристосовування
в мінливих зовнішніх умовах. Для несприятливого перебігу гострого
періоду ТХ властиве різко виражене превалювання однієї системи
(цГМФ-залежної), що визначало гіперактивацію нейрогормональних систем із
катаболічним ефектом і пригнічування активності систем, які стимулюють
анаболізм і репарацію. Уперше виявлено ряд загальних закономірностей
реакції простагландинів у гіпоталамо-гіпофізарній системі при ЧМТ. Для
сприятливого перебігу гострого періоду ТХ характерні: менша амплітуда
коливань тканинного вмісту простагландинів; синхронні й односпрямовані
зсуви протилежно діючих простагландинів; циклічність зміни відношень
простациклін/тромбоксан і простагландин Е2/простагландин F2?;
наступність у дії захисних простагландинів (простациклін і простагландин
Е2). Уперше показано, що баланс простагландинів у
гіпоталамо-гіпофізарній системі мав патогенетичне значення для
формування компенсаторно-пристосувальних реакцій системи
нейрогормональної регуляції – при несприятливому перебігу гострого
періоду ТХ баланс різко зміщувався вбік ушкоджувальних простагландинів
(тромбоксан і простагландин F2?), що зумовлювало виявлені розлади
нейрогормональної регуляції. Системна відмінність показників при
сприятливому і при несприятливому перебігах ТХ доводила різну природу
компенсаторно-пристосувальних механізмів, що виявлялися у різних
нейрохімічних зрушеннях і мали різні наслідки в плані визначення
перебігу і виходу ТХ. Це дозволило вперше експериментально обґрунтувати
теоретичну концепцію індивідуальної реактивності організму в умовах ТХ.

Практичне значення отриманих результатів. Розроблено оригінальну
експериментальну модель для відтворення порушень нейрогуморальної
регуляції в гострому періоді ТХ при ЧМТ. Описано морфологічні і
кваліметричні (за ступенем неврологічного дефіциту) критерії її
відтворення. Модель відповідала основним вимогам щодо стандартизації
експериментальної моделі ЧМТ і може бути використана в
патофізіологічних, фармакологічних і токсикологічних дослідженнях.
Розроблено основні напрямки (мішені) корекції нейрогуморальних порушень
при ЧМТ: гіперактивація РААС і гіпокальціемія (зумовлюють всі
неврологічні порушення, а особливо – порушення дихання); гіперактивація
ГКАС (порушення рівня свідомості, м’язового тонусу і поведінки);
посттравматичний гіпотиреоз (порушення м’язового тонусу, руху і
поведінки); гіперактивація ГНГС (порушення руху і поведінки);
посттравматичний гіпогонадизм (зниження м’язового тонусу). Розроблено
ряд діагностичних критеріїв тяжкості перебігу ТХ, які ґрунтуються на
кількісному і динамічному визначенні вмісту гормонів у крові. Уперше
побудовані математичні моделі залежності тяжкості перебігу гострого
періоду ТХ від показників нейрогормональних систем і нейрохімічного
балансу гіпоталамуса і гіпофіза, що мають високий ступінь точності.

Результати дослідження впроваджені в науковий і навчальний процеси в
ЦНДЛ, на кафедрах патологічної фізіології, травматології й ортопедії,
реаніматології, Інституті травматології й ортопедії Донецького
державного медичного університету ім. М. Горького; в Інституті
невідкладної і відновлювальної хірургії ім. В.К. Гусака АМН України (м.
Донецьк); на кафедрах патологічної фізіології Київського Національного,
Одеського, Луганського, Запорізького державних медичних університетів,
Буковинської медичної академії; в Інституті фізіології
ім. О.О. Богомольця АМН України (м. Київ), Інституті ендокринології та
обміну речовин АМН України (м. Київ).

Особистий внесок здобувача. Постановка цілей і завдань дослідження,
обговорення отриманих результатів, висновки, експериментальна частина
роботи, морфологічні, морфометричні, імуноферментні, радіоімунологічні
дослідження і написання розділів дисертації здійснені здобувачем
самостійно. Здобувач самостійно зробив впровадження результатів
дослідження. Дисертантом не були використані результати та ідеї
співавторів публікацій.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації оприлюднено й
обговорено на I Російському конгресі з патофізіології (Москва, 1996 р.);
Міжнародному симпозіумі, присвяченому 60-річчю НДІ загальної
реаніматології РАМН (Москва, 1996 р.); Всеросійській конференції
“Гіпоксія: механізми, адаптація, корекція” (Москва, 1997 р.); V
Всеросійській конференції “Нейроендокринологія – 2000”, присвяченій
75-річчю А.Л. Полєнова (Санкт-Петербург, 2000 р.); II конференції
Українського товариства нейронаук, присвяченій 70-річчю кафедри
фізіології Донецького державного медичного університету ім. М. Горького
(Донецьк, 2001 р.); VI з’їзді ендокринологів України (Київ, 2001 р.);
Українській конференції з міжнародною участю “Сучасні аспекти
патологічної анатомії та патофізіології центральної нервової системи”
(Запоріжжя, 2002 р.); IV міжнародному конгресі з патофізіології
(Будапешт, 2002 р.); III Всеросійській конференції “Гіпоксія: механізми,
адаптація, корекція” (Москва, 2002 р.); II науковій конференції з
міжнародною участю “Ендокринна регуляція фізіологічних функцій в нормі
та патології” (Новосибірськ, 2002 р.); Всеукраїнській конференції з
міжнародною участю „Теоретичні та клінічні аспекти травматичної хвороби”
(Донецьк, 2003 р.); Науково-практичній конференції з міжнародною участю
“Фізіологія регуляторних систем” (Чернівці, 2003 р.); Всеросійській
конференції з міжнародною участю “Нейроендокринологія-2003”
(Санкт-Петербург, 2003 р.); Науково-практичній конференції „Сумісна
шокогенна травма в аспекті концепції травматичної хвороби”
(Санкт-Петербург, 2003 р.); Міжнародній науково-практичній конференції
“Політравма” (Донецьк, 2003 р.); Науковій конференції “Реаніматологія.
Її значення в сучасній медицині” (Москва, 2004 р.); IV Національному
конгресі патофізіологів України з міжнародною участю (Чернівці, 2004
р.); III Російському конгресі з патофізіології з міжнародною участю,
присвяченому 60-річчю РАМН (Москва, 2004 р.).

Публікації. За результатами дисертації опубліковано 59 робіт, із них 28
статей у спеціалізованих наукових журналах, 12 статей у зарубіжних
журналах і збірниках, 2 патенти, інші – в матеріалах і тезах
конференцій.

Структура дисертації. Дисертація складається зі вступу, 6 розділів,
аналізу та узагальнення отриманих результатів, висновків, списку
використаних джерел. Роботу викладено на 422 сторінках, з них 89
рисунків на 88 сторінках, 76 таблиць на 77 сторінках. Список літератури
вміщує 372 найменування вітчизняних і зарубіжних джерел на 38 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріал і методи дослідження. Пропоноване дослідження проведено на
білих безпородних щурах-самцях віком 6 місяців і вагою (190-210) г, які
утримувалися на стандартному раціоні при вільному доступі до їжі й
питва. У день експериментів у ранкові години у спеціально відведеному
приміщенні при температурі 18-22 оС, відносній вологості (40-60 %) і
освітленості 250 люкс тварин із дотриманням загальних вимог Європейської
Конвенції із захисту хребетних тварин, використовуваних для
дослідницьких й інших наукових цілей, брали в експеримент, який включав
нанесення стандартної ЧМТ, визначення ступеня неврологічного дефіциту,
декапітацію тварин під ефірним наркозом, збір крові і тканин головного
мозку.

Усього було виконано 11 експериментальних серій (табл. 1.). У якості
контрольних використовувалися тварини, яким виконувалися всі
маніпуляції, аналогічні до таких у дослідних групах, за винятком
завдання самої ЧМТ (псевдооперовані тварини). У серіях 5 і 6 додатково
було використано по 10 інтактних тварин (всього 20). Для моделювання ЧМТ
був обраний стандартний метод, при якому ЧМТ завдавалася за рахунок
вільного падіння вантажу на фіксовану голову тварини. У серії 1
використані 35 дослідних тварин, яким завдавали травму п’ятьма різними
вантажами зростаючої маси (по 7 тварин у групі для кожного вантажу) для
відпрацювання оптимальної енергії удару.

У тварин серії 2 проводили спостереження за динамікою летальності
протягом 48 годин після травми й досліджували показники неврологічного
дефіциту за шкалою О.Я. Євтушенка (1989). Через 3 години після завдання
травми в балах оцінювалися ступінь порушення свідомості тварин, стан
рефлекторної сфери, у тому числі ширина й реакція зіниць на світло,
рогівковий рефлекс, м’язовий тонус кінцівок і тулуба й реакції на звук і
на біль, дихання, рух і деякі поведінкові реакції (здатності пити і
приймати їжу, догляду за собою). В експериментальних тварин серії 3
морфологічно був оцінений ступінь ушкодження головного мозку при
розробленій моделі травмування.

Таблиця 1

Кількість експериментальних тварин

Серія Назва серії Кількість тварин,

дослід/контроль

Серія 1 моделювання ЧМТ 35/5

Серія 2 вивчення динаміки летальності й неврологічного дефіциту 120/5

Серія 3 морфологічна оцінка тяжкості ЧМТ 20/5

Серія 4 морфометрична оцінка процесів нейросекреції 20/5

Серія 5 дослідження плазми 110/15

Серія 6 дослідження сироватки 90/15

Серія 7 дослідження про- і антиоксидантної систем 130/15

Серія 8 дослідження циклічних нуклеотидів 90/15

Серія 9 дослідження системи простагландинів 90/15

Серія 10 введення тиреоїдних гормонів 30/30

Серія 11 введення морфіну 30/30

ВСЬОГО

765/155

Негайно на холоді забирали головний мозок і гіпофіз і поміщали в 12 %
нейтральний формалін, серійні парафінові зрізи завтовшки 5-8 мкм
забарвлювали гематоксилін-еозином і тіоніном за методом Нісля,
імпрегнували солями срібла і переглядали в універсальному мікроскопі
Hund H 500 (Німеччина) з телевізійною системою, з’єднаною з
персональним комп’ютером. Морфометричну оцінку процесів нейросекреції
виконано в серії 4. Для цього відразу після декапітації з головного
мозку тварини на холоді (+4 оС) виділяли ділянку переднього гіпоталамуса
й гіпофіз, фіксували в рідині Буена і заливали в парафін. Серійні зрізи
завтовшки 5-6 мкм забарвлювали хромовогалуновим гематоксиліном із
дозабарвленням флоксином за Баргманном. На мікроскопі МБІ-15 (Росія) при
збільшенні 900 підраховували відсотковий вміст типів нейронів за
ступенем їхньої нейросекреторної активності і питому частку
нейросекреторних гранул у нейрогіпофізі методом точкового підрахунку.
Мікрофотографії виготовляли за допомогою фотоцифрової апаратури Olympus
DP10 (Німеччина).

У наступних серіях було досліджено вміст у сироватці і плазмі крові і в
тканинах головного мозку біологічно активних речовин й активність
антиоксидантних, лізосомальних і цитозольних ферментів. Для цього як
експериментальних, так і контрольних тварин через 3, 24 й 48 годин після
травми виводили з експерименту шляхом декапітації. Кров збирали в
заздалегідь промарковану охолоджену на крижаній бані скляну градуйовану
центрифужну пробірку обсягом 15 мл. У серії 5 за 15 хв. до забирання
крові в пробірку додавали 0,25 мл консервувального розчину Na-ЕДТА
(Трилон Б) для одержання плазми. Пробірку із кров’ю центрифугували
протягом 30 хв. із прискоренням не менше 1500 g у рефрижераторній
центрифузі К23 (Німеччина) при температурі +4о С. Отриману сироватку або
плазму тубували в заздалегідь промарковані пластикові туби типу
“Епендорф” обсягом 1,5 мл. Туби із плазмою до проведення аналізу
зберігали при –70 оС не більше 1 місяця. У головному мозку, орієнтуючись
на координати атласу мозку щура, проводили ідентифікацію і виділення
кори та стовбура головного мозку, гіпоталамуса і гіпофіза. У
гіпоталамусі виділяли передньогіпоталамічну, вентромедіальну,
задньогіпоталамічну, латеральну і дорсальну ділянки; у гіпофізі – адено-
і нейрогіпофіз.

Визначення вмісту гормонів, цитокінів і циклічних нуклеотидів проводили
радіоімунологічним (мітка – радіоактивний ізотоп I125) і імуноферментним
методами з використанням стандартних комерційних наборів реактивів для
визначення досліджуваних речовин у зразках крові щура: вазопресин –
BUHLMANN LAB. AG (Швеція); кортикостерон (Кс) – AMERSHAMM (Англія);
адренокортикотропний гормон-rat (АКТГ), паратиреоїдний гормон (ПТГ),
кальцитонін (КТ) – DSL (США); соматотропний гормон-rat (СТГ),
тиреотропний гормон-rat (ТТГ), загальний (ТТ4) і вільний (FT4) тироксин,
загальний (TT3) і вільний (FT3) трийодотиронін, альдостерон (Алд),
тестостерон (Тс), естрадіол, фолікулостимулюючий гормон-rat (ФСГ),
лютеотропний гормон-rat (ЛТГ), пролактин-rat, цАМФ, цГМФ – IMMUNOTECH
(Чехія-Франція); інтерлейкін 1?, фактор некрозу пухлин – BIOSOURCE
(Бельгія). Визначення вмісту простагландинів (Пг) Е2 і F2?,
простацикліну (ПЦ) за його стабільним прямим метаболітом Пг 6-кето-F1? і
тромбоксану В2 (ТК) проводили ензимоімуноферментним методом з
використанням стандартних комерційних наборів реактивів виробництва
фірми “AMERSHAM BIOSCINCES” (Англія). Екстракцію Пг проводили
етилацетатним методом з використанням хроматографічних колонок AmprepTM
Ethyl C2 Minicolumns AMERSHAMM Pharmacia Biotech (Англія). Елюати
випарювали під струменем повітря і зберігали при -20 оС до проведення
аналізу. Проби радіометрували на лічильниках гамма-імпульсів “ГАММА-800”
або бета-імульсів “БЕТА-2” (КПО “МЕДАПАРАТУРА”, м. Київ). Інтенсивність
забарвлення продукту ферментативної реакції кількісно оцінювали на
ридері PR2100 SANOFI DIAGNOSTIC PASTEUR (Франція). Визначення активності
реніну плазми (АРП) проводили радіоензиматичним методом за оцінкою зміни
в інкубаційному середовищі in vitro кількості міченого ізотопом I125
ангіотензину I (пмоль) за 1 годину у перерахунку на 1 л крові за
допомогою набору виробництва IMMUNOTECH (Чехія-Франція).

Математичну обробку результатів вимірів проводили методом
logit-log-перетворення з побудовою каліброваної кривої, для чого
використовували ліцензійний пакет комп’ютерних програм “УРАН”.
Концентрацію досліджуваних речовин виражали в загальноприйнятих одиницях
об’єму або ваги у перерахунку на л (мл) крові або г сирої ваги тканини.

Вміст у крові оксиду азоту (NO) визначали за рівнем його стабільного
метаболіту нітрит-аніону (NO2-) за методом Гріса; вміст в сироватці
крові кальцію (Са) і фосфору (Р), а також активність фосфатаз –
фотометричним методом з використанням наборів реактивів фірми “La Chema”
(Чехія).

При дослідженні про- і антиоксидантної систем витягання головного мозку
виконували негайно після декапітації на холоді (при +4 оС), тканини
заморожували в рідкому азоті. Вміст дієнових кон’югатів (ДК), малонового
діальдегіду (МДА), ?-токоферолу (?-ТФ), молекул середньої маси, а також
активності супероксиддисмутази (СОД), каталази, катепсину Д (КД)
встановлювали спектрофотометрично на спектрофотометрі СФ-46 (Росія).

Статистичну обробку отриманих результатів проводили на IBM PC/AT із
застосуванням ліцензійних пакетів Statistica 5.5 (Stat Soft Rus),
Statistica Neural Networks (Statsoft Inc.) і Stadia 6.1. У випадку
нормального закону розподілу розраховували: середню арифметичну,
стандартну помилку й середньоквадратичне відхилення. Для оцінки
розходжень середніх величин при нормальному розподілі вибіркових
сукупностей застосовували параметричні критерії розходження – Фішера,
Стьюдента для парних даних, при порівнянні показників більше ніж двох
груп – множинного порівняння (критерій Шеффе). При вивченні зв’язків між
досліджуваними параметрами використовували коефіцієнт кореляції Пірсона
або показник кореляції Спірмена. При порівнянні показників більш ніж
двох груп застосовувався критерій Крускала-Уолліса, для порівняння груп
між собою – критерій Данна. Для аналізу даних у багатомірному просторі
показників використовувалися методи кластерного аналізу, що проводився з
використанням методу самоорганізуючих карт (нейронних мереж) Кохонена.
При побудові регресійних моделей використовували методи нейромережного
моделювання.

Результати дослідження та їх обговорення. На першому етапі було
поставлене завдання розробки моделі для вивчення ролі нейрогуморальної
регуляції у гострому періоді ТХ. Оскільки гострий період охоплює 48
годин після травми, то летальність повинна бути такою, щоб повною мірою
могли виявитися як компенсаторно-пристосувальні механізми, що приводять
до виходу із критичного стану, так і механізми декомпенсації, що
спричиняють загибель тварин у цей період. Для відпрацювання моделі були
підібрані п’ять вантажів зростаючої маси. При вільному падінні з висоти
65 см вантажі розвивали енергію удару від 0,220 Дж до 0,627 Дж. Якщо
енергія удару збільшувалася на постійну невелику величину, то
летальність різко зростала після вантажу № 3. При цьому була відзначена
пряма залежність механічної енергії, прикладеної до голови, і
летальності: r=0,98 (pFEthI o EHuy 0 4 b d O O O „ `„ O O O O O $ O O O $ O O O O O $ O ????? ??? EHuy ooooeoeoeoeoeoeoeoeoeoeoTHoo*?oooooooooooooooooooTHooTHoo*?ooooooooooooo ooooTHoTHoTHoTHo* O $ O O O O O $ O O O EHuy нтенсивності нейросекреторного процесу і зниження рівня ВП у циркулюючій крові при сприятливому перебігу ТХ. При несприятливому перебігу ТХ відношення цАМФ/цГМФ виявилося значно зниженим у всіх досліджених структурах. Це вказувало на перевагу впливу цГМФ-залежної системи, що було несприятливим фактором, оскільки спричиняло гіперактивацію нейрогормональних систем з катаболічним ефектом і гальмування систем, яки відповідають за анаболізм і репарацію. При ЧМТ мала місце чітка активація метаболізму досліджених Пг. У більшій мірі це стосувалося ТК і виражалося у зниженні величини індексу ПЦ/ТК (табл. 7). Таблиця 7 Вміст у крові простацикліну, тромбоксану й індекс їх відношення, M±m Показник Конт-роль Група Час після травми, година 3 24 48 Простациклін, нг/мл 297,3± 21,2 1-а 414,0±32,3* 529,7±33,0* 280,8±13,4 2-а 212,2±38,5# 427,6±45,4* 444,4±32,5*# Тромбоксан, нг/мл 126,4± 9,0 1-а 234,7±33,0* 353,1±28,1* 293,7±30,4* 2-а 355,1±32,3* 547,5±39,7*# 677,3±26,9*# ПЦ/ТК, ум.од. 2,47± 0,27 1-а 2,08±0,36 1,55±0,13* 1,02±0,10* 2-а 0,65±0,13*# 0,82±0,12* 0,66±0,06* Відомо, що ТК є ушкоджувальним фактором, а його синтез активується продуктами ПОЛ. Оскільки, як було показано вище, активність ПОЛ і пригнічування АОС більше виражені в 2-й групі, можна стверджувати, що нагромадження ТК, підвищення інтенсивності ПОЛ і пригнічування АОС є пов’язаними процесами. Динаміка вмісту ПгЕ2 (табл. 8) була аналогічна до такої ПЦ. Для сприятливого перебігу ТХ була характерна початкова активація синтезу ПгЕ2, тоді як для несприятливого перебігу навпаки – ПгF2?. Далі відношення Пг змінювалося на обернене. Очевидно, патогенетично несприятливим фактором був переважний синтез ПгF2? відразу після травми, що узгодилося з даними, які розглядають ПгF2? як фактор ушкодження. Таблиця 8 Вміст простагландинів у крові й індекс їх відношення, M±m Показник Конт-роль Група Час після травми, година 3 24 48 ПгЕ2, нг/мл 1533,8± 101,7 1-а 2107,5±104,9* 2841,8±124,3* 1533,6±67,5 2-а 2025,6±117,5* 3155,3±167,1* 2549,7±126,6*# ПгF??, нг/мл 317,9± 18,3 1-а 291,1±12,4 669,7±56,4* 452,4±33,0* 2-а 649,3±34,4*# 440,3±37,6 352,3±26,9 ПгЕ2/ПгF2?, ум.од. 4,86± 0,28 1-а 7,34±0,51* 4,43±0,37 3,55±0,39* 2-а 3,21±0,33*# 7,51±0,77*# 7,60±0,87*# Численними дослідженнями показана важлива роль Пг у процесах метаболізму і нейропередачі в головному мозку. Основним джерелом ПЦ і ТК у тканині мозку є ендотеліальні клітини, а також елементи глії. Маючи судинні ефекти, ці Пг впливають на процеси викиду нейрогормонів із нервових терміналей і проникнення в судинне русло. Для сприятливого перебігу ТХ були характерні циклічні зміни активності вивчених простагландинових систем, які багато в чому були подібні. Крім того, у більшості випадків відзначалася спадкоємна зміна їхньої активності, коли перевага дії ПЦ змінювалася перевагою ПгЕ2. Іншою визначальною рисою сприятливого перебігу ТХ виявилося те, що абсолютні значення відхилення Пг були менше виражені, що особливо стосувалося ПЦ, ТК і ПгЕ2. Крім того, зміни активності протилежно діючих Пг відбувалися синхронно й односпрямовано (ПЦ і ТК у всіх структурах; ПгЕ2 і Пг2F? у передньому гіпоталамусі і нейрогіпофізі). Такого розмаїття реакції системи Пг не відзначено при несприятливому перебігу ТХ. Значний пролонгований приріст вмісту в тканинах ТК і ПгF2? був характерний для всіх структур. Отримані експериментальні дані дозволили рекомендувати застосування тиреоїдних гормонів при ЧМТ. Для цього тваринам вводили препарат “Тиреокомб”, який у своєму складі містить як тироксин (в одній таблетці препарату міститься 70 мкг левотироксину), так і трийодотиронін (в одній таблетці – 10 мкг ліотироніну) у дозі 3 мг/кг, ентерально через катетер в 1 мл фізіологічного розчину однократно через 3 години після травми. Летальність у групі тварин, які одержували “Тиреокомб”, склала 30 %, тоді як у тварин, що не одержували препарат, – 53 % (pВП>АКТГ>TT3>FT4.

Отримані дані дозволили довести, що найбільш значущим порушенням є
ушкодження кальцієвого гомеостазу – прогресуюча гіпокальціемія і
стабільна гіперфосфоремія. Другим за важливістю патогенетичним
механізмом стала гіперактивація ГНГС і ГКАС, що виявлялося у надлишковій
секреції ВП і АКТГ. Очевидно, цей процес відбивав адекватність
реагування пристосувальних реакцій нейрохімічних систем головного мозку.
Третьою ланкою стало пригнічення функціонування ГГС – посттравматичний
гіпотиреоз, який мав як центральний, так і периферійний характер.

При аналізі ролі показників системи циклічних нуклеотидів було
використано 24 показники. Вихідний шар містив чотири нейрони, у які
здійснювалася класифікація об’єктів. У результаті проведення генетичного
відбору значущих змінних були виділені 3 ознаки: вміст у крові цАМФ,
вміст цГМФ і індекс цАМФ/цГМФ у дорсальному гіпоталамусі, що давали
мінімальну помилку прогнозування ступеня неврологічного дефіциту. На
підставі виділених ознак була побудована лінійна модель прогнозування
ступеня неврологічного дефіциту, що виразилася рівнянням:

Y=0,290ЧZ1+0,212ЧZ2+24,5ЧZ3–36,5 (5);

де Y – ступінь неврологічного дефіциту;

Z1 – величина вмісту в крові цАМФ;

Z2 – величина вмісту в дорсальному гіпоталамусі цГМФ;

Z3 – індекс цАМФ/цГМФ у дорсальному гіпоталамусі.

Аналіз чутливості моделі (5) розставив обрані змінні в такому порядку за
їхньою значимістю: Z1>Z2>Z3.

Результати нейромережного моделювання довели, що саме рівень у крові
цАМФ був одним із факторів, які визначають тяжкість перебігу ТХ. До
збільшення вмісту цАМФ у крові приводять практично всі нейрогуморальні
фактори регуляції з катаболічним ефектом. Другим показником за своєю
патогенетичною значимістю виявився вміст цГМФ і циклазний індекс у
дорсальному гіпоталамусі. Це узгодилося також з даними регресійного
аналізу і вказувало на важливість цієї асоціативної структури
гіпоталамуса в реалізації компенсаторно-пристосувальних механізмів при
ЧМТ.

Далі було здійснено спробу побудови математичної моделі прогнозування
тяжкості перебігу ТХ за показниками системи Пг (30 показників). У
результаті проведення генетичного добору значущих змінних було виділено
п’ять ознак:

Y=0,234ЧX1+1,548ЧX2–13,0ЧX3–4,249ЧX4–10,22ЧX5+37,5 (6);

де Y – ступінь неврологічного дефіциту;

X1 – величина вмісту ТК у нейрогіпофізі;

X2 – величина вмісту TК у вентро-медіальному гіпоталамусі;

X3 – величина індексу ПЦ/ТК у вентро-медіальному гіпоталамусі;

X4 – величина індексу ПЦ/ТК в аденогіпофізі;

X5 – величина індексу ПгЕ2/ПгF2? в аденогіпофізі.

У цьому рівнянні додатні знаки мали два параметри: X1 і X2. Це довело
патологічне значення нагромадження ТК у тканині мозку. Наявність у
моделі (6) індексів ПЦ/ТК також підтверджувало патогенетичну роль ТК,
але підкреслювало і важливість протилежної, тобто стрес-лімітувальної
системи – утворення ПЦ. Крім того, важливе значення мав баланс ПгЕ2 і
ПгF2? в аденогіпофізі, що, очевидно, було зумовлено важливістю цієї
структури як вищого регулятора нейрогормональних систем.

Аналіз чутливості нейромережного моделі розставив обрані змінні в такому
порядку за їхньою значимістю: X5>X1>X2>X3>X4. Це показало, що найбільш
значимим параметром був усе-таки баланс Пг в АГ. Регулювальне значення
пари ПгЕ2/ПгF2? при ЧМТ виявилося вищим, ніж процес нагромадження в
тканинах мозку ТК.

Таким чином, відкрито новий патогенетичний механізм, який розкривав
порушення нейрохімічних систем головного мозку при ЧМТ (рис. 5).

Активація холін- і глутаматергіч-них систем мозку

?

Активація цГМФ

?

?

Активація ПОЛ,

протеолітич-них ферментів, виділення ендотоксинів на системному і
тканинному рівнях

?

Зміщення рівноваги у бік ТК і ПгF2?.

Нагромаджен-ня в тканинах мозку ТК

?

Активація виведення в кров стрес-індукувальних гормонів: ВП і АКТГ

Гальмування секреції ТТГ, СТГ, а також гонадотропних гормонів і
пролактину

Рис. 5. Патогенетичний механізм порушення нейрохімічних систем головного
мозку при ЧМТ

Активація процесів ПОЛ і протеолітичних ферментів, виділення
ендотоксинів у гострому періоді ТХ як на системному, так і на тканинному
рівнях сприяли зміщенню рівноваги у бік ПгF2? і ТК, що спричиняло більш
активне виведення в кров стрес-індукувальних гормонів: ВП і АКТГ. Це
явище визначала також й активація холін- і глутаматергічних систем
мозку, що приводила до зрушення рівноваги у бік цГМФ-залежної системи і
супроводжувалася гальмуванням секреції ТТГ, СТГ, а також гонадотропних
гормонів і пролактину.

ВИСНОВКИ

У дисертації запропоновано теоретичне узагальнення і нове вирішення
наукової проблеми, яка визначається важливою роллю порушень
функціонування нейрогуморальних регуляторних систем у гострому періоді
ТХ при ЧМТ. У результаті проведеного комплексного дослідження доведено
наявність системних відмінностей функціонування нейрогуморальних
регуляторних систем при сприятливому і при несприятливому перебігу
гострого періоду ТХ при ЧМТ. Підґрунтя цього явища становила відмінність
типів реакції нейрохімічного балансу гіпоталамо-гіпофізарних структур,
що доводило можливість (навіть в умовах стандартності зовнішнього
впливу) реалізації різних компенсаторно-пристосувальних механізмів, які
мали різну ефективність ліквідації наслідків ушкодження. Це дозволило
вперше експериментально обґрунтувати теоретичну концепцію індивідуальної
реактивності організму в умовах ТХ.

Розроблено адекватну модель для вивчення компенсаторно-пристосувальних і
ушкоджувальних механізмів у гострому періоді ТХ. Один удар
вільнопадаючим вантажем по фіксованій голові тварини з енергією 0,425 Дж
викликав ЧМТ середньої тяжкості та загибель тварин (42,9 %). Модель
відповідала вимогам щодо стандартизації експериментальної моделі і може
бути використана в патофізіологічних, фармакологічних і токсикологічних
дослідженнях.

Уперше встановлено, що при сприятливому і несприятливому перебігу
гострого періоду ТХ формувалися принципово різні варіанти гормонального
балансу, що було проявом індивідуальної резистентності організму і
зумовлювало перебіг і вихід хвороби. Адаптивною (захисною) реакцією
ГНГС, РААС, центральної і периферійної ланок ГКАС було посилення їхньої
функціональної активності, що при гіперактивації переходило у реакцію
ушкодження і зумовлювало наростання ступеня неврологічного дефіциту.
Іншою загальною закономірністю було зниження функціональної активності
ГТС і ГГС, ступінь якої чітко відповідав тяжкості перебігу гострого
періоду ТХ. Діагностично значимими показниками (ознаками) несприятливого
перебігу були: зниження вмісту у крові СТГ нижче ніж 0,9 мкг/л; ступінь
зниження вмісту в крові FT3, TT3 і ТТГ; збільшення АРП вище за 4,3 пмоль
ангіотензину І/л/годину; зниження вмісту Са в сироватці крові менше ніж
2,0 ммоль/л і через 24 години після травми – підвищення відношення
АКТГ/ТТГ вище ніж 98,8 ум.од.; величини індексу Са/Р менше ніж
0,5 ум.од.

Синдром посттравматичної ендогенної інтоксикації формувався незалежно
від тяжкості перебігу гострого періоду ТХ. Його основу становили запуск
процесів ліпопероксидації з накопиченням продуктів ПОЛ і виснаження
резервів АОС. Це спричиняло гіперферментемію (посилення активності КД,
КФ-ази в тканинах головного мозку й у крові) і нагромадження токсичних
речовин (молекул середньої маси) у крові (токсемію). Синдром виявлявся
раніше і виражався у більшому ступені при несприятливому перебігу. Для
його розвитку був характерний каскад патологічних реакцій із поступовим
залученням систем гомеостазу і збільшенням тяжкості перебігу гострого
періоду ТХ. Синтез прозапальних цитокінів (інтерлейкіну 1? і фактора
некрозу пухлин) і метаболізм NO активувалися при несприятливому перебігу
гострого періоду ТХ, що відповідало тяжкості його перебігу.

Співвідношення систем циклічних нуклеотидів у гіпоталамо-гіпофізарній
системі визначало тип реакції нейрогормональних систем і перебіг
гострого періоду ТХ. Циклічна зміна нейрохімічного балансу гіпоталамуса,
яка спричиняла фазну зміну активності систем нейрогуморальної регуляції,
характерна для сприятливого перебігу і була механізмом виходу з
критичного стану. У цьому виявлялася пластичність нервової системи, що
зумовлювало її високу здатність до пристосування в мінливих зовнішніх
умовах. Для несприятливого перебігу характерне різко виражене
превалювання цГМФ-залежної системи над цАМФ-залежною, що визначало
гіперактивацію нейрогормональних систем із катаболічним ефектом і
пригнічування активності систем, які стимулюють анаболізм і репарацію.

Установлено закономірності участі Пг у регуляції функції
гіпоталамо-гіпофізарної системи. Баланс Пг мав патогенетичне значення
для формування компенсаторно-пристосувальних реакцій системи
нейрогормональної регуляції. Для сприятливого перебігу гострого періоду
ТХ були характерні: менша амплітуда коливань тканинного вмісту Пг,
синхронні й односпрямовані зрушення протилежно діючих Пг, циклічність і
наступність у дії захисних Пг (ПЦ і ПгЕ2). При несприятливому перебігу
баланс зміщувався в бік ушкоджувальних Пг (ТК і ПгF2?), що зумовлювало
виявлені розлади нейрогормональної регуляції: гіперактивацію центральних
ланок ГНГС і ГКАС, глибоке гальмування функціональної активності ГТС,
ГГС і зниження секреції СТГ.

Замісна терапія гормонами щитоподібної залози і введення морфіну
дозволили знизити летальність відповідно на 23 % і 33 % (p

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020