Международный неврологический журнал 2(18) 2008

Введение

В настоящее время во всем мире наблюдается неуклонный рост травматизма и повреждение мозга является одной из частых причин смерти людей (R. Bullock, G.M. Teasdale, 1991; M. Gaetz, 2004). Травматические повреждения черепа и, как следствие, головного мозга составляют примерно 30–35 % всех травм (А.Ю. Макаров и соавт., 2002; В.С. Мякотных и соавт., 2002). Черепно-мозговая травма (ЧМТ) часто является инициирующим механизмом нарушения регуляторных процессов функционирования головного мозга и ЦНС. По данным Л.Б. Лихтермана и соавт. (1999), ЧМТ сопровождается тканевыми, сосудистыми и ликвородинамическими нарушениями. Вследствие ЧМТ в мозге развиваются необратимые дистрофические процессы, которые проявляются морфологически в виде участков микронекроза и имеют большое значение в генезе неврологических и нейропсихологических симптомокомплексов, возникающих в различные временные интервалы посттравматического периода (Л.Б. Лихтерман и соавт., 1998). По мнению авторов, именно тканевые нарушения во многом определяют характер и выраженность последствий травмы.

Особую актуальность проблеме ЧМТ придает формирование посттравматического судорожного синдрома (А.Ю. Макаров, 2001; M. Gaetz, 2004; R.L. Hayes et al., 1992), в том числе и после травматического повреждения мозга легкой степени выраженности (T.K. McIntosh, 1993). Инициация и дальнейшее прогрессирование эпилептиформной активности в мозге способствуют повышению с течением времени судорожной готовности к действию эпилептогенных факторов (N.F. Santos et al., 2000), а также формированию фармакорезистентных форм судорожного синдрома (О.А. Шандра та співавт., 1993; A.A. Shandra et al., 1996).

Для лечения ЧМТ и ее последствий предложены многочисленные терапевтические схемы (В.Б. Карахан и соавт., 2001; Л.Б. Лихтерман и соавт., 1999; В.С. Мякотных и соавт., 2002; D.H. Livingston et al., 2000), в том числе и протестированные экспериментально (T.K. McIntosh, 1993; M. Minz et al., 1993; Yu. Chen et al., 1998), которые с определенным успехом применяются сейчас в клинике. Однако эффективность патогенетически обоснованной терапии часто не удовлетворяет врачей. Учитывая описанное выше, а также показанную патогенетическую роль ишемии мозга при его травматическом повреждении (Yu. Chen et al., 1998; M. Gaetz, 2004), мы провели серии экспериментальных исследований, посвященных выяснению эффективности применения депротеинизированного гемодеривата, полученного из крови молодых телят, — препарата природного происхождения Солкосерил в условиях посттравматического периода у крыс, его влияния на ЭЭГ-изменения и двигательную активность животных.

Материалы и методы исследования

Исследования проводились в условиях хронического эксперимента на 42 взрослых (6-месячных) белых крысах линии Виcтар массой от 180 до 220 г. Живoтных coдержали в индивидуальных боксах с естественной 12-часовой сменой света и темноты, влажностью воздуха 60 % и его температурой 22 ± 1 °С, co cвoбoдным дocтyпoм к вoде и пище. С целью прирyчения крыc перед началoм экcперимента держали в рyках пo 2–3 мин в течение 5 дней, чтo oблегчалo пocледyющие экcпериментальные иccледoвания (Я. Бyреш и соавт., 1991). Работу с лабораторными животными проводили с соблюдением основных нормативных и этических требований к проведению лабораторных и иных опытов с участием экспериментальных животных разных видов. Данная работа была одобрена комиссией ОГМУ по этическому проведению экспериментальных исследований.

ЧМТ воспроизводили по методу, описанному в работе О.А. Шандри та співавт. (1993). Для этого крысам, зафиксированным в стереотаксическом аппарате, наносили механическую травму грузом массой 50 г на теменно-затылочную область мозга. При этом в момент нанесения повреждения голову животного кратковременно прижимали к поролоновой прокладке, чем добивались горизонтального расположения поверхности свода черепа к торцевому участку груза, представлявшему собой пластмассовый цилиндр, заполненный дробью и опускавшемуся с высоты 50 см. Площадь ударной части при этом составляла примерно 3,5 см².

Экспериментальные наблюдения проводили на следующих группах животных. Животным 1-й группы (n = 14) с ЧМТ в течение последующих 14 дней вводили 0,5 мл физиологического раствора NaCl. Животным 2-й группы (n = 12) с ЧМТ в течение последующих 14 дней внутрибрюшинно (в/б) вводили Солкосерил (40 мг/кг, производства Valeant Pharmaceuticals Switzerland GmbH, Швейцария). Солкосерил вводили один раз в день — утром, в интервале между 9.00 и 10.00, первое введение препарата осуществляли через 2 часа после нанесения животным ЧМТ. Для исследования временных интервалов эффективности препарата в посттравматическом периоде была выделена 3-я группа животных с ЧМТ (n = 8), которым Солкосерил вводили по описанной схеме начиная с 7-го дня. Животных контрольной группы (n = 8) фиксировали в стереотаксическом аппарате, однако удара грузом не осуществляли.

Имплантацию электродов производили пo методике, описанной в литературе (М.Я. Вoлoшин, 1987; Я. Бyреш и соавт., 1991). Для регистрации биoэлектричеcкoй активности структур головного мозга использовали нихрoмoвyю проволоку диаметром 0,10–0,15 мм с лаковой изоляцией, кроме кончиков. Для вживления электродов крыс наркoтизирoвали нембyталом (35 мг/кг; в/б) и фиксировали в cтереoтакcичеcкoм аппарате. Стереoтакcичеcкoе вживление электродов проводили в соответствии c атласом L. Kruger et al. (1995) пo cледyющим кooрдинатам: вентральный гиппокамп — АР = –4,8; L = 5,0; H = 8,0; миндалина — АР = –2,8; L = 4,5; H = 9,0; хвостатое ядро — АР = –0,8; L = 3,5; H = 4,7; ретикулярная часть черного вещества — АР = –4,8; L = 5,0; H = 7,8; энторинальная кора — АР = 6,3; L = 5,0; H = 8,0; верхние бугорки четверохолмия (ВБЧ) — АР = –6,3; L = 1,5; H = 4,7.

Региcтрацию электричеcкoй активнocти проводили через 1, 7 и 14 дней, изyчение пoведенчеcких реакций ocyщеcтвляли через 1, 4, 7, 10 и 14 дней после ЧМТ. В 3-й группе животных исследовали начиная с 7-х суток после ЧМТ по вышеприведенной схеме. Запись биопотенциалов осуществляли монополярно (индифферентный электрод крепили в носовых костях) при помощи 16-канального чернильнопишущего электроэнцефалографа EEG-16S (Венгрия).

Исследование двигательной активности крыс в тесте «открытое поле» проводилось в течение 2 мин. При этом определялись следующие показатели: количество пересеченных квадратов, в том числе и центральных, а также количество вертикальных стоек и заглядываний в отверстия в полу «открытого поля» (Ж.Г. Александрова и соавт., 1984).

Полученные данные обсчитывали с помощью дополнительного статистического пакета в оболочке программы Labview-5,0, а также программы статистического анализа Statgraph с использованием одновариантного критерия ANOVA. При условиях неравномерного деления признаков достоверность определяли с помощью непараметрического теста Крускала — Уоллиса. Критерием достоверности считали P < 0,05.

Результаты и их обсуждение

На ЭЭГ животных через 24 часа после ЧМТ (1-я группа) регистрировались непродолжительные (3–7 с) спайк-волновые комплексы амплитудой 260–350 мкВ при частоте 6–8/с в вентральном гиппокампе, миндалине, черном веществе, ВБЧ и энторинальной коре (рис. 1, ІА).

На 7-е сутки после травматического воздействия в ЭЭГ крыс во всех отведениях преобладали острые и медленные волны амплитудой 180–220 мкВ и частотой 5–6/с. В вентральном гиппокампе и энторинальной коре регистрировались редкие (5–7/мин) спайк-волновые комплексы амплитудой 280–350 мкВ (рис. 1, ІБ). У 2 крыс в этом временном промежутке в вентральном гиппокампе и миндалине отмечались спайк-волновые комплексы амплитудой 380–400 мкВ и частотой 1–2/с.

На 14-й день после травмы у 10 животных регистрировались острые и медленные волны с максимальной амплитудой в ВБЧ и миндалине (220–350 мкВ) при частоте 2–5/с (рис. 1, ІВ: 2–4). У остальных животных регистрировалась медленноволновая активность амплитудой 15–170 мкВ при частоте их возникновения 3–4/с (рис. 1, ІВ: 1, 3, 5–7).

На ЭЭГ крыс с ЧМТ, которым вводили Солкосерил (2-я группа), через 1 день после травматического воздействия регистрировались спайк-волновые комплексы в лимбических структурах и черном веществе амплитудой 400–500 мкВ и частотой 2–5/с (рис. 1, ІІА: 1, 3, 5, 7). В остальных структурах мозга амплитуда потенциалов составляла 200 мкВ при частоте их генерации 2–4/с (рис. 1, ІІА: 2, 4, 6).

На энцефалограмме 7 крыс этой группы через 7 дней после нанесения ЧМТ на фоне медленноволновой активности (амплитуда 100–160 мкВ, частота 2–4/с) регистрировались острые волны с частотой 2–4/с, наибольшая амплитуда которых (250 мкВ) отмечалась в миндалине (рис. 1, ІІБ: 3). У остальных 5 животных на ЭЭГ наблюдались преимущественно медленные волны амплитудой 140–160 мкВ и частотой 2–4/с. В миндалине и черном веществе отмечались острые волны амплитудой до 200 мкВ и частотой 1–2/с. В хвостатом ядре и ВБЧ регистрировались острые и медленные волны амплитудой 100–230 мкВ и частотой 1–4/с (рис. 1, ІІБ).

На ЭЭГ большинства крыс 3-й группы, которым Солкосерил начали вводить на 7-е сутки после ЧМТ, отмечались острые и медленные волны амплитудой 180–200 мкВ и частотой 5–6/с. У 1 крысы из этой группы отмечалась гиперсинхронная активность в вентральном гиппокампе с частотой 7–8/с и амплитудой 320–370 мкВ.

У большинства крыс (n = 9) через 14 дней после ЧМТ на фоне ежедневного введения Солкосерила регистрировалась медленноволновая активность амплитудой 100–140 мкВ в миндалине и амплитудой 80–100 мкВ во всех остальных исследуемых структурах мозга, при частоте 3–5/с (рис. 1, ІІВ). У остальных крыс при ЭЭГ-исследовании обнаруживались острые волны в миндалине, энторинальной коре и ретикулярной части черного вещества амплитудой 200–240 мкВ при частоте 3–4/с.

Частотно-амплитудные характеристики ЭЭГ крыс 3-й группы, которым Солкосерил начали вводить на 7-е сутки после ЧМТ, не различались с таковыми у крыс с ЧМТ и введением физиологического раствора.

Результаты исследований по изучению изменений показателей двигательной активности крыс с ЧМТ в тесте «открытое поле» приведены в табл. 1. У животных контрольной группы при помещении в центр «открытого поля» наблюдалась нормальная локомоторная активность. Изменения в характере двигательной активности отсутствовали и при наблюдении за крысами в последующие временные интервалы. Все исследуемые показатели горизонтальной и вертикальной двигательной активности у крыс через 24 часа после ЧМТ были существенно меньшими (в 1,6–4 раза; P < 0,001) по сравнению с таковыми у крыс контрольной группы. Аналогичная направленность изменений исследуемых показателей двигательной активности у крыс двух опытных групп сохранялась в течение 7 дней после травматического воздействия.

Через 10 дней после ЧМТ крысы с травмой пересекли 9,4 ± 1,4 квадрата «открытого поля» (P < 0,01), сделали 1,6 ± 0,7 вертикальной стойки (P < 0,05) и 0,60 ± 0,06 раза заглянули в отверстия в полу (P < 0,01), что по-прежнему существенно было меньше по сравнению с аналогичными показателями в контрольных наблюдениях (табл. 1). Животные с ЧМТ, которым вводили Солкосерил, пересекли в среднем 14,6 ± 1,7 квадрата «открытого поля», что не отличалось от таковых показателей в контрольной группе крыс и было на 55 % больше, чем у остальных крыс с ЧМТ (P < 0,01). Показатели вертикальных стоек не различались существенно в обеих исследуемых группах крыс, однако в группе крыс с ЧМТ и введением Солкосерила они не отличались и от аналогичных данных в контрольных наблюдениях. Изменений в количестве заглядываний в отверстия в полу «открытого поля» по сравнению с предыдущими днями исследований не было. Исследуемые показатели двигательной активности в группе крыс с введением Солкосерила на 7-е сутки после ЧМТ (3-я группа) не отличались от аналогичных в группе крыс с ЧМТ.

Через 14 дней после ЧМТ крысы, которым вводили Солкосерил, пересекли в среднем 16,7 ± 1,7 квадрата «открытого поля», что не отличалось от аналогичных показателей в контроле и на 64 % превышало соответствующие показатели в группе крыс с ЧМТ и введением физиологического раствора (P < 0,01; табл. 1). Аналогичная направленность изменений вследствие применения Солкосерила наблюдалась при подсчете остальных показателей двигательной активности в тесте «открытого поля». Характер и интенсивность двигательной активности крыс во 2-й группе не отличались от таковых показателей в группе крыс, которым ЧМТ не наносилась. В этот временной интервал показатели горизонтальной и вертикальной двигательной активности в 3-й группе крыс не отличались от аналогичных в других группах.

Таким образом, проведенные исследования показали, что ЧМТ вызывала у крыс нарушения биоэлектрической активности, а также комплекс локомоторных нарушений. После ЧМТ на ЭЭГ животных возникала эпилептиформная активность, которая характеризовалась возникновением острых колебаний и спайк-волновых комплексов, в основном в вентральном гиппокампе и структурах лимбической системы. У крыс в посттравматическом периоде отмечалась также гиподинамия, у них наблюдались нарушения позы и характера инициации движения. У части животных отмечалось развитие эксплозивного и стереотипного поведения, вестибулярных расстройств.

Описанный характер поведенческих и ЭЭГ-изменений отмечался в течение 14 дней после травматического повреждения мозга. Однако у крыс, которым осуществляли ежедневное введение Солкосерила начиная с 1-го дня после ЧМТ, с течением времени были выявлены эффекты нормализации исследуемых показателей. Это проявлялось тем, что на ЭЭГ крыс начиная с 7-го дня после ЧМТ и введения препарата существенно снижалась мощность генерации биоэлектрических потенциалов, в особенности вентральным гиппокампом и структурами лимбической системы. Паттерн ЭЭГ через 14 дней после ЧМТ и введения Солкосерила не различался с фоновой активностью у крыс в контрольных наблюдениях.

Горизонтальная локомоторная активность в тесте «открытого поля» нормализовалась и существенно превышала токовую у крыс без введения Солкосерила через 10 дней после ЧМТ. Показатели вертикальной двигательной активности не отличались от контрольных на 14-е сутки исследования. Таким образом, Солкосерил оказался эффективным для нормализации вызванных травматическим повреждением мозга биоэлектрических нарушений через 7 дней и локомоторной активности в тесте «открытое поле» — через 10 дней после нанесения ЧМТ.

Отсутствие выраженного нейропротекторного эффекта в случае введения Солкосерила крысам начиная с 7-го дня после ЧМТ показало, что для оказания лечебного эффекта препарат следует принимать с 1-х суток с момента возникновения ЧМТ.

Показанные нормализующие эффекты Солкосерила могут служить основанием для включения его при составлении схемы комплексного патогенетического лечения посттравматических нарушений. С учетом механизмов протекторного действия Солкосерила, к числу которых относят ускорение под его влиянием репаративных и регенерационных процессов в поврежденных тканях путем стимуляции пролиферации клеток и их миграции непосредственно в очаг поражения (В.В. Бульйон и соавт., 2001; П.Д. Фомин и соавт., 1998), а также облегчение утилизации кислорода и стимуляцию транспорта глюкозы клетками в условиях гипоксии и истощения метаболических ресурсов (А. Карович-Билинска и соавт., 2002; А.Ю. Руденко, Л.М. Башкирова, 2003; A. Akaike et al., 2003), становится понятной его эффективность в коррекции вызванных ЧМТ электрографических и поведенческих нарушений.

Полученные данные согласуются с результатами исследований В.Е. Марусанова и соавт. (2000), которые с успехом применяли Солкосерил для лечения больных с тяжелой ЧМТ, вследствие чего авторы отметили нормализацию неврологического статуса и стабилизацию уровня АД у пациентов.

Все это позволяет нам рекомендовать использовать Солкосерил в качестве средства патогенетической терапии у больных с травматическим повреждением мозга. Вместе с тем, более детальному изучению нейропротекторных эффектов препарата в условиях экспериментальной механической травмы головного мозга будут посвящены дальнейшие исследования.

Выводы

1. Вследствие механической ЧМТ крыс в теменно-затылочной области нарушаются процессы биоэлектрогенеза, а также локомоторная активность.

2. Ежедневное введение Солкосерила (40 мг/кг, в/б) крысам с ЧМТ способствовало нормализации ЭЭГ животных начиная с 7-го дня после травматического воздействия. Действие препарата заключалось в том, что на ЭЭГ крыс снижалась мощность генерации биоэлектрических потенциалов, в особенности вентральным гиппокампом и структурами лимбической системы.

3. Ежедневное введение Солкосерила крысам с ЧМТ нормализовало двигательную активность животных, которая определялась в тесте «открытое поле» начиная с 10-го дня после ЧМТ, что подтверждалось нормализацией горизонтальной активности. Показатели вертикальной двигательной активности приходили в соответствие с нормой на 14-е сутки.

4. Лечебное действие препарата в течение посттравматического периода было наиболее выраженным в случае его раннего применения, что свидетельствует о том, что после ЧМТ лечение Солкосерилом следует начинать без промедления.

5. Применение Солкосерила может быть полезным в качестве средства патогенетической терапии у больных с травматическим повреждением мозга.