СПОСОБ ПРОФИЛАКТИКИ НАРУШЕНИЙ ПЕРФУЗИИ ТКАНЕЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА В УСЛОВИЯХ ОСТРОЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ИШЕМИИ Российский патент 2013 года по МПК A61N5/02 

Изобретение относится к медицине, в частности к ангионеврологии, и может быть использовано для профилактики сдвигов перфузии тканей головного мозга у лиц с риском острых нарушений мозгового кровообращения ишемического характера.

Нарушение гемодинамики в русле сонных артерий приводит к снижению мозгового кровотока, что вызывает редукцию тканевого кровотока. Это нарушает функцию клеток эндотелия микроциркуляторного русла [Dimagi U., ladecola С., Moskowitz D. // Pathobiology of ischaemic stroke: an integrated view // MATrends Neurosci. 1999 Sep; 22(9): 391-7]. Дисфункция эндотелия еще больше усугубляет патологические изменения в головном мозге. Дальнейшее развитие патологического процесса характеризуется рядом последовательных событий, приводящих к гибели клеток нервной ткани (ишемический каскад) [Гусев Е.И., Скворцова В.И. Ишемия головного мозга. - М.: «Медицина», 2001. - 328 с.].

В настоящее время для профилактики нарушений перфузии тканей головного мозга в клинической практике используют широкий спектр препаратов, но назначение медикаментозной терапии приводит к развитию различной степени выраженности побочных эффектов [Лекарственные препараты в России: Справочник. - М.: АстраФарм Сервис, 2006. - 16 с.].

Нами впервые предложен способ профилактики нарушений перфузии тканей головного мозга в условиях острой экспериментальной ишемии, включающий предшествующее ишемии облучение животных электромагнитными волнами мощностью 0,7 мВт (плотность мощности потока 0,2 мВт/см²) на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения (МСИП) оксида азота 150,176-150,664 ГГц в течение 30 мин.

Исследование проведено на 20 беспородных крысах-самцах массой 180-220 г., которых разделили на две группы. Первая группа включала крыс, которым была смоделирована 5-минутная ишемия головного мозга с последующей реперфузией (группа сравнения). Вторая группа включала животных, подвергшихся облучению электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц, с последующим воспроизведением 5-минутной ишемии и дальнейшим восстановлением кровотока (опытная группа).

Модель ишемии мозга воспроизводилась путем одновременного пережатия общих сонных артерий. Все эксперименты проводились в соответствии с требованиями Хельсинкской декларации о гуманном отношении к животным (2006 г.), поэтому всем животным с целью анестезии за 5 минут до проведения исследования внутримышечно вводилась комбинация золетила («Virbac Sante Animale», Франция) в дозе 10 мл/кг и ксилазина («Interchemie», Нидерланды) в дозе 10 мг/кг.

Электромагнитные волны генерировались аппаратом «NO-Орбита», разработанным ОАО ЦНИИИА (Россия). Облучалась поверхность кожи площадью 3 см² над областью мечевидного отростка грудины с расположением облучателя на расстоянии 1,5 см над поверхностью тела животного, при мощности излучения 0,7 мВт. Однократное облучение животных составляло 30 минут.

Для анализа перфузии тканей мозга и активности эндотелия методом лазерной доплеровской флоуметрии (ЛДФ) использовали лазерный анализатор кровотока «ЛАКК-02» во втором исполнении (производство НПП «Лазма», Россия). На первом этапе анализа ЛДФ-грамм проводили оценку показателя постоянной составляющей средней перфузии микроциркуляторного русла кожи М (перф.ед.). На втором этапе проводился амплитудно-частотный анализ ЛДФ-граммы на основе использования математического аппарата Фурье-преобразования, реализованного в программном обеспечении LDF2.20.0.507WL. Анализировались следующие характеристики амплитудно-частотного спектра: максимальная амплитуда волн очень низкой частоты (эндотелиальные колебания, перф. ед.), максимальная амплитуда волн низкой частоты (вазомоторные колебания, перф. ед.), максимальная амплитуда дыхательных волн (дыхательные колебания, перф. ед.) и максимальная амплитуда пульсовых или кардиальных колебаний (перф. ед.). Датчик лазерного анализатора кровотока фиксировался на Fri, Fr2 областях коры головного мозга (Zilles К., 1985, стереотаксический атлас коры). В ходе эксперимента регистрацию ЛДФ-грамм у каждого животного проводили три раза: исходно, во время воспроизведения ишемии и на 120 минуте реперфузии. Интерпретацию результатов осуществляли общепринятым методом, описанным в литературе [Курпаткин А.И., Сидоров В.В. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови: Руководство для врачей. - М., 2005. 256 с.].

Статистическая обработка полученных результатов осуществлялась при помощи программы Statistica 6.0.

Данные таблицы 1 свидетельствуют, что до воспроизведения ишемии у животных обеих групп нет достоверных различий между показателями перфузии (М). Так же по данным амплитудно-частотного анализа ЛДФ-грамм достоверно не различаются показатели амплитуд эндотелиальных, вазомоторных, дыхательных и пульсовых колебаний.

Данные, представленные в таблицах 2 и 3, свидетельствуют, что во время ишемии, как в группе сравнения, так и в опытной группе, происходит статистически значимое снижение перфузионного показателя и уменьшение амплитуд эндотелиальных, вазомоторных, дыхательных и пульсовых колебаний по сравнению доишемическим периодом. Из данных, представленных в таблице 4, следует, что статистически значимые различия показателей между опытной группой и группой сравнения отсутствуют.

Как представлено в таблице 2, у животных группы сравнения в постишемическом периоде перфузия (М) статистически значимо снижена по сравнению с доишемическим периодом. Из данных таблицы 2 следует, что у данной группы в постишемический период снижена амплитуда эндотелиальных, вазомоторных и пульсовых колебаний. Это отражает снижение активности эндотелия, повышение периферического сопротивления и уменьшение притока артериальной крови в сосудах микроциркуляторного русла головного мозга. Данные, представленные в таблице 3, свидетельствуют, что под влиянием электромагнитных волн у животных в постишемический период происходит полное восстановление средней перфузии (М), а также амплитуд вазомоторных, эндотелиальных и пульсовых колебаний. Все показатели ЛДФ-грамм у животных опытной группы в постишемическом периоде находятся в пределах их вариабельности до воспроизведения ишемии. Таблица 4 свидетельствует, что перфузия и амплитуда эндотелиальных и вазомоторных колебаний статистически значимо выше, чем у животных группы сравнения.

Таким образом, впервые установлено, что под влиянием предшествующего ишемии облучения электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц у крыс-самцов в постишемическом периоде происходит полное восстановление перфузии тканей головного мозга.

В качестве примера приводятся данные 2-х крыс-самцов массой 210, 200 г соответственно. Первому была смоделирована 5-минутная ишемия головного мозга с последующей реперфузией, второй подвергся облучению электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц, с последующим воспроизведением 5-минутной ишемии и дальнейшим восстановлением кровотока. Регистрацию ЛДФ-грамм у каждого животного проводили три раза: исходно, во время воспроизведения ишемии и на 120 минуте реперфузии

До ишемии у первого животного показатель перфузии (М) составил 39,02 перф.ед., максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний - 5,82 перф. ед., максимальная амплитуда вазомоторных колебаний - 4,2 перф. ед., максимальная амплитуда дыхательных колебаний - 1,64 перф. ед., максимальная амплитуда пульсовых колебаний - 0,43 перф. ед. У второго животного (подвергся облучению электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц) показатель перфузии (М) составил 41,32 перф.ед, максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний - 6,74 перф. ед., максимальная амплитуда вазомоторных колебаний - 4,94 перф. ед., максимальная амплитуда дыхательных колебаний - 1,4 перф. ед., максимальная амплитуда пульсовых колебаний - 0,67 перф. ед.

Во время ишемии у первого животного показатель перфузии (М) составил 17,01 перф. ед, максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний - 2,40 перф. ед., максимальная амплитуда вазомоторных колебаний - 1,74 перф. ед., максимальная амплитуда дыхательных колебаний - 0,74 перф. ед., максимальная амплитуда пульсовых колебаний - 0,27 перф. ед. У второго животного показатель перфузии (М) составил 18,02 перф.ед, максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний - 2,73 перф. ед., максимальная амплитуда вазомоторных колебаний - 1,87 перф. ед., максимальная амплитуда дыхательных колебаний - 0,57 перф. ед., максимальная амплитуда пульсовых колебаний - 0,35 перф. ед.

После ишемии у первого животного показатель перфузии (М) составил 23,38 перф.ед, максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний - 2,91 перф. ед., максимальная амплитуда вазомоторных колебаний - 2,07 перф. ед., максимальная амплитуда дыхательных колебаний - 0,76 перф. ед., максимальная амплитуда пульсовых колебаний - 0,38 перф. ед. У второго животного (подвергся облучению электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц) показатель перфузии (М) составил 45,23 перф.ед, максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний - 6,11 перф. ед., максимальная амплитуда вазомоторных колебаний - 3,28 перф. ед., максимальная амплитуда дыхательных колебаний - 1,4 перф. ед., максимальная амплитуда пульсовых колебаний - 0,8 перф. ед.

Таким образом, впервые показано протективное действие электромагнитных волн на частотах МСИП оксида азота (150,176-150,664 ГГц) на эндотелий сосудов микроциркуляторного русла головного мозга крыс-самцов при острой экспериментальной ишемии.

Приложение

Влияние облучения электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176…150,664 ГГц на микроциркуляцию во фронтальных областях коры у крыс-самцов до ишемии.

Таблица 1 Показатели Группа
Сравнения Группа
Опытная М 40,845 (36.02;43,88) 42.12 (37.31;45.14) Z₁=0.79 p₁=0.427356 Эндотелиальные колебания 6,27 (4,84;8,74) 7,99 (6,35;10,1) Z₁=0.98 p₁=0.325752 Вазомоторные колебания 4,24 (3,59;6,03) 5,24 (4,83;7,33) Z₁=1.21 p₁=0.226477 Дыхательные колебания 1,265 (0,81; 1,72) 1,22 (1,08;1,58) Z₁=0.42 p₁=0.677585 Пульсовые колебания 0,575 (0,37;0,69) 0,665 (0,55;0,74) Z₁=1.06; p₁=0.289919 Z₁, p₁ - по сравнению с группой сравнения.
Примечания: В каждом случае приведены медиана (Me), верхний и нижний квартили (25%;75%) из 10 измерений.

Изменение микроциркуляции во фронтальных областях коры у крыс-самцов в условиях ишемии и реперфузии головного мозга

Таблица 2 Показатели Группа
До ишемии Группа
Ишемия Группа
Реперфузия М 40,845 (36,02;43,88) 16,91(14,08;22,31)
Z₁=3.77; p₁=0.000157. 25,325 (21,38;27,25) Z₁=3.77; Z₂=2.26; p₁=0.000157; p₂=0.023343 Эндотелиальные колебания 6,27 (4,84;8,74) 2,415 (1,37;3,55) Z₁=3.32; p₁=0.000881. 2,885 (2,28;5,03) Z₁=3.02; Z₂=1.05; p₁=0.002497; p2=0.289919. Вазомоторные колебания 4,24 (3,59;6,03) 1,825 (1,29;2,38) Z₁=3.55; р₁=0.000381. 1,99 (1,39;3,05)
Z₁=3.32; Z₂=0.37; p₁=0.000881; p₂=0.705457. Дыхательные колебания 1,265 (0.81; 1,72) 0,645 (0,45; 1,26)
Z₁=1.88; p₁=0.058783. 0,805 (0,53;1,1) Z₁=1.96; Z₂=0.64; p₁=0.049367; p₂=0.520523. Пульсовые колебания 0,575 (0,37;0,69) 0,23 (0,21;0,32) Z₁=3.59; p₁=0.000330. 0,345 (0,23;0,46) Z₁=2.45; Z₂=1.39; p₁=0.014020; p₂=0.161973. Примечания: В каждом случае приведены медиана (Me), верхний и нижний квартили (25%;75%) из 10 измерений. Z₁, p₁ - по сравнению с группой крыс-самцов до ишемии; Z₂, p₂ - по сравнению с группой животных с ишемией головного мозга.

Изменение микроциркуляции во фронтальных областях коры у крыс-самцов в условиях ишемии и реперфузии головного мозга под влиянием облучения электромагнитными волнами частотах МСИП оксида азота 150,176…150,664 ГГц

Таблица 3 Показатели Группа
До ишемии Группа
Ишемия Группа
Реперфузия М 42.12 (37.31;45.14) 20,27 (16,21;25,32) Z₁=3.77; p₁=0.000157. 40,35 (39,54;46,16) Z₁=0.30; Z₂=3.77; p₁=0.762369; p₂=0.000157. Эндотелиальные колебания 7,99 (6,35;10,1) 3,17 (2,21;5,68) Z₁=2.61; p₁=0.009109. 5,11 (3,96;8.27) Z₁=0.91; Z₂=2.11; p₁=0.364347; p₂=0.034294. Вазомоторные колебания 5,24 (4,83;7.33) 2,48 (1,58;3,35) Z₁=2.19; p₁=0.028366. 4,18 (2,59;5,34) Z₁=0.60; Z₂=2.04; p₁=0.545350; p₂=0.041251. Дыхательные колебания 1,22 (1,08;1,58) 0,95 (0,48; 1,42) Z₁=0.98; p1=0.325752. 1,75 (0,95;1,93) Z₁=1.13; Z₂=1.47; p₁=0.256840; p₂=0.140466. Пульсовые колебания 0,665 (0,55;0,74) 0,24 (0,13;0,48) Z₁=2.11; р₁=0.034294. 0,67 (0,43; 1,06) Z₁=0.98; Z₂=2.79; p₁=0.325752; p₂=0.005159. Примечания: В каждом случае приведены медиана (Me), верхний и нижний квартили (25%;75%) из 10 измерений. Z₁, p₁ - по сравнению с группой крыс-самцов до ишемии; Z₂, p₂ - по сравнению с группой животных с ишемией головного мозга.

Влияние облучения электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176…150,664 ГГц на микроциркуляцию во фронтальных областях коры у крыс-самцов во время ишемии.

Таблица 4 Показатели Группа
Сравнения Группа
Опытная М 16,91 (14,08;22,31) 20,27 (16,21;25,32) Z₁=1.29 p₁=0.198766 Эндотелиальные колебания 2,415 (1,37;3,55) 3,17 (2,21;5,68) Z₁=1.24; p₁=0.212295 Вазомоторные колебания 1,825 (1,29;2,38) 2,48 (1,58;3,35) Z₁=0.98 p₁=0.325752 Дыхательные колебания 0,645 (0,45,1,26) 0,95 (0,48;1,42) Z₁=0.72 p₁=0.472676 Пульсовые колебания 0,23 (0,21;0,32) 0,24 (0,13;0,48) Z₁=0.26 p₁=0.791337 Z₁, p₁ - по сравнению с группой сравнения. Примечания: В каждом случае приведены медиана (Me), верхний и нижний квартили (25%;75%) из 10 измерений.

Влияние облучения электромагнитными волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176…150,664 ГГц на микроциркуляцию во фронтальных областях коры у крыс-самцов на 120 минуте реперфузии.

Таблица 5 Показатели Группа
Сравнения Группа
Опытная М 25,325 (21,38;27,25) 40,35 (39,54;46,16) Z₁=3.55 p₁=0.000381 Эндотелиальные колебания 2,885 (2,28;5,03) 5,11 (3,96;8,27) Z₁=2.34 p₁=0.019111 Вазомоторные колебания 1,99 (1,39;3,05) 4.18 (2,59;5,34) Z₁=2.34 p₁=0.019111 Дыхательные колебания 0,805 (0,53;1,1) 1.75 (0,95;1,93) Z₁=2.00 р₁=0.045155 Пульсовые колебания 0,345 (0,23;0,46) 0,67 (0,43; 1,06) Z₁=2.49 p₁=0.012612 Z₁, p₁ - по сравнению с группой сравнения.
Примечания: В каждом случае приведены медиана (Me), верхний и нижний квартили (25%;75%) из 10 измерений.

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной ангионеврологии. Способ включает воздействие на область мечевидного отростка грудины в условиях экспериментальной ишемии головного мозга. Воздействуют на область мечевидного отростка грудины. Воздействие проводят электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц. Воздействуют плотностью мощности 0,2 мВт/см² в течение 30 минут. Способ обеспечивает коррекцию перфузии микроциркуляторного русла головного мозга. 5 табл.

Способ профилактики нарушений перфузии тканей головного мозга в условиях острой экспериментальной ишемии, заключающийся в том, что область мечевидного отростка грудины облучают электромагнитными волнами терагерцевого диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц плотностью мощности 0,2 мВт/см² 30 минут.