Защита мозга от ишемии Патофизиология ишемии мозга

Из-за высокой потребности в кислороде и глюкозе мозг чрезвычайно чувствителен к ишемии. Наруше­ние перфузии мозга, гипогликемия и гипоксия бы­стро вызывают повреждение нейронов; снижение перфузии, помимо того, приводит к накоплению токсических продуктов обмена. Если PaO₂, MK и уровень глюкозы в крови не нормализуются в те­чение 3-8 мин, то запасы АТФ истощаются и на­ступает необратимое повреждение мозга. Внутри­клеточная концентрация K⁺ снижается, Na⁺-повышается (см. также гл. 19). Особенно важно увеличение внутриклеточной концентрации Ca²⁺, которое осуществляется в результате следующих процессов: (1) АТФ-зависимая помпа из-за недо­статка кислорода и глюкозы не способна переме­щать ионы кальция из цитозоля наружу или во внутриклеточные цистерны; (2) внутриклеточная концентрация Na⁺увеличивается (гл. 19); (3) про­исходит выброс возбуждающего нейротрансмитте-ра глутамата (гл. 18).

Устойчивое увеличение внутриклеточной кон­центрации Ca²⁺ активирует липазы и протеазы, что влечет за собой структурное повреждение нейро­нов. Повышение концентрации свободных жир­ных кислот наряду с высокой активностью цикло-оксигеназы и липоксигеназы приводит к образова­нию простагландинов и лейкотриенов — мощных медиаторов клеточного повреждения. Накопление токсичных продуктов обмена, таких как молочная кислота, вызывает дальнейшее повреждение ней­ронов и затрудняет регенерацию. Наконец, при ре-перфузии в участках ишемии происходит допол­нительное повреждение тканей за счет образова­ния свободных радикалов.

Стратегии защиты мозга

Выделяют очаговую (неполную) и тотальную (полную) ишемию мозга. Правда, такое разделе­ние несколько искусственно, потому что главное значение имеет тяжесть ишемии, а не механизм ее развития, однако эта классификация полезна с клинической точки зрения. Тотальная ишемия мозгавозникает при остановке кровообращения (из-за болезни сердечно-сосудистой системы или во время кардиохирургических операций с искус­ственным кровообращением, гл. 21) и при тяжелой

гипоксии (при дыхательной недостаточности, утоплении, асфиксии, анестезиологических ос­ложнениях). К очаговой ишемии мозгаприводят инсульт (ишемический и геморрагический) и трав­ма мозга (закрытая ЧМТ, проникающая ЧМТ и хирургическая травма).

В некоторых случаях удается нормализовать функцию системы кровообращения, внешнее ды­хание и кислородную емкость крови, восстановить просвет сосуда при окклюзии; эти мероприятия помогают возобновить перфузию и окигенацию мозга. Вокруг очага ишемии с необратимыми структурными нарушениями, в зоне пограничного кровотока (< 15 мл/ 100 г/мин), существует жиз­неспособная область функционального поврежде­ния. При быстрой нормализации перфузии функ­ция нейронов в этой зоне может быстро восстано­виться, поэтому ее называют "ишемическая пенум-бра" ("пенумбра" в переводе с греч. означает "полу­тень" — Прим. перев.).

С практической точки зрения меры по профи­лактике и лечению тотальной и очаговой ишемии мозга фактически не различаются. В обоих случа­ях необходимо увеличить ЦПД, снизить метаболи­ческие потребности мозга, блокировать действие медиаторов повреждения нейронов. Стратегией выбора является профилактика, потому что при состоявшейся ишемии защита мозга менее эффек­тивна.

Гипотермия

Гипотермия — наиболее эффективный метод за­шиты мозга от тотальной или очаговой ишемии. Глубокая гипотермия при полной остановке кро­вообращения в течение 1 ч во время кардиохирур-гических операций позволяет избежать поврежде­ния ЦНС (гл. 21). В отличие от анестетиков гипотермия не только подавляет биоэлектричес­кую активность мозга, но и уменьшает базальные метаболические потребности мозга; иными слова­ми, даже после появления изолинии на ЭЭГ мета­болические потребности мозга продолжают сни­жаться. Умеренная гипотермия (до 33-35 ⁰C) также защищает мозг от ишемии и, в отличие от глубокой, сопровождается меньшим числом по­бочных эффектов (гл. 6).

Анестетики

Барбитураты, этомидат, пропофол и изофлюран угнетают биоэлектрическую активность мозга вплоть до появления изолинии на ЭЭГ, но, к сожа­лению, не влияют на базальные метаболические потребности мозга. Все вышеперечисленные ане-

стетики, за исключением барбитуратов, подавляют метаболизм в различных отделах мозга неравно­мерно. Барбитураты, кроме того, увеличивают регионарный MK в участках ишемии, блокируют натриевые каналы, уменьшают отек мозга и по­ступление кальция в нейроны, устраняют puipi сни­жают образование свободных радикалов.

Исследования на животных и людях показали, что барбитураты защищают мозг при очаговой, но не при тотальной ишемии. Хотя в ряде опытов на животных продемонстрировано, что этомрадат, пропофол и, возможно, изофлюран позволяют предупредрпъ ишемию, результаты исследований носят противоречивый характер, а клинический опыт использования этих препаратов ограничен. Кетамин, теоретически, может предотвратить не­благоприятное воздействие на мозг глутамата, блокируя его связыванр!е с NMDA-рецепторами (NMDA — это N-метил-В-аспартат; гл. 18), однако данные, полученные после применения этого пре­парата на животных, также весьма спорны.

Ни один анестетик не способен защитить мозг от тотальной ишемии.