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 мозга

возникает 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 мозга

приводят 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 анестетики, 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.