Патофизиологические механизмы ишемии головного мозга
Резидент КазНМУ им. С.Д. Асфендиярова Гасанов А.
Основные звенья патогенеза церебральной ишемии:
• снижение энергопродукции
• угнетение аэробного пути утилизации глюкозы
• активация анаэробного пути утилизации глюкозы
• нарушение активного транспорта различных ионов через мембраны с раскрытием агонист-зависимых Са2+-каналов и увеличением концентрации свободного цитозольного кальция в нейроне
• отклонения в функции эксайтотоксических медиаторов возбуждения
Тяжесть гипоксического повреждения головного мозга (ГМ) определяется многими факторами, в том числе:
• кислотно-основным состоянием крови
• напряжением газов крови
Отсутствие в клетке кислорода - конечного акцептора электронов - полностью тормозит активность окислительно-восстановительных процессов в дыхательной цепи, приводя к естественному в этих условиях падению синтеза АТФ. При снижении доставки кислорода в ткани при их ишемии скорость движения электронов по цепи передатчиков снижается.
• в нормальных условиях скорость тканевого дыхания контролируется концентрацией АДФ (чем она выше, тем больше скорость)
• при ишемии фактором, лимитирующим энергетический обмен, становится кислород (чем ниже его содержание, тем меньше скорость дыхания)
Недостаточность аэробного окисления активирует гликолиз и ведет к гиперпродукции молочной кислоты. Однако анаэробный гликолиз не компенсирует потребности клетки в макроэргах, замыкая порочный круг энергетического дефицита.
Избыточное образование ионов Н+ происходит вследствие накопления недоокисленных продуктов углеводного и липидного обмена, гидролиза АТФ и других макроэргических соединений в результате восстановления НАД и НАДФ до НАД-Н и НАДФ-Н, а также под воздействием прочих факторов, снижающих утилизацию ионов Н+ из-за снижения синтеза АТФ. Кроме того, избыток водородных ионов тормозит гликолиз за счет ингибирования ключевых ферментов, в том числе глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы, и ведет к необратимому энергетическому дефициту.
Резкое снижение рН крови в раннем постишемическом периоде является неблагоприятным прогностическим признаком.
Ацидоз:
• угнетает метаболические процессы
• угнетает ионный транспорт
• приводит к внутриклеточному накоплению свободных ионов Са2+
• приводит к запуску реакций глутамат-кальциевого каскада
• приводит к развитию клеточного отека
• оказывает непосредственное цитотоксическое воздействие, изменяя физико-химические свойства мембран нейронов и сосудистого эндотелия
На фоне повышенной кислотности среды происходят:
•ускоренное образование продуктов перикисного окисления липидов (ПОЛ) и
•ктивация оксидантного стресса - универсального механизма повреждения тканей организма, относящегося к типовым патологическим состояниям
Источниками активных форм кислорода при ишемии служат:
•гипоксантин, образующийся при деградации АТФ в условиях падения рН и являющийся субстратом для ксантиноксидазы
•восстановленные ионы Fe2+
•высвобожденный из митохондрий цитохром С