1.2. Церебральная ишемия

Церебральная ишемия (ишемический инсульт) – это острое нарушение мозгового кровообращения с последующим повреждением ткани мозга и нарушением его функций, а затем и гибелью участка мозга (мозговым инфарктом). Причинами могут быть тромбоз или эмболия (закупорка артерий), приводящие к уменьшению поступления кислорода и глюкозы из кровеносного русла к клеткам нервной ткани, что нарушает протекание окислительно-восстановительных процессов (и как следствие - всех остальных процессов) в них. На это сразу же реагируют клеточные структуры. В свою очередь на изменение внутриклеточных процессов реагирует клеточное ядро, и начинается экспрессия генов, обеспечивающих синтез веществ, участвующих в процессах как разрушения, так и восстановления.

1.2.1. Реакция тканей на снижение уровня кровотока

Оптимальным уровнем кровотока является 50 - 60 мл на 100 г мозгового вещества в минуту. При более низкой скорости наблюдаются следующие нарушения обменных процессов в нервной ткани:

- при кровотоке ниже 50 - 55 мл на 100 г/ мин. в условиях снижения скорости окислительно-восстановительных процессов (вследствие недостатка кислорода и глюкозы, поступающих с кровотоком) происходит резкое падение уровня аденозинтрифосфата (АТФ). Вследствие этого, в частности, происходит общее торможение синтеза белков в нейронах. Наблюдается избирательная экспрессия определённых генов [31];

- при снижении кровотока до 35 мл на 100 г/мин. и ниже в условиях недостатка кислорода происходит активация анаэробного гликолиза (образуется всего 2 молекулы АТФ за один оборот фермента), повышение концентрации молочной кислоты (лактат-ацидоз), цитотоксический отёк;

- в условиях снижения уровня АТФ отмечается дисфункция ионных каналов активного транспорта, деполяризация мембран, выброс возбуждающих нейротрансмиттеров, в частности глутаминовой кислоты;

- при прогрессирующем снижении кровотока наблюдается недостаточность нейрональной электрической активности [32];

- в условиях того же дефицита АТФ (вследствие замедления окислительно-восстановительных процессов) проявляется прогрессирующая недостаточность энергетически зависимых ионных насосов, которые сохраняют относительное постоянство внутриклеточной среды;

- в условиях снижения кровотока до 10 - 15 мл на 100 г вещества в минуту начинается неконтролируемое проникновение ионов через клеточную мембрану нейрона; идёт каскад разрушительных внутриклеточных процессов. Через некоторое время происходит гибель нейронов [33]. До запуска этой стадии нейроны остаются жизнеспособными и могут восстановить свои функции в случае восстановления кровоснабжения.

В первые несколько часов ядро ишемии окружено ещё живой тканью (так называемая "ишемической полутень", или "пенумбра"), в которой наблюдаются функциональные изменения, но структурные изменения пока отсутствуют [34], [35]. Кровоснабжение здесь ниже уровня, необходимого для нормального функционирования, но выше критического порога необратимых изменений. Гибель клеток в зоне "полутени" приводит к расширению области инфаркта. Именно эта зона является основной "мишенью" при лечении ишемического инсульта в первые часы заболевания (предпочтительно первые 3 - 6 часов). Длительность существования зоны ишемической полутени индивидуальна и зависит от метаболизма мозга и состояния нейроэндокринной и иммунной систем, в среднем это около 50 часов [36], [37], [38], [39], [40], [41], [42], [43].

Процессы при ишемии сопровождаются развитием отёка мозга. Он развивается через несколько минут после развития локальной ишемии. Причина - нарушение функционирования мембранных белков, неконтролируемое проникновение ионов через мембраны клеток, вслед за которыми проникает и вода. В свою очередь данное состояние возникает вследствие недостатка АТФ и соответственно энергетических возможностей для поддержания гомеостаза. Сначала развивается цитотоксический (внутриклеточный) отёк, а затем, по причине гибели клеток гематоэнцефалического барьера, и внеклеточный, сопровождаемый накоплением в зоне повреждения продуктов анаэробного гликолиза [44], [45], [46], [47]. С повреждением гематоэнцефалического барьера в ткани мозга проникают лейкоциты, вызывающие в том числе гибель здоровых клеток нервной ткани [48], [49]. При этом увеличивается объём мозга, повышается внутричерепное давление. Это может повлечь за собой смещение частей головного мозга друг относительно друга. Смерть больных часто происходит по причине сдавления нижних отделов продолговатого мозга [50].