Prospective experimental and clinical trends of neuroprotection in ischemic stroke

Full Text

Системная тромболитическая терапия путем внутривенного введения рекомбинантного тканевого активатора плазминогена - алтеплазы (rtPA) в течение первых 4,5 ч от появления первых симптомов ишемического инсульта (ИИ) любого патогенетического подтипа или эндоваскулярное вмешательство на крупных экстра- или интракраниальных сосудах в срок не более 6 ч от первых симптомов ИИ, приводящие к реваскуляризации ишемизированной зоны, общепризнанно являются наилучшими стратегическими подходами лечения пациентов с ИИ. К сожалению, реканализация просвета сосуда, в том случае если она получена, далеко не всегда сопутствует успеху в лечении, в одних случаях - вследствие позднего проведения реперфузионных мероприятий, в других - в связи с реокклюзией, геморрагической трансформацией или нарушением кровотока дистальней тромба [1-3]. Все это приводит к тому, что вопросы нейропротекции в условиях ишемии и гипоксии по-прежнему интересуют как неврологов-исследователей, так и практических врачей. В последние годы разработано большое количество нейропротективных средств, направленных на разные молекулярные мишени ишемического каскада (рис. 1). Рис. 1. Схематическое изображение нейроваскулярной единицы (по Y.Wang и соавт. [9], с изменениями). Несмотря на то что эти вещества показали достаточную эффективность в экспериментальных исследованиях, большинство из них не смогли довести до клинического использования. Имеется ряд потенциальных объяснений таких неудач: во-первых, существуют значительные различия строения головного мозга (ГМ), его метаболизма и кровообращения человека и животных, что не позволяет в эксперименте создать достаточно правильную модель; во-вторых, эффективность ряда нейропротекторов исследовалась изолированно, вне комплекса других лекарственных воздействий, чего не бывает на практике; в-третьих, большой круг реакций, обозначаемый как ишемический каскад, возникает на ранней стадии ИИ, а к тому времени, когда пациент попадает к врачу, многие из них уже заканчиваются; в-четвертых, дозы нейропротективных препаратов зачастую оказываются недостаточны в связи с затруднением поступления их в таргетные точки; в частности - зону «ишемической полутени»; в-пятых, оценка эффективности нейропротекторов в эксперименте в основном зависит от объема инфаркта мозга, в то время как в клинических условиях большее значение имеет выраженность очагового и когнитивного дефекта; наконец, в-шестых, методологически экспериментальные исследования нейропротекторов несовершенны [4, 5]. Сама по себе тромболитическая терапия rtPA также имеет некоторые механизмы неблагоприятного влияния на мозг. Проведение тромболизиса увеличивает проницаемость гематоэнцефалического барьера в результате повреждения нейроваскулярных единиц (функциональное образование, включающее сосуды микроваскулярного русла, нейроны, аксоны, перициты, астроциты, микроглию, олигодендроциты, другие поддерживающие клетки) в результате высвобождения цитокинов, активации металлопротеаз, а также увеличения глутаматной эксайтотоксичности, что увеличивает тяжесть ишемического повреждения вещества мозга. Именно поэтому сочетание тромболитической терапии и нейропротекции представляется перспективным направлением в лечении ИИ [6, 7] (см. рис. 1). Перспективным направлением в исследованиях нейропротекторов при тромболизисе является попытка увеличения длительности «терапевтического окна», которое в настоящее время ограничено 4,5 ч. Экспериментальные исследования с использованием миноциклина, бортезомиба и некоторых других препаратов позволили отсрочить проведение тромболизиса до 8 ч без развития геморрагической трансформации и увеличения очага инфаркта мозга [8]. Применение нейропротекторов может снизить выраженность реперфузионного повреждения вещества ГМ после тромболизиса. Для оценки эффективности применения блокаторов ионов кальция, антагонистов рецепторов возбуждающих аминокислот и «мусорщиков» свободных радикалов были проведены многочисленные экспериментальные и клинические исследования, и, хотя большинство таких испытаний оказались безрезультатными, тем не менее некоторые препараты действительно могут защитить ткани мозга от ишемического реперфузионного повреждения (рис. 2). Большое внимание сейчас уделяется ростовым факторам. Так, в эксперименте гемопоэтический фактор роста эритропоэтин у крыс, подвергнутых окклюзии средней мозговой артерии, обеспечивал значительное сокращение объема инфаркта мозга, также было отмечено положительное влияние на выраженность неврологического дефицита [9]. Другой гемопоэтический фактор роста, гранулоцитарный колониестимулирующий фактор, в условиях ишемии обладал способностью предотвращать запрограммированную гибель нейронов и стимулировать дифференциацию прогениторных клеток [10]. Перспективным представляется использование в нейропротекции при ИИ фактора роста эндотелия (VEGF - Vascular endothelial growth factor), этот пептид, обладающий ангиогенным действием, оказывает нейропротективный эффект, модулируя экстрацеллюлярный киназный и эндоплазматический сигнальные пути, что в эксперименте снижало зону инфаркта мозга [11]. Наше собственное исследование, посвященное изучению влияния уровня эндотелиальных прогениторных клеток при инсульте, позволило выявить увеличение в крови пациентов в остром периоде ИИ клеток, позитивных по рецептору VEGF (CD117+/VEGFR-2+) в составе гейта СD34+-клеток под воздействием внутривенного введения цитиколина [12]. Приведенные данные свидетельствуют о положительной роли VEGF на выживание нервных клеток в условиях ишемии и позитивное влияние на процессы восстановления нарушенных функций после инсульта. Рис. 2. Ишемический каскад и мишени разных нейропротекторов (по Y.Wang и соавт. [9], с изменениями). Особый интерес и практическую значимость в свете использования ростовых факторов в нейропротекции при ИИ имеет вопрос использования церебролизина. Этот препарат представляет собой комплекс низкомолекулярных нейропептидов (менее 10 кДа) и свободных аминокислот, получаемых из ГМ свиньи, и является средством многоцелевой терапии, действующей на несколько связанных патофизиологических звеньев ишемического каскада. Известно, что церебролизин обладает определенными нейропротективными свойствами: противодействует эксайтотоксичности, предотвращает избыточное образование свободных радикалов в условиях ишемии, подавляет активацию микроглии и вызываемого ею воспаления, снижает активацию апоптоза, подавляя Са+-зависимый кальпаиновый механизм, оказывая эффект фактора роста нервов, способствует спраутингу нейронов и стимулирует нейроногенез [13, 14]. В последние годы особое внимание в изучении нейропротекции уделяется эпигенетическим механизмам, т.е. процессам изменения экспрессии генов или фенотипа нервных клеток, вызванных механизмами, не затрагивающими последовательности ДНК. Эпигенетические изменения сохраняются в ряде митотических делений соматических клеток, а также могут передаваться следующим поколениям. Механизмы, приводящие к эпигенетическим изменениям, включают уже известные метилирование ДНК и деацетилирование гистонов, а также сравнительно новый класс эпигенетических регуляторов - малые некодирующие РНК (микроРНК), которые оказывают влияние на геном сложным и пока не до конца понятным способом, в частности путем посттранскрипционного подавления экспрессии генов. Обнаружено, что микроРНК выступают в качестве регуляторов развития центральной нервной системы, но также модулируют в условиях ишемического или травматического поражения мозга процессы нейроно-, глио-, ангиогенеза, процессы спраутинга и аксонального роста, пластичности синапсов, что определяет выживание нейронов в патологических условиях и включение нейропластичности. Эпигенетические механизмы привлекли значительное внимание исследователей в качестве потенциальных терапевтических мишеней при инсульте, в частности, обнаружено воздействие на эти процессы разных факторов роста, что открывает возможности их лекарственного модулирования препаратами, имеющими такую активность [15]. Данные исследований В крупном многоцентровом рандомизированном исследовании IV фазы Cerebrolysin Acute Stroke Treatment in Asia (CASTA), включившем более 1 тыс. пациентов с ИИ в Китае, Гонконге, Южной Корее и Мьянме, изучалась эффективность внутривенных инфузий 30 мл церебролизина по сравнению с плацебо, начиная с 1-го дня развития инсульта до 10 сут. Достоверного различия между основной и контрольной группами получено не было, что, вероятно, объяснялось преобладанием в исследовании больных с «малым» инсультом, у которых значительное улучшение состояния происходило и без лечения. При анализе подгруппы пациентов со среднетяжелым и тяжелым течением (NIHSS>12 баллов) было отмечено небольшое, но достоверное преимущество у больных основной группы по уровню регресса оценки NIHSS (National Institutes of Health Stroke Scale) и модифицированной шкалы Рэнкина [16]. Полученные данные можно трактовать как положительный результат от применения курсового лечения церебролизином пациентов со среднетяжелым и тяжелым течением инсульта, начиная с первых 12 ч после его развития. Отметим, что довольно большая часть больных с ИИ не получают тромболитическую терапию по разным причинам и поэтому могут стать таргетной группой для церебролизина. Важным с научной и практической точек зрения является вопрос сочетания системной тромболитической терапии и церебролизина в качестве дополнительной нейропротективной терапии. W.Lang и соавт. [17] представили результаты клинического исследования, в которое были включены 119 пациентов с полушарным ИИ, которым проводилась системная тромболитическая терапия rtPA, рандомизированные в две группы: в основной больные получали внутривенные инфузии церебролизина 30 мл в течение 10 дней; в контрольной - плацебо. При анализе результатов лечения по шкале NIHSS было обнаружено, что в группе лиц, получавших церебролизин на 2, 5, 10 и 13-й день исследования, было существенно больше лиц с улучшением на 6 баллов и более, а также имевших оценку 0 или 1 балл, аналогичные данные были получены и по модифицированной шкале Рэнкина. На 90-е сутки показатели шкалы Рэнкина в группах церебролизина и плацебо выравнивались. Полученные данные показали, что в результате применения церебролизина у пациентов, перенесших системную тромболитическую терапию, достижение клинического улучшения (по данным NIHSS и модифицированной шкалы Рэнкина) было достоверно выше к 10-м суткам лечения, что может говорить об ускорении достижения независимости под воздействием терапии церебролизином. Для оценки результативности церебролизина в реабилитационном процессе после инсульта было проведено многоцентровое рандомизированное плацебо-контролируемое исследование Cerebrolysin and Recovery After Stroke (CARS) [18]. Больные были разделены на две группы, в основной (n=104) все пациенты получали внутривенные инфузии церебролизина в течение 21 дня, начиная с 24-72 ч от начала инсульта; в контрольной группе (n=104) - плацебо. В исследование включались пациенты с тяжестью ИИ>9 баллов по шкале NIHSS, поскольку в предшествовавшем исследовании CASTA было продемонстрировано, что у больных со среднетяжелым и тяжелым течением инсульта достигался лучший результат. Для оценки эффективности были использованы тест оценки функции руки (ARAT - Action Research Arm Test) [19], шкала NIHSS, тест Бартел, модифицированная шкала Рэнкина. В результате было выявлено, что церебролизин оказывает положительный эффект на функциональное состояние и общий исход во время ранней реабилитации пациентов после ИИ. Хотя на первый взгляд это исследование не связано с процессами нейропротекции, однако хотим напомнить, что восстановительный процесс в острейшем и остром периодах инсульта протекает на фоне продолжающегося апоптоза нейронов в зоне «ишемической полутени», соответственно, стабилизация состояния пациента и восстановление нарушенных функций не могут происходить без включения нейропротективных механизмов. В наблюдавшейся группе лечения уже с 14-го дня по методу Манна-Уитни были отмечено преимущество у больных, получавших церебролизин, что может косвенно указывать на включение механизмов нейропротекции. Гипогликемизирующие средства в терапии инсульта Сахарный диабет типа 2 является одним из важнейших факторов риска, а гипергликемия существенно ухудшает течение и прогноз восстановления после инсульта. Это определяет постоянный интерес в отношении использования гипогликемизирующих средств в лечении пациентов не только с сахарным диабетом, но и инсультом. Особое внимание при этом уделяется инсулину, естественному белковому веществу, обладающему разными плейотропными эффектами, так, он подавляет синтез провоспалительных цитокинов, что ограничивает пагубное влияние воспаления на ишемизированную ткань ГМ, оказывает антитромботическое действие вследствие подавления ингибитора тканевого активатора плазминогена, сосудорасширяющее воздействие, способствуя активации эндотелиальной синтазы оксида азота (NO). Эти механизмы могут способствовать усилению коллатерального кровотока и повысить эффективность тромболизиса, что способствовало бы уменьшению объема инфаркта мозга и улучшению функционального исхода ИИ [20, 21]. Есть данные о благоприятном влиянии инсулина на энергетический гомеостаз ГМ. На этапе раннего восстановительного периода инсулин оказывает мощный антиапоптотический эффект, активизирует ресинтез миелина, регенерацию нейронов, положительно влияет на нейротрансмиссию и интегративные функции мозга. Все это свидетельствует в пользу исследования эффективности инсулина в качестве нейропротективного средства у больных с инсультом [22, 23]. О потенциальном нейропротективном действии при инсульте другого лекарственного препарата белковой природы с сахароснижающим действием лираглутида сообщили H.Zhu и соавт. [24]. Лираглутид относится к новой группе сахароснижающих средств - инкретиномиметикам. Инкретины - гормоны, которые секретируются клетками тонкого кишечника в ответ на прием пищи и стимулируют секрецию инсулина, сейчас выделены два таких гормона - глюкагоноподобный полипептид и глюкозозависимый инсулинотропный полипептид. Лираглутид, белковая молекула, синтетический аналог человеческого глюкагоноподобного полипептида. В эксперименте авторы обнаружили, что лираглутид достоверно уменьшал объем инфаркта мозга и выраженность неврологического дефицита при окклюзии средней мозговой артерии у крыс, предупреждая при этом развитие стрессорной гипергликемии. В исследованиях in vitro и in vivo было обнаружено, что лираглутид улучшал функцию митохондрий в условиях гипоксии, в результате чего происходило снижение активных форм кислорода (O2) и уменьшались процессы апоптоза, вероятно, вследствие модуляции функции ряда киназ. Среди механизмов нейропротекции при ИИ следует обратить внимание на систему коллатерального кровотока, которая в условиях ишемии поддерживает кровоснабжение ишемизированных тканей ГМ вследствие артериальной окклюзии. Состояние коллатерального кровотока весьма вариабельно у разных пациентов, его уровень может влиять на выживание и уровень дееспособности у любого больного с ИИ, в том числе и получающего тромболитическую терапию или после эндоваскулярной реканализации. Возможно, первоначальное воздействие на коллатеральный кровоток с последующим проведением тромболизиса в острейшую фазу ИИ может повысить его эффективность [25, 26]. В настоящее время в эксперименте был осуществлен значительный спектр разных воздействий для увеличения коллатерального кровотока при ишемии мозга, при этом были выявлены различные нежелательные явления: при индуцированной артериальной гипертензии - геморрагическая трансформация, сердечная аритмия, ишемия миокарда; при гемодилюции растворами декстранов или оксиэтилированного крахмала - анафилактическая реакция, отек легких, дисфункция тромбоцитов; при введении альбумина - отек легких, аллергические реакции; при использовании положения Тренделенбурга - увеличение внутричерепного венозного давления; при применении ацетазоламина - нарастание метаболического ацидоза. Стимуляция крылонебного ганглия и частичная окклюзия нисходящего отдела дуги аорты - это хирургические процедуры, имеющие свои противопоказания и определенный риск. Таким образом, несмотря на разнообразие подходов, пока ни один из них не занял места в рутинной терапии пациентов с инсультом [27]. Заканчивая этот небольшой обзор исследований, посвященных нейропротекции при ИИ, хотим подытожить, что в последнее время интерес от простых молекул, имеющих элементарные механизмы действия путем активации или, наоборот, блокады тех или иных рецепторов или биохимических реакций переходит к исследованиям сложных белковых молекул, имеющих мультимодальное воздействие, в результате чего меняются многие процессы метаболизма и жизнедеятельности нейронов, нейроглии и сосудов микроваскулярного русла. Эти исследования идут на базе теории функционирования нейроваскулярной единицы. Все это открывает перспективы не только для новых клинических исследований, но и применения известных лекарственных веществ, у которых обнаруживаются новые фармакологические свойства.

About the authors

S. V Kotov

M.F.Vladimirskiy Moscow regional research clinical institute

Email: kotovsv@yandex.ru
129110, Russian Federation, Moscow, ul. Shchepkina, d. 61/2

E. V Isakova

M.F.Vladimirskiy Moscow regional research clinical institute

Email: isakovael@mail.ru
129110, Russian Federation, Moscow, ul. Shchepkina, d. 61/2

O. P Sidorova

M.F.Vladimirskiy Moscow regional research clinical institute

Email: sidorovaop2008@rambler.ru
129110, Russian Federation, Moscow, ul. Shchepkina, d. 61/2

Yu. A Belova

M.F.Vladimirskiy Moscow regional research clinical institute

Email: juliannabelova@mail.ru
129110, Russian Federation, Moscow, ul. Shchepkina, d. 61/2

References

Supplementary files