Международный неврологический журнал 4(26) 2009

Актуальность проблемы

Заболеваемость церебральным ишемическим инсультом (ИИ) растет, что определяет его социальную и медицинскую значимость. В результате ИИ наблюдаются высокая смертность и инвалидизация, ограниченные возможности восстановления нарушенных функций, трудоспособности.

Экспериментальными исследованиями показано, что клетки РС-12, предрасположенные к апоптозу в зависимости от гипоксии, подвержены апоптозу в связи с увеличением уровня церамидов. По мнению T. Yoshimoto [9], гипоксия, наблюдаемая при ишемическом инсульте, приводит к увеличению внутриклеточного содержания церамидов, что связано с активацией нейтральной Mg2+-зависимой сфингомиелиназы (СФМаза). В патогенезе ИИ важная роль принадлежит недостатку оксигенации тканей головного мозга [3, 5]. В связи с этим определенное клиническое значение приобретают исследования молекулярных механизмов развития недостаточности функционирования головного мозга и схемы патогенетически обоснованной терапии.

Вместе с этим установлена взаимосвязь фосфатидилхолина (ФХ) с обменом сфингомиелина (СФМ) и развитием апоптоза [8, 11]. В культуре клеток РK-22, выращенных без холина, ускорялся апоптоз. В клетках обнаружено снижение содержания ФХ и концентрации СФМ. Одновременно обнаружено увеличение уровня церамидов [8]. В сериях исследований с недостатком холина в питательной среде культивируемых клеток был введен ингибитор фермента caspase, в результате чего обнаружено восстановление уровня ФХ, СФМ, церамидов и диацилглицерола до нормального.

Целью настоящего исследования явилось изучение взаимосвязи обмена ФХ и сфингомиелинового цикла при экспериментальном ИИ в тканях головного мозга.

Материалы и методы исследования

Работа проведена на крысах-самцах весом 200–220 г, находящихся на стандартном рационе вивария. Модель нарушения мозгового кровообращения воспроизводилась путем временного клипирования правого ствола безымянной артерии. Затем клипсу устраняли и ушивали рану. Оперативное вмешательство проводили с применением эфирного наркоза [6]. Группу контроля составили животные, которые не подвергались никаким вмешательствам. Для исключения влияния суточных ритмов декапитацию животных проводили в одно и то же время суток (утром в 9–10 часов). Экстракцию липидов из ткани мозга проводили по методу Блайя — Дайера в модификации Кейтца [4]. Разделение фосфолипидов (ФЛ) проводили методом тонкослойной хроматографии на стеклянных пластинках размером 20 × 20 см с закрепленным слоем силикагеля (толщиной 250 мкм, средний размер частиц 2–25 мкм, диаметр пор 60 А0, Silufol, Чехия). Хромотографию ФЛ проводили в системе растворителей хлороформ : метанол : ледяная уксусная кислота : вода (25 : 15 : 4 : 2). Липидные пятна идентифицировали в йодной камере с нанесением «свидетелей» соответствующих фракций ФЛ. Исследования проведены на 1, 7 и 14-е сутки после операции. Ткань мозга крыс на участке ишемии была гомогенизирована в растворе KCl 0,125 М в термостатируемой комнате при температуре +2 °С. Для морфологического подтверждения ИИ кусочки мозга были фиксированы в 12% растворе формалина для исследования гистологическим светооптическим методом.

Результаты и обсуждение

При экспериментальном ИИ в тканях головного мозга в динамике наблюдалось снижение ФХ-фракции ФЛ на всем протяжении исследования, что связано с уменьшением суммарного количества ФЛ, наблюдаемым в 1-е сутки. В последующие сроки (7–14-е сутки) суммарное количество ФЛ возвращалось к исходному уровню. В 1-е сутки отмечалось и снижение суммарного количества СФМ. Синхронно отмечалось повышение активности нейтральной (на 34 %) и кислой (на 21,6 %) сфингомиелиназ относительно исходного уровня. В последующие сроки исследования отмечалось значительное снижение активности н-СФМазы и к-СФМазы, причем более выражено — ингибирование кислой фракции фермента. Вместе с этим отмечалось снижение суммарного количества цереброзидов при пересчете как на 1 г ткани, так на 1 мг галактозы ткани (табл. 1).

В патогенезе многих заболеваний ведущими механизмами являются высокая концентрация церамидов, нарушение регуляции и ингибирование их синтеза [11]. Путь короткой передачи информации жизненно важен в передаче сигналов внутри клетки, в которой церамиды и СФМ-цикл играют центральную роль. Поддержка и регуляция постоянного уровня церамидов имеет важное значение в предотвращении многих нейродегенеративных заболеваний, в том числе болезни Паркинсона и Альцгеймера [10]. Церамид, будучи продуктом реакции гидролиза СФМазы, является предвестником апоптоза для многих типов клеток, включая нейроциты. Множество внеклеточных агентов и активаторов фактора некроза опухоли приводит к активации СФМазы, которая воздействует на мембраны и образует церамид [11].

Ишемия, наблюдаемая при экспериментальном ИИ, сопровождается недостаточной поставкой кислорода, глюкозы и других метаболитов [2, 3]. Длительная ишемия приводит к смерти клеток [1]. По мнению ряда авторов [5], гипоксия или вынужденная (по причине ишемии) смерть клетки включает апоптоз. В работах J. Yang, L.K. Klaidman и H. Friberg [8, 11] показана связь накопления церамидов и активации Mg²⁺-зависимой СФМазы при стационарной активности кислой СФМазы. Отмеченные изменения совпадают с полученными нами в ранние сроки ИИ данными. Вероятным механизмом нейродегенеративных процессов, наблюдаемых при ИИ в тканях головного мозга, является недостаточность антиоксидантной системы [2, 3]. Активные формы кислорода образуются при митохондриальном окислении нормальных клеток [5, 7]. Супероксиддисмутаза преобразует супероксид в перекись водорода, далее расщепляемую каталазой. Реактивные формы кислорода активируют протеинкиназу В, а также повреждают ДНК и способствуют накоплению церамидов путем активации н-СФМазы [7, 8]. Накопление церамидов является фактором, приводящим к апоптозу и дегенеративным процессам в нейроцитах [5, 8].

Выводы

В тканях головного мозга при экспериментальном ИИ обнаружено снижение суммарного количества фосфолипидов, что связано с уменьшением фракции ФХ; отмечено достоверное повышение активности сфингомиелиназ тканей головного мозга на 1-е сутки эксперимента, с последующим значительным ее снижением в динамике экспериментального ИИ.

Во все сроки экспериментального ИИ в тканях головного мозга обнаружено значительное уменьшение цереброзидов при стационарном содержании СФМ.