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 ане-

стетики, 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.

Исследования на животных и людях показали, что барбитураты защищают мозг при очаговой, но не при тотальной ишемии. Хотя в ряде опытов на животных продемонстрировано, что этомрадат, пропофол и, возможно, изофлюран позволяют предупредрпъ ишемию, результаты исследований носят противоречивый характер, а клинический опыт использования этих препаратов ограничен. Кетамин, теоретически, может предотвратить не­благоприятное воздействие на мозг глутамата, блокируя его связыванр!е с NMDA-рецепторами (NMDA — это N-метил-В-аспартат; гл. 18), однако данные, полученные после применения этого пре­парата на животных, также весьма спорны.

Ни один анестетик не способен защитить мозг от тотальной ишемии.

Антиишемические средства

Антагонисты кальция нимодипин и никардипин уменьшают неврологическое повреждение при геморрагическом и ишемическом инсультах. Оба препарата расширяют сосуды головного мозга; к сожалению, в некоторых исследованиях зарегист­рировано увеличение MK, но не улучшение невро­логического исхода. Назначение метилпреднизо-лона не позднее чем через 8 ч после травмы спинного мозга уменьшает неврологический дефр!-цит. Новый неглюкокортргкоидный стероид тири-лазад улучшает неврологаческий исход после субарахонорщального кровоизлияния. Акадезин, модулятор аденозина, снижает риск развития ршсульта после коронарного шунтированрш. Бла­гоприятное влияние могут оказывать и другие препараты: магнрш, дексмедетомидин (а₂-адреноб-локатор, параллельно воздействующий HaNMDA-рецепторы), декстрометорфан (неконкурентный блокатор NMDA-рецепторов), NBQX (блокатор АМРА-рецепторов; AMPA — а-амино-3-гидрокси-5-метил-4-изоксазолепропионовая кислота) и ви­тамин E (антиоксидант).

Общие мероприятия

Наибольшее значение имеет поддержание доста­точно высокого ЦПД. АД должно быть нормаль­ным или немного увеличенным; нельзя допускать затруднения венозного оттока от мозга и повыше-

ния ВЧД. Оптимальная кислородная емкость кро­ви достигается при гематокрите 30-34 % и нор­мальном PaO₂. Гипергликемия усиливает повреж­дение нейронов при очаговой и тотальной ишемии мозга; и хотя эта зависимость может быть вторич­ным феноменом, следует тем не менее избегать чрезмерной гипергликемии (> 250 мг/100 мл, или > 13,75 ммоль/л). Необходимо поддерживать нор­мальное PaCO₂, потому что при ишемии головного мозга и гипо-, и гиперкапния чреваты осложнени­ями: при гипокапнии возникает вазоконстрикция мозговых сосудов, усугубляющая ишемию, а ги­перкапния вызывает феномен обкрадывания моз­гового кровообращения (в случае очаговой ише­мии) и способствует внутриклеточному ацидозу.

Влияние анестезии

На электрофизиологический

Мониторинг

Электрофизиологический мониторинг позволяет оценить функциональную целостность ЦНС. В нейрохирургии чаще всего применяют электро­энцефалографию и вызванные потенциалы. Точ­ность мониторинга зависит от исследуемой анато­мической области и влияния анестезии. Оба вида мониторинга описаны в гл. 6.

Влияние анестетиков на ЭЭГ и вызванные потенциалы суммировано'в табл. 25-2 и 25-3. Пра­вильная интерпретация результатов требует введе­ния поправок на глубину анестезии, дозу отдель­ных анестетиков, АД, температуру тела, PaO₂ и Pa-CO₂. Замедление ритма на ЭЭГ при сочетании поверхностной анестезии и выраженной хирурги­ческой ретракции с относительной артериальной

ТАБЛИЦА 25-2. Влияние анестезии на ЭЭГ

Активация	Депрессия
Ингаляционные анесте-	Ингаляционные анестети-
тики (субанестетичес-	ки (1-2 МАК)
кие дозы)
Барбитураты	Барбитураты
(низкие дозы)
Бензодиазепины	Опиоиды
(низкие дозы)
Этомидат (низкие дозы)	Пропофол
Закись азота	Этомидат
Кетамин	Гипокапния
Умеренная гиперкапния	Значительная гипер-
	капния
Сенсорная стимуляция	Гипотермия
Гипоксия (ранняя фаза)	Гипоксия (поздняя фаза)
	Ишемия

гипотонией имеет большее диагностическое значе­ние, чем при глубокой анестезии без хирургической стимуляции. (В первом случае изменения на ЭЭГ указывают на ишемию мозга, во втором — на глубо­кий уровень анестезии. — Прим. перев.) Вне зависи­мости от вида мониторинга, необходимо осуществ­лять регистрацию с обеих сторон (для сравнения), а также отмечать этапы операции и ход анестезии.

Электроэнцефалография

ЭЭГ-мониторинг применяют для оценки перфу-зии мозга при каротидной эндартерэктомии и уп­равляемой артериальной гипотонии, а также для контроля глубины анестезии. Динамику ЭЭГ уп­рощенно можно описать, используя термины "ак­тивация" и "депрессия". Активация ЭЭГ (преиму­щественно высокочастотная низкоамплитудная активность) наблюдается при поверхностной анес­тезии и хирургической стимуляции, а депрессию ЭЭГ (в основном низкочастотная высокоампли­тудная активность) — при глубокой анестезии и угнетении функции мозга. Большинство анесте­тиков вызывают двухфазное изменение ЭЭГ: вна­чале активацию (при субанестетических дозах), за­тем — дозозависимую депрессию.

ТАБЛИЦА 25-3. Влияние анестетиков на вызванные потенциалы

Анестетик	ССВП ЗВП АСВП
am п	Лат Амп	Лат Амп	Лат
Закись азота	i	± 1	t ±	+
Га лота н	i	T ±	T ^±	T
Энфлюран	I	t I	t ±	t
Изофлюран	I	T I	t ±	t
Барбитураты^1	+	± i	T ±	±
Опиоиды^1	±	± ±	+ ±	4-
Этом и дат	T	T
Пропофол		г	I	t
Бензодиа-		+
зепины
Кетам и н	+	T

¹ В очень высоких дозах эти препараты снижают латент-ность и амплитуду ССВП. I — увеличение; | — уменьшение;

± — изменений нет или они незначительны;? — неизвестно. Сокращения:

ССВП — соматосенсорные вызванные потенциалы; ЗВП — зрительные вызванные потенциалы; АСВП — акустические стволовые вызванные потенциалы; Амп — амплитуда; Лат — латентность.

Ингаляционные анестетики

Ингаляционные анестетики вызывают типичное двухфазное изменение ЭЭГ. Изофлюран — един­ственный ингаляционный анестетик, который в кли­нических дозах (1-2 МАК) подавляет биоэлектри­ческую активность вплоть до появления изолинии на ЭЭГ. При использовании десфлюрана и энфлюрана в высоких дозах (> 1,2 и > 1,5 МАК соответственно) можно добиться появления на ЭЭГ картины "всплеск-подавление", но не полного биоэлектри­ческого молчания. Энфлюран способен вызвать по­явление спайков (эпилептиформную активность). Закись азота может вызвать атипичные изменения на ЭЭГ, когда одновременно увеличиваются и часто­та, и амплитуда (высокоамплитудная активация).

Неингаляционные анестетики

При применении бензодиазепинов на ЭКГ наблю­даются типичные двухфазные изменения. Барби­тураты, пропофол и этомидат вызывают анало­гичный эффект, а при увеличении дозы — ЭЭГ-картину "всплеск-подавление" и биоэлект-рр!ческое молчание. (При использовании осталь­ных неингаляционных анестетиков такой степени депрессии ЭЭГ добиться невозможно.) При введе­нии опиатов развивается монофазная дозозависи-мая депрессия ЭЭГ. Кетамин приводит к необыч­ной активации, состоящей из ритмической высокоамплитудной 0-активности, которая сменя­ется чрезвычайно высокоамплитудной 6-активнос-тыо и низкоамплитудной (3-активностью.

Вызванные потенциалы

С помощью соматосенсорных вызванных потенци­алов (ССВП) определяют состояние задних стол­бов спинного мозга и сенсорных областей коры; мониторинг ССВП показан при удалении опухо­лей спинного мозга, остеосинтезе позвоночника, каротидной эндартерэктомии и при операциях на аорте. Акустические стволовые вызванные потен­циалы (АСВП) позволяют оценить целостность VIII пары черепных нервов и слуховых проводя­щих путей моста мозга; мониторинг АСВП приме­няют при операциях на задней черепной ямке. Мо­ниторинг зрительных вызванных потенциалов (ЗВП) используют для оценки состояния зритель­ного нерва и верхних отделов ствола мозга при удалении больших опухолей гипофиза.

Интерпретировать результаты мониторинга ВП сложнее, чем ЭЭГ. После каждого стимула воз­никает период латентности, который может быть коротким, промежуточным или длительным. Ис-

точником коротколатентных ВП служит ствол мозга или стимулируемый нерв, промежуточно- и длительнолатентных ВП — кора. Как правило, ko-ротколатентные потенциалы меньше подвержены действию анестетиков, в то время как на длитель-нолатентные потенциалы влияют даже субанесте­тические дозы этих препаратов. Следовательно, для интраоперационного мониторинга следует ис­пользовать только коротколатентные и промежу-точнолатентные ВП. ЗВП чрезвычайно подверже­ны влиянию анестетиков, в то время как АСВП бо­лее устойчивы к их действию.

Ингаляционные анестетики

Ингаляционные анестетики вызывают мощное до-зозависимое уменьшение амплитуды и увеличение латентности ВП. Чтобы снизить это влияние, некоторые авторы предлагают ограничить дозу изофлюрана и энфлюрана 0,5 МАК, а галотана — 1 МАК. Закись азота уменьшает амплитуду, но не увеличивает латентность.

Неингаляционные анестетики

Неингаляционные анестетики в клинических до­зах оказывают значительно меньшее влияние на ВП, чем ингаляционные, но в высоких дозах и они снижают амплитуду и увеличивают латентность. Барбитураты даже в дозах, угнетающих биоэлект­рическую активность мозга до изолинии на ЭЭГ, редко подавляют BII. Этомидат увеличивает ла­тентность ССВП, но повышает амплитуду. Хотя большинство опиоидов вызывают дозозависимое увеличение латентности ССВП и варьирующее по величине снижение амплитуды, мепередин может увеличить амплитуду. Кетамин также увеличивает амплитуду ССВП.