Согласно бытующему мнению, резкое увеличение продукции свободных радикалов приходится на постишемический период, на стадию восстановления мозгового кровообращения. Вместе с тем некоторые исследователи не исключают возможность образования свободных радикалов даже при понижении парциального давления кислорода в тканях с нарушенным кровоснабжением, поскольку повышение степени восстановленности митохондриальной дыхательной цепи позволяет кислороду в период острой ишемии взаимодействовать с промежуточными компонентами этой цепи – убихинонами – с образованием супероксиданиона [35].

При острой мозговой ишемии на фоне дисбаланса оксидантно-антиоксидантной системы происходит активация процессов перекисного окисления липидов, что «в совокупности вызывает развитие дистрофических и деструктивных изменений нейрональных мембран и формирование неврологического дефицита» [35].

1.2.3.1. Малоновый диальдегид как интегральный показатель

процессов свободнорадикального окисления

Как правило процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) оцениваются по скорости и количеству образования одного из конечных продуктов окисления – малонового диальдегида (МДА).

Малоновый диальдегид (β-диальдегид):

Н – С – СН₂ – С – Н

║ ║

О О

Активность малонового диальдегида поддерживается на определенном уровне при участии ферментов антиоксидантной защиты (АОЗ), что позволяет говорить о перекисном гомеостазе. Нормальная концентрация в крови – 2,5-6,0 мкМ/л. Увеличение концентрации – свидетельство усиленного ПОЛ и срыва антиоксидантной защиты [2].

Определение количества образующегося малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты (ТБ-К) может быть одним из методов оценки интенсивности процессов перекисного окисления липидов [48, 57].В основе метода лежит реакция между малоновым диальдегидом (МДА) и тиобарбитуровой кислотой, которая при высокой температуре и кислом значении рН протекает с образованием окрашенного триметинового комплекса, содержащего одну молекулу МДА и две молекулы тиобарбитуровой кислоты. Максимум поглощения комплекса приходится на 532 нм [41].

При ишемии мозга в большей степени повышаются вторичные продукты ПОЛ (МДА), а при реперфузии – первичные [4, 36].

Исследование вторичных продуктов ПОЛ, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой, подтверждает роль перекисного окисления в механизмах развития острой фокальной ишемии мозга и формирования инфарктных повреждений.

1.2.3.2. Биохемилюминесценция как метод оценки состояния свободнорадикальных процессов при ишемическом инсульте головного мозга

Одним из методов оценки свободнорадикальных процессов при ишемии головного мозга является хемилюминесценция.Хемилюминесценцией (ХЛМ) называется свечение, сопровождающее химические реакции. Она наблюдается в том случае, если в реакции происходит выделение большого количества энергии, например в реакции взаимодействия двух радикалов или в реакциях с участием перекисей. Собственное ("сверхслабое") свечение клеток и тканей животных и человека обусловлено реакциями свободных радикалов: радикалов липидов и кислорода, а также окиси азота, – соединениями, играющими огромную роль в жизни организма, а при определенных условиях – и развитии ряда патологических состояний[12].

Регистрация индуцированной биохемилюминесценции биологических объектов является современным методом для изучения интенсивности свободнорадикальных процессов, в частности перекисного окисления липидов. Он применяется для диагностики нарушений липидного обмена, воспалительных, инфекционных и онкологических заболеваний. В клинических условиях хемилюминесцентный показатель может быть применен для определения остроты процесса, степени тяжести по динамике значений хемилюминесценции.

Метод хемилюминесценции применяется также для определения фагоцитарной активности клеток крови. Он основан на регистрации активных форм кислорода, образующихся в процессе фагоцитоза, и связан с их фагоцитарной активностью [63].

Метод люминолзависимой хемилюминесценции (ХЛМ) характеризует интенсивность «респираторного взрыва», то есть генерации O₂ • , O₂ и ОН• лейкоцитами при активации клеток[24].

ЛХЛ цельной крови можно наблюдать в течение 10-12 часов, причем при её разведении физиологическим раствором или раствором Хенкса интенсивность ХЛМ увеличивается [13].

Метод люминолзависимой хемилюминисценции можно применять как метод оценки состояния свободнорадикальных процессов при ишемическом инсульте головного мозга.

Известно‚ что на первые сутки заболевания у всех больных независимо от тяжести инсульта интенсивность – как спонтанной, так и индуцированной – хемилюминесценции сыворотки крови возрастает по сравнению с контрольной группой, что указывает на активацию процессов свободнорадикального окисления [38]. В этот же период резко увеличивается амплитуда «быстрой» вспышки (т. е. интенсивность свечения в момент введения индуктора), отражающая состояние оксидантной системы, и достоверно увеличивается коэффициент затухания (т. е. отношение максимальной амплитуды свечения к минимальной), что косвенно свидетельствует о дисбалансе оксидантно-антиоксидантной системы.

В дальнейшем, на седьмые сутки, картина меняется. В сравнении с началом заболевания у всех больных уменьшается амплитуда «быстрой» вспышки и достоверно увеличивается коэффициент затухания. Вместе с тем у больных с ишемическим инсультом легкой степени тяжести продолжается незначительное нарастание процессов пероксидации. У больных с инсультом средней тяжести снижение индуцированной хемилюминесценции сопровождается достоверным повышением спонтанной хемилюминесценции в сравнении с первыми сутками заболевания [35].

У больных перенесших повторные нарушения мозгового кровообращения, напряжены обе системы – и оксидантная, и антиоксидантная. У больных с одним или несколькими инсультами в анамнезе дела обстоят иначе: у них активация оксидантной системы сочетается с истощением антиоксидантной системы, что ведет к более активной деструкции мозговой ткани при гипоксии головного мозга [35].

1.2.4. Антиоксидантная система: контроль за процессами перекисного окисления липидов при ишемии мозга

Окисление и продукция свободных радикалов является неотъемлемой частью метаболизма живых организмов. Активные формы кислорода (АФК) генерируются в различных биологических системах в ходе нормального аэробного дыхания митохондрий. Экзогенными источниками АФК является ультрафиолетовая радиация, инфекционные агенты (вирусы, бактерии), провоспалительные цитокины, окислительный стресс. В норме свободные радикалы участвуют в выполнении важнейших физиологических процессов в организме: поддержании сосудистого тонуса, в механизмах памяти, реакциях воспаления, регуляции клеточного роста. Контроль продукции АФК осуществляет антиоксидантная система, регулирующая баланс образования и устранения свободных радикалов. В состав этой системы входят ферменты (супероксиддисмутаза, каталаза и др.), белки (ферритин, трансферрин, альбумин и др.) и многочисленные низкомолекулярные антиоксиданты (витамин Е, убихинол, каратиноиды, витамин С и др.).

Для мозга характерна низкая антиоксидантная защита. Именно дефицит антиоксидантной системы в мозговой ткани объясняет ее особую чувствительность к продукции свободных радикалов. Составляя всего 2% от общей массы тела, мозг утилизирует 20-25% получаемого организмом кислорода, поэтому переход в свободнорадикальную форму даже 0,1% метаболизируемого нейронами кислорода окажется токсичным для мозговой ткани [27].

В нормальных условиях процесс перекисного окисления липидов находится под строгим контролем ферментативных и неферментативных систем клетки, от чего скорость его невелика.Возникающие нарушения метаболизма при острой ишемии головного мозга ведут к повышению уровня свободных радикалов и способствуют накоплению веществ, катализирующих ПОЛ, что, в конечном итоге, и приводит к ускорению свободнорадикальных реакций, тем более что в условиях гипоксии проницаемость мембран для кислорода значительно увеличивается [44, 70]. В процессе ишемии соотношение продуктов СРО и концентрации антиоксидантов в нейрональных клетках нарушается. В связи с этим создаются "благоприятные" условия для интенсификации ПОЛ и накопления токсических липидных перекисей, которые активно разрушают структуру мембран нейронов, инактивируют ферменты и усугубляют деструктивные процессы в ткани мозга [46].

Ксантиноксидаза играет главенствующую роль в генерации АФК, вследствие чего происходит увеличение уровня свободного железа в плазме крови путем мобилизации железа с ферритином в печени. Гипоксантиокидантную реакцию можно считать одним из основных источников образования АФК, а также основной причиной СРО в ишемизированом органе [50].

Существующая в организме физиологическая антиоксидантная (АО)система представляет собой совокупную иерархию защитных механизмов клеток, тканей, органов и систем, направленных на сохранение и поддержание в пределах нормы реакций организма, в том числе в условиях ишемии. Она включает внутриклеточные антиокислительные ферментные системы, противодействующие окислительному стрессу и обезвреживающие АФК. К антиокислительным внутриклеточным ферментам относятся, прежде всего, супероксиддисмутаза (СОД), осуществляющая инактивацию супероксидного радикала, и каталаза, разлага