Первичная травма
Остановка сердца приводит к прекращению как сердечного выброса, так и доставки кислорода ко всем жизненно важным органам. Эта фаза отсутствия потока начинается с начала остановки сердца и продолжается до тех пор, пока не будет установлена частичная реперфузия с помощью сердечно-легочной реанимации. Несмотря на то, что на долю головного мозга приходится всего 2% массы тела, мозг получает 15-20% общего сердечного выброса для поддержания тканевого гомеостаза . Жизнеспособность тканей головного мозга сильно зависит от постоянного снабжения кислородом и энергетическими субстратами, а именно глюкозой, а прекращение мозгового кровотока (CBF) приводит к немедленному прекращению и мозговой деятельности. Исследования на людях показывают, что сознание теряется между 4 и 10 сек отсутствия CBF , в то время как электроэнцефалограмма (ЭЭГ) становится изоэлектрической после 10–30 сек асистолии.
Из-за отсутствия внутренних запасов энергии нейроны особенно уязвимы к ишемии, и повреждение клеток начинается сразу же после отсутствия CBF.
На клеточном уровне ишемия приводит к прекращению аэробного метаболизма с последующим истощением высокоэнергетического субстрата аденозинтрифосфата (АТФ). Истощение запасов АТФ приводит к нарушению энергозависимого ионообменного насоса Na + /K +, что приводит к массивному притоку натрия и воды и внутриклеточному цитотоксическому отеку. Вскоре после этого также происходит отток калия и деполяризация мембраны, что приводит к открытию чувствительных к потенциалу каналов Ca ++ и внутриклеточному притоку Ca ++ .
Экспериментальные данные показывают, что признаки отека головного мозга на МРТ развиваются уже при остановке сердца и проведении реанимационных мероприятий ( CRP) .
Вторичная травма
После начала сердечно-легочной реанимации CBF частично восстанавливается (низкий поток), но он остается субоптимальным для поддержания целостности нейронов, поскольку CPR генерирует примерно 25% нормального CBF, что значительно ниже 40–50% нормального CBF, необходимого для поддержания целостность клеток и для того , чтобы избежать дополнительного ишемического повреждения.
При восстановлении спонтанного кровообращения CBF восстанавливается, но реперфузия ишемизированного цереброваскулярного русла запускает ряд механизмов, ведущих к вторичному повреждению головного мозга. Увеличение внутриклеточного Са ++ , вызванное первичным повреждением, приводит к высвобождению глутамата, возбуждающего нейротрансмиттера, который связывается с клеточной мембраной, вызывая дальнейший приток внутриклеточного Са ++ и цитоплазматическое накопление из эндоплазматического ретикулума. Последующая активация Са ++ -зависимых литических ферментов (протеаз, фосфолипаз) усугубляет повреждение нейронов.
Также возникает Са ++ -зависимая митохондриальная дисфункция, приводящая к недостаточности клеточной энергии, высвобождению проапоптотических белков и активных форм кислорода, что приводит к дальнейшему повреждению нейронов.
Еще одним компонентом реперфузионного повреждения является активация врожденной иммунной системы и последующее воспаление тканей. Это инициируется как резидентными макрофагами, известными как микроглия , так и циркулирующими лейкоцитами, которые прилипают к эндотелиальным клеткам микроциркуляторного русла головного мозга и мигрируют в нейрональную ткань. Дополнительное высвобождение цитокинов из активированных лейкоцитов еще больше усиливает воспалительную реакцию. Миграции лейкоцитов способствует повышенная проницаемость гематоэнцефалического барьера, что также приводит к вазогенному отеку.
Отсроченная гипоперфузия
Количество и степень дефектов перфузии увеличиваются с увеличением продолжительности ишемии, а их распределение совпадает с анатомическими локализациями, где наиболее часто выявляется PCABI (полосатое тело, гиппокамп, миндалевидное тело и таламус) . В моделях на животных за восстановлением спонтанного кровообращения следует преходящее (15–30 мин) увеличение общего мозгового кровотока (глобальная гиперемия), после чего возникает отсроченная гипоперфузия.
У пациентов с PCABI CBF может снизиться более чем на 50% в течение этой фазы . Роль отсроченной гипоперфузии как причины PCABI неясна. Исследования реанимированных пациентов в коматозном состоянии показали, что как скорость церебрального метаболизма кислорода , так и фракция извлечения кислорода мозгом также снижались через 24–72 ч после остановки сердца, предполагая, что связь между CBF и потребностью в кислороде сохранялась. Скорость извлечения кислорода была значительно ниже у пациентов, умерших от PCABI. Однако неясно, было ли это результатом снижения использования кислорода из-за митохондриальной дисфункции или необратимого повреждения головного мозга или снижения доставки кислорода в мозг. Недавние клинические исследования , выполненные с использованием интрапаренхиматозного микрокатетера, выявили наличие гипоксии ткани головного мозга, измеряемой как напряжение кислорода в паренхиматозной ткани головного мозга (PbtO 2) ниже 20 мм рт. У пациентов с гипоксией ткани головного мозга наблюдалось активное выделение биомаркеров повреждения нейронов в яремной венозной крови, в то время как у пациентов без гипоксии ткани головного мозга этого не происходило.
Лечение
Фармакологические подходы к смягчению вторичного повреждения после ROSC можно разделить на вмешательства, направленные на смягчение эксайтотоксичности, улучшение метаболизма нейронов, ограничение митохондриального повреждения и нейровоспаления. Недавно возник интерес к газообразному ксенону, ингибитору рецептора N - метил - d -аспартата, как к потенциальному терапевтическому средству для ограничения эксайтотоксичности во время фазы реперфузии.
