Влияние органических солей лития, магния, селена на элементный гомеостаз головного мозга на фоне экспериментальной хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий - Автореферат

Однако данные об изменении элементного гомеостаза головного мозга в условиях хронической гипоперфузии головного мозга, а также влияния на него лития, магния и селена являются крайне противоречивыми и недостаточными, что позволило предпринять попытку изучения особенностей влияния органических солей лития, магния и селена на элементный гомеостаз головного мозга в условиях экспериментальной модели хронической гипоперфузии головного мозга. Изучить влияние органических солей лития, магния и селена на элементный гомеостаз головного мозга в условиях экспериментальной хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий. Определить особенности влияния органических солей лития, магния и селена на изменение элементного гомеостаза головного мозга в результате экспериментальной хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий. Экспериментальная хроническая гипоперфузия головного мозга вызванная двусторонней окклюзией общих сонных артерий приводит к многосторонним изменениям элементного состава головного мозга, при этом применение органических солей лития, магния и селена благоприятно воздействует на реакцию элементного гомеостаза мозга в условиях хронической гипоперфузии, с наличием определенного паттерна изменений у каждого из изучаемых элементов. В эксперименте использовано 70 животных, случайным образом разделенных на 4 группы: I группа - животные (n=16) получавшие лития глюконат (из расчета 0,028 мг Li/кг/день в течение 1 месяца); II группа - животные (n=16) получавшие Магне-В 6 (из расчета 20 мг Mg/кг/день в течение 1 месяца); III группа - животные (n=16) получавшие Селенопиран (из расчета 0,1 мг Se/кг/день в течение 1 месяца); IV группа - животные (n=22) - контрольная группа.На фоне применения органических солей лития и магния отмечается преимущественное накопление этих элементов в лобных долях головного мозга, применение селенопирана приводит к равномерному его накоплению в мозге с небольшим превалированием лобных долей и мозжечка. Применение органических солей лития, магния и селена приводит к выраженным изменениям элементного гомеостаза в лобных долях головного мозга. Глюконат лития, применяемый внутрь, в течение 30 дней (в дозе 28 мкг/кг/сут из расчета на элементный Li) вызывает увеличение содержания 62 элементов, в большей степени - кальция, элементов 2 группы периодической системы и лантаноидов. Применение органических солей лития, магния и селена внутрь в течение 30 дней до создания модели хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий модифицирует реакцию элементного гомеостаза мозга на гипоперфузию мозга с наличием определенных паттернов изменений: глюконат лития препятствует развитию дисбаланса макроэлементов, накоплению потенциально токсичных микроэлементов; уменьшает степень снижения эссенциальных и повышения потенциально прооксидантных элементов; Магне-В 6 вызывает снижение содержания всех определяемых элементов, за исключением B, Na, Se, Au - степень снижения биотических и эссенциальных элементов значительно меньше по сравнению с контролем, снижаются потенциально токсичные элементы и потенциальные прооксиданты; Селенопиран препятствует абсолютным изменениям содержания элементов, приводя к стабилизации элементного гомеостаза, предотвращает формирование многочисленных отклонений элементного гомеостаза, вызванных ХДО ОСА.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Цереброваскулярные заболевания являются актуальной медицинской и социальной проблемой. Смертность от цереброваскулярных заболеваний в нашей стране постоянно увеличивается и относится к числу самых высоких в мире - около 3 на 1000 населения (Гусев Е.И., Скворцова В.И., 2006). В структуре общей смертности цереброваскулярные заболевания занимают 2 место после сердечно-сосудистых заболеваний, а по инвалидизации - 1 место (до 80 %) - (Гусев Е.И., Скворцова В. И, 2009). Хронические нарушения кровообращения головного мозга являются наиболее распространенной формой цереброваскулярных заболеваний. Так, по данным крупнейших эпидемиологических исследований, распространенность хронических ишемических изменений головного мозга, выявляемых магнитно-резонасным исследованием, составляет около 80-90 процентов в общей популяции лиц старше 60 лет (de Leeuw F.E., 2001).

Хроническое нарушение кровообращение головного мозга приводит к первичному страданию макро- и микроглии с последующим развитием каскада оксидантного стресса, провоспалительных и проапоптотических изменений со стороны белого вещества, а затем и нейронов (Pantoni L., 1997).

В то же время, множеством экспериментальных, клинических и эпидемиологических исследований показана патогенетическая роль дисмикроэлементозов в возникновении неврологических и кардиоваскулярных заболеваний. Считается, что определенные микроэлементы способствуют развитию оксидантного стресса, усиливают протекание нейродегенеративных процессов (Sayre L.M., 2008).

Сформулирована гипотеза существования металлолигандного и микроэлементного гомеостаза - гомеостатического поддержания физиологически оптимального содержания тех или иных микроэлементов и их лигандов (субстратов, с которыми они связываются и посредством которых реализуют физиологические функции). Поддержание элементного гомеостаза осуществляется с помощью сложно регулируемых процессов поступления, депонирования и выведения МЭ из организма (Авцын А.П., 1991; Nelson N., 1999;), причем наиболее сложную организацию они имеют на уровне центральной нервной системы, и прежде всего, головного мозга.

Существующие данные о тесной взаимосвязи вышерассмотренных патологических процессов и нарушения гомеостаза ряда микро- и макроэлементов (в первую очередь Mg, Ca, Fe, Cu, Zn, Cd, Al) позволяют предположить возможность применения МАЭ и МЭ для лечения и профилактики цереброваскулярных заболеваний (Вельтищев Ю.Е., Скворцов И.А., 1989; Burk R.F., 2005; Мойсеенок А.Г., 2006; Shazot G., 2007; Гусев Е.И., 2008; Никонов А.А., 2009).

Исследования последних лет продемонстрировали перспективы применения в неврологической практике трех элементов: лития, магния и селена.

Однако данные об изменении элементного гомеостаза головного мозга в условиях хронической гипоперфузии головного мозга, а также влияния на него лития, магния и селена являются крайне противоречивыми и недостаточными, что позволило предпринять попытку изучения особенностей влияния органических солей лития, магния и селена на элементный гомеостаз головного мозга в условиях экспериментальной модели хронической гипоперфузии головного мозга.

Цель научного исследования. Изучить влияние органических солей лития, магния и селена на элементный гомеостаз головного мозга в условиях экспериментальной хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий.

Задачи исследования: 1. Определить преимущественное накопление в головном мозге лития, магния и селена в условиях применения их органических солей в течение 1 месяца.

2. Дать характеристику изменений элементного гомеостаза головного мозга в результате применения органических солей лития, магния и селена в течение 1 месяца.

3. Изучить закономерности изменения элементного гомеостаза головного мозга в результате хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий.

4. Определить особенности влияния органических солей лития, магния и селена на изменение элементного гомеостаза головного мозга в результате экспериментальной хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий.

5. Выявить особенности влияния изучаемых элементов на неврологические нарушения в условиях хронической церебральной гипоперфузии и взаимоотношения между степенью их выраженности и характером изменения элементного гомеостаза головного мозга.

Научная новизна исследования: - Определены паттерны изменения элементного гомеостаза в результате применения органических солей лития, магния, селена.

- Установлены закономерности изменения элементного гомеостаза головного мозга в результате экспериментальной модели хронической церебральной гипоперфузии.

- Показано влияние применения лития, магния и селена на неврологические проявления и состояние кровообращения головного мозга в условиях хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий.

- Установлены особенности влияния органических солей лития, магния и селена на изменение элементного гомеостаза головного мозга в результате экспериментальной хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий.

Практическая ценность исследования: - В условиях модели экспериментальной хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий установлены особенности и показана необходимость коррекции нарушений элементного гомеостаза в результате хронической гипоперфузии головного мозга.

- Результаты экспериментов дают основание предполагать возможность использования органических солей лития, магния и селена для лечения и профилактики хронических нарушений мозгового кровообращения.

Положение, выносимое на защиту. Экспериментальная хроническая гипоперфузия головного мозга вызванная двусторонней окклюзией общих сонных артерий приводит к многосторонним изменениям элементного состава головного мозга, при этом применение органических солей лития, магния и селена благоприятно воздействует на реакцию элементного гомеостаза мозга в условиях хронической гипоперфузии, с наличием определенного паттерна изменений у каждого из изучаемых элементов.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на научно-практических конференциях студентов и молодых ученых ИВГМА "День науки-2007", "День науки-2008" и "День науки-2009"; XIV Российском национальном конгрессе "Человек и лекарство" (20 апреля 2007 г., Москва); XV Российском национальном конгрессе "Человек и Лекарство"(18 апреля 2008 г., Москва); Международном конгрессе ISTERH - 2007 (21-26 октября 2007 г., Крит), конгрессе "Фармакотерапия и диетология в педиатрии" (16-17 сентября 2008 г., Иваново).

Публикации: по теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 5 в отечественной центральной печати.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 134 страницах машинописного текста, включает 3 таблицы, 31 рисунок. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания применяемых методов, 1 главы собственных результатов исследований и их обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка цитируемой литературы. Список цитируемой литературы состоит из 257 источников, включая 40 отечественных и 217 зарубежных.

Объект исследования - экспериментальные животные. Работа выполнена на 70 беспородных взрослых белых крысах самцах массой 200-300 г, полученных из питомника "белый мох" Московской области. Животных содержали в соответствии с правилами лабораторной практики (GLP) и приказом МЗ РФ №267 от 19.06.2003 г. "Об утверждении правил лабораторной практики". органическая соль гомеостаз мозг

Экспериментальные группы. В эксперименте использовано 70 животных, случайным образом разделенных на 4 группы: I группа - животные (n=16) получавшие лития глюконат (из расчета 0,028 мг Li/кг/день в течение 1 месяца); II группа - животные (n=16) получавшие Магне-В 6 (из расчета 20 мг Mg/кг/день в течение 1 месяца); III группа - животные (n=16) получавшие Селенопиран (из расчета 0,1 мг Se/кг/день в течение 1 месяца); IV группа - животные (n=22) - контрольная группа.

Протокол экспериментального исследования. После разделения на группы всем экспериментальным животным было проведено нейропсихологическое тестирование. Далее в соответствии с разделением на экспериментальные группы в течение 30 дней проводилось энтеральное (путем зондирования) введение органических солей указанных элементов, после чего вновь было выполнено нейропсихологическое тестирование - "30 день" эксперимента. Затем каждая из вышеперечисленных групп животные была случайным образом разделена на 2 подгруппы: Ia подгруппа - n=6; Ib подгруппа - n=10; IIA подгруппа - n=6; IIB подгруппа - n=10; IIIA подгруппа - n=6; IIIB подгруппа - n=10; IVA подгруппа - n=8; IVB подгруппа - n=14. В подгруппах Ia, IIA, IIIA, IVA на "30 день" эксперимента было выполнено исследование мозгового кровообращения методом лазерной допплеровской флоуметрии, после чего экспериментальные животные были декапитированы, мозг животных забирали для проведения масс-спектрометрического исследования элементного состава мозга. В подгруппах Ib, IIB, IIIB, IVB на "30 день" эксперимента экспериментальным было выполнено воспроизведение модели хронической гипоперфузии головного мозга путем хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий (ХДО ОСА). На "7 день" после ХДО ОСА у выживших животных вновь было выполнено нейропсихологическое тестирование, исследование мозгового кровообращения, после чего животные были декапитированы, мозг животных забирали для проведения масс-спектрометрического исследования элементного состава головного мозга.

Методы исследования неврологического статуса и поведенческих реакций. Проводили оценку исследовательского поведения в тесте "открытое поле" в модификации Я. Буреш (1991), оценку сложного двигательного поведения по шкале Combs и DALECY (Combs D.J., DALECY L.G., 1987), включающую тесты с наклонной проволочной платформой, удержания равновесия на горизонтальном стержне, подвешивания на горизонтально натянутой проволоке.

Методика исследования мозгового кровообращения. Количественное определение тканевой микроциркуляции в коре головного мозга крыс проводилось с использованием одноканального лазерного флоуметра BLF-21 фирмы "Transonic Systems Inc" (США). Животных под общей анестезией ("Золетил" 0,1 мл/кг массы тела в/м) фиксировали в стереотоксической установке и после вскрытия мягких тканей головы производили трепанацию черепной коробки с помощью бормашины в теменной области диаметром от 2-3 мм. На поверхность теменной доли левого полушария устанавливали игольчатый датчик "N" (диаметром 0,8 мм). Локальный мозговой кровоток выражался в мл/100г/мин. (Мирзоян Г.Р., 2003).

Определение содержания макро- и микроэлементов в мозге у крыс. После декапитации экспериментальных животных, головной мозг был извлечен из полости черепа по стандартной методике (Буреш Я., 1991). Мозг помещался в чашку Петри, из него для взятия образцов выделяли 5 областей: лобные доли, височные доли, теменные доли, мозжечок и ствол мозга. На этом этапе были использованы одноразовые пластиковые минипинцеты и скальпели (Perkin Elmer). Исследование элементного состава головного мозга проводилось методом масс-спектрометрии с индукционно-связанной плазмой сотрудниками кафедры клинической и лабораторной диагностики РГМУ.

Двусторонняя окклюзия общих сонных артерий - модель хронической церебральной гипоперфузии. Модель хронической гипоперфузии головного мозга воспроизводилась путем необратимой одномоментной двусторонней окклюзии общих сонных артерий у крыс (Eklof B., Siesjo B.K.,1972). Животным под наркозом ("Золетил" из расчета 0,1 мл/кг массы тела) проводился разрез мягких тканей передней поверхности шеи, после чего выделялись и перевязывались с обеих сторон общие сонные артерии, рану послойно ушивали.

Статистическая обработка результатов. Статистическая обработка проводилась с помощью пакета статистических программ Statistica 6.0 с использованием стандартных методов вариационной статистики. Учитывая, что большинство совокупностей данных имели распределение отличное от нормального, для характеристики центральной тенденции значений была использована медиана. Для сравнения нескольких независимых групп - непараметрический дисперсионный анализ Краскела-Уоллиса с последующим попарным сравнением групп по критерию Манна-Уитни, для сравнения зависимых групп - критерий Вилкоксона и критерий знаков, для сравнения долей - критерий хи-квадрат, для оценки связи двух показателей - критерий ранговой корреляции Спирмана.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Влияние органических солей лития, магния, селена на показатели исследовательского и сложного двигательного поведения, локального мозгового кровотока. Изучение исследовательского поведения в тесте "открытое поле". Исходно исследовательское поведение крыс во всех группах до начала эксперимента отличий не имело. После применения глюконата лития в течение 1 месяца нами отмечено повышение горизонтальной двигательной активности в тесте открытое поле, причем увеличилось число заходов в периферические (p=0,0001) и центральные (p=0,007) квадраты.

На фоне применения Магне-В 6 (комплекс пидолята магния, лактата магния и пиридоксина) отмечено увеличение числа заходов в темные (периферические) квадраты, по сравнению с контролем (p=0,04). Применение селенопирана не привело к изменениям горизонтальной двигательной активности. Отметим, что определяемые в тесте открытое поле показатели груминга и дефекации, отражающие эмоциональность животных, на фоне применения органических солей лития, магния и селена остались неизменными.

В условиях хронической гипоперфузии головного мозга нами отмечено уменьшение числа посещенных внешних (неосвещенных) квадратов в группе контроля (p=0,0044). Значимых изменений число посещенных внутренних (освещенных) квадратов, показателей груминга и дефекации на фоне ХДО ОСА в контроле не произошло (p=0,37, p=0,47, p=0,75, соответственно). На фоне ХДО ОСА в основных группах значимых изменений, исследуемых в тесте, открытое поле показателей нами выявлено не было (p>0,05). Более того, показатели горизонтальной двигательной активности у животных, получавших глюконат лития и селенопиран, были выше таковых в контрольной группе (p=0,016 и p=0,04, соответственно). Таким образом, ХДО ОСА привела к снижению показателей двигательной активности животных в тесте открытое поле. Применение изучаемых элементов предотвратило снижение горизонтальной двигательной активности у животных опытных групп в условиях хронической двусторонней окклюзии ОСА.

Изучение сложного двигательного поведения. До начала и на 30 эксперимента средняя оценка в тесте сложного двигательного поведения не отличалась между группами и составляла 8,9±0,3 балла. Показатели отдельных тестов (наклонной платформы, горизонтального стержня, подтягивания на проволоке) также не имели значимых различий между изучаемыми группами. На 7 день после двусторонней окклюзии ОСА во всех группах мы выявили снижение показателей в тесте Combs&DALECY. Во всех группах снизился интегральный показатель сложного двигательного поведения, определяемый как сумма баллов в отдельных тестах. В большей степени ухудшилось выполнение животными теста подтягивания на горизонтально натянутой проволоке (p<0,05). В контрольной группе мы также констатировали значимое ухудшение выполнения животными тестов с наклонной проволочной платформой (p=0,04) и удержания на горизонтальном стержне (p=0,007). В основных группах в условиях хронической церебральной гипоперфузии, несмотря, на снижение общей суммы баллов, мы наблюдали лишь значимое ухудшение выполнения теста подтягивания (p<0,05). Снижения показателей в остальных тестах зафиксировано не было. Отметим, что общая сумма баллов в тесте сложного двигательного поведения была значимо выше во всех группах, по сравнению с контролем (p<0,05). Также во всех группах животные выполняли тест подтягивания на проволоке значимо лучше, по сравнению с контрольной группой (p<0,05).

Изучение локального мозгового кровотока. Нами было проведено изучение локального мозгового кровотока у крыс через 30 дней после применения органических солей лития, магния и селена, а также на 7 сутки воспроизведения хронической окклюзии общих сонных артерий. Через месяц применения элементов нами не было выявлено значимых отличий в уровне локального мозгового кровотока у животных различных групп, что свидетельствует об отсутствии существенного вазоактивного действия у изучаемых элементов. После проведения хронической двусторонней окклюзии общих сонных во всех группах отмечено резкое снижение локального мозгового кровотока - до 30 %±3 % от исходного уровня (p0,05).

Изучение содержания отдельных МАЭ и МЭ в гомогенате головного мозга. Изучение компартментализации лития, магния и селена в головном мозге.

Наибольшее содержание Li отмечено в гомогенате лобных долей больших полушарий головного мозга, наименьшее - в мозжечке (p=0,0001). Наибольшее содержание Mg отмечено в лобных долях, наименьшее его содержание - в теменных долях (p=0,02).

Нами выявлено, что наименьшее содержание Se отмечается в стволе головного мозга (p=0,027), в то время как содержание Se в разных участках больших полушарий и мозжечке не имеет четкой разницы (p>0,05), однако имелась тенденция к преимущественному накоплению его в лобной доле и мозжечке.

С учетом превалирующего накопления Mg, Li, Se в лобных долях, преимущественного влияния двусторонней окклюзии общих сонных артерий на участки переднего мозга, определение содержания элементов проводили именно в гомогенате лобных долей больших полушарий головного мозга.

Влияние глюконата Li на содержание отдельных МАЭ и МЭ в гомогенате лобных долей головного мозга. Нами выявлено изменение содержания 62 микро- и макроэлементов. В наибольшей степени отмечено повышение содержания Ca - в 12,8 раз, относительно контрольной группы. Повысилось содержание других металлов 2 группы: 4,5 кратное - Ba, 7-кратное - Sr, и в меньшей степени - двукратное - Mg. Наблюдалось четырех-пятикратное повышение содержания в лобных долях металлов группы лантаноидов: Nd>La>Tm=Ho>Ce>Pr>Dy>Gd>Er. Выявлено повышение содержания U - в 11,2 раза, 13-кратное повышение содержания Te, а также 5 кратное повышение содержания переходных металлов: Ta>Tl>W>Ir. Содержания Li в гомогенате лобных долей на фоне его применения увеличилось в 2,4 раза. Применение глюконата лития в течение 1 месяца привело к 1,2-2 кратному повышению в гомогенате лобных долей содержания еще 41 МАЭ и МЭ. Отметим, что на фоне применения глюконата лития содержание лишь трех МЭ остается неизменным, относительно контрольной группы: Ni, Cs, Br.

Влияние Магне-В 6 на содержание отдельных МАЭ и МЭ в гомогенате лобных долей головного мозга. Нами выявлены значимые изменения содержания 49 элементов. Интересно, что содержание самого Mg в лобных долях головного мозга не претерпело статистически значимых изменений (p=0,09). Мы наблюдали повышение содержания: La>Ce>Gd>Tb>Pr>Nd>Lu>Ho.

В большей степени повысилось содержание La, Ce и Gd - в 3,4 и 3 раза, в меньшей степени, остальных элементов. В 1,7 раза увеличилось содержание 3 элементов: Li, Ir, U; также отметим 5 кратное возрастание Ge. После применения Магне-В 6 в течение 1 месяца содержание 37 элементов уменьшилось. В большей степени снизилось содержание тяжелых металлов: Ag>Bi>Tl>As>Ni>Al>Cs>Pb>Hg=Au>Cd.

Влияние селенопирана на содержание отдельных МАЭ и МЭ в гомогенате лобных долей головного мозга. Мы наблюдали выраженные изменения элементного гомеостаза в гомогенате лобных долей головного мозга на фоне применение органического Se в виде селенопирана. Нами отмечено 2,5-кратное повышение содержания Ba и Sr. Выявлена тенденция к увеличению содержания Ca (p=0,054). Зафиксировано увеличение содержание некоторых лантаноидов относительно контрольной группы: Tm>Nd>Ho.

Зафиксировано повышение содержания некоторых тяжелых металлов: Sn>Hg>Pt>W.

Уровень Sn увеличился в 3,4 раза, содержание Hg и Pt возросло полуторократно, W - в 1,2 раза. Нами выявлено снижение содержания других тяжелых металлов на фоне применения селенопирана: Cs>Ag>Sb>Bi=Cd=Th>Pb>Tl.

Уровень Ag уменьшился в 2,3 раза, Cs - в 2,4 раза, уровень Sb - в 1,7 раза, Cd, Th, Bi - в 1,4 раза. Кроме того, мы констатировали полуторакратное снижение содержания элементов группы лантана: Ce, Eu, Tb, Lu. Интересно, что применение селена не повлияло на содержание микроэлементов, влияющих на течение окислительно-восстановительных процессов: Fe, Cu, Zn.

Изучение взаимоотношения МАЭ и МЭ в гомогенате лобных долей головного мозга. У интактных животных контрольной группы проведенный корреляционный анализ показал высокую степень интегрированности всех изучаемых элементов, за исключением Au и U, в процесс поддержания элементного гомеостаза, о чем свидетельствует наличие сильных корреляционных связей 5 элементов: Mg, B, Fe, Al, Hg, - со всеми остальными изучаемыми элементами, кроме Au и U (Spearman R=0,8-0,94).

Влияние глюконата лития на взаимоотношения МАЭ и МЭ в гомогенате лобных долей головного мозга. Мы наблюдали уменьшение соотношений Mg/Ca, P/Ca, K/Ca, что очевидно связано с резким увеличением содержания Ca. Нами выявлено значимое увеличение следующих пропорций: соотношения Mg/Al, Mg/Pb на фоне приема глюконата лития увеличились в 2 раза, соотношение Mg/Cd - в 1,2 раза. Кроме того, нами отмечено двукратное возрастание соотношения Zn/Pb и 10-кратное увеличение пропорции Ca/Pb. Интересно отметить снижение соотношения Mg/Li (p=0,003), относительно контрольной группы, на фоне применения глюконата лития, что отражает его накопление в гомогенате лобных долей. Отмечено формирование сильных положительных связей между следующими МАЭ и МЭ: Mg, K, B, Mn, Al, Si, P, W, Cd, Pb, Ba, Er (Spearman R=0,82-0,95). Мы не наблюдали строгой зависимости, определяющей формирование связей между элементами в группе животных, получавших глюконат лития. Мы выявили сильную отрицательную корреляционную связь между содержанием Li и S (Spearman R=-,081; p=0,04). В этой связи следует обратить внимание на отмеченное выше 13-кратное увеличение содержания Te, который, как известно, является структурным аналогом серы и может замещать ее в биологических молекулах.

Влияние Магне-В 6 на взаимоотношения МАЭ и МЭ в гомогенате лобных долей головного мозга. Нами показано возрастание соотношения Zn/Cu, а также следующих пропорций: соотношения Mg/Cd, Mg/Pb, Ca/Pb увеличились в 1,5 раза, а пропорция Zn/Cd - в 1,8 раза. Кроме того, применение Магне-В 6 в течение 1 месяца вызвало значительное изменение регуляции элементного гомеостаза, что подтверждается результатами проведенного корреляционного анализа. Так, нами выявлено наличие сильных положительных корреляционных связей между Na, Ca с одной стороны, и остальными элементами, с другой (Spearman R=0,94 и R=0,82, соответственно).

Влияние селенопирана на взаимоотношения МАЭ и МЭ в гомогенате лобных долей головного мозга. Изучение соотношения различных элементов в группе животных, получавших селенопиран, показало следующие результаты. Мы наблюдали снижение пропорций: K/Ca>Mg/Ca>P/Ca, что связано с повышением содержания Ca. Важным представляется зафиксированное нами изменение следующих соотношений: Ca/Pb и Mg/Cd, - в сторону увеличения содержания эссенциальных элементов.

Изучение содержания отдельных МАЭ и МЭ в гомогенате лобных долях головного мозга после хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий в контрольной группе. Хроническая окклюзия общих сонных артерий у животных контрольной группы вызывала каскад нарушений элементного гомеостаза, по сравнению с интактными животными.

Рисунок 1. Влияние ХДО ОСА на уровень содержания МАЭ и МЭ

*, **, *** - значимые изменения содержания МАЭ и МЭ в группе животных, получавших глюконат лития; *-p<0,05; **-p<0,01; ***p<0,005.

Отмечено изменение содержания МАЭ: Mg, Ca, Na, P, - и МЭ: Fe, Cu, Zn, Li, Au, Br, Rb, Cd, Al, U. Содержание Mg на фоне ХДО ОСА уменьшилось в 9,5 раз (p=0,002). Содержание P уменьшилось в 1,3 раза (p=0,002). При этом уровень Ca увеличился в 1,16 раза (p=0,004), а Na - в 1,24 раза (p=0,04). Изменения коснулись содержания прооксидантов. Так, содержание Fe, Cu увеличилось в 1,4 и 1,2 раза, уровень Zn значимо снизился в 1,2 раза (p=0,04). Хроническая окклюзия общих сонных артерий привела к повышению содержания нейротоксичных элементов. Уровень Cd в лобных долях повысился в 1,4 раза (p= 0,002). Выявлено повышение содержания Al в 1,13 раза, что явилось статистически значимым (p= 0,015). Особенно следует подчеркнуть снижение на фоне ХДО ОСА содержания Li и Au. Так, уровень Li снизился в 1,3 раза (p=0,002), Au - в 2,2 раза (p<0,005). Уровень Br и Rb оказался сниженным в 2,2 раза, уровень U - в 2,2 раза повышенным.

Влияние глюконата лития на содержание отдельных МАЭ и МЭ в гомогенате лобных долях головного мозга после хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий. Нами зафиксировано изменение содержания следующих элементов, по сравнению с интактными животными, получавшими литий: Li, Na, Fe, Cu, Ir, Au, U. Так, содержание Li снизилось в 1,08 раза (p<0,002). Содержание Na, напротив, повысилось в 1, 26 раза (p=0,008). Зафиксировано увеличенное содержание Cu в 1,03 раза (p=0,01) и Fe в 1,05 раза (p=0,004). Также представляется интересным снижение содержания U в 1,08 раза (p= 0,002) и Au в 1,26 раза (p=0,002). Применение глюконата лития предотвратило снижение содержания Mg на фоне ХДООСА (p=0,17) и повышение Ca, что составляло основу изменений элементного гомеостаза в контроле.

Рисунок 2. Влияние глюконата лития на изменение уровня МАЭ и МЭ в результате ХДО ОСА

*, **, ***- значимые изменения содержания МАЭ и МЭ в группе животных, получавших глюконат лития; *-p<0,05;**-p<0,01;***p<0,005.

Кроме того, нами не зафиксировано повышение содержания токсичных металлов: Al (p=0,18) и Cd (p=0,31), что мы наблюдали в контрольной группе. Отметим меньшую степень увеличения содержания Fe и Cu, по сравнению с контролем. Важно подчеркнуть отсутствие снижения, в отличие от контрольной группы, содержания Zn (p=0,18). Кроме того, степень снижения Li и Au была также меньше, чем в контрольной группе.

Влияние Магне-В 6 на содержание отдельных МАЭ и МЭ в гомогенате лобных долях головного мозга после хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий. В группе животных, получавших органический магний, хроническая двусторонняя окклюзия общих сонных артерий привела к кардинальным, системным изменениям элементного гомеостаза. Зафиксировано снижение содержания всех определяемых элементов, за исключением B, Na, Se, Au. В наибольшей степени снизилось содержание Li - в 1,512 раза (p=0,003). Отмечено некоторое снижение Mg- в 1,14 раза (p=0,03), Ca - в 1,16 раза (p=0,01), Mn - в 1,18 раза (p=0,01) и Rb - в 1,098 раза (p=0,03). Кроме того, ХДО ОСА на фоне применения Магне-В 6 вызвала ~ 2-кратное снижение содержания еще 55 МАЭ и МЭ.

Рисунок 3. Влияние Магне-В 6 на изменение уровня МАЭ и МЭ в результате ХДО ОСА

*, **, ***- значимые изменения содержания МЭ в группе животных, получавших магне-В 6; *-p<0,05;**-p<0,01;***p<0,005.

Влияние селенопирана на содержание отдельных МАЭ и МЭ в гомогенате лобных долях головного мозга после хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий. Исследование элементного гомеостаза на фоне хронической церебральной гипоперфузии в группе животных, получавших селенопиран, показало неожиданные результаты. Проведенный статистический анализ не показал значимых различий элементного состава гомогената головного мозга после воспроизведения хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий. При этом были отмечены тенденции к снижению уровня Na, Al, Fe, Cu, повышению содержания Ca, Zn.

Рисунок 4. Влияние селенопирана на изменение уровня МАЭ и МЭ в результате ХДО ОСА

Изучение взаимоотношения МАЭ и МЭ в гомогенате лобных долях головного мозга после ХДО ОСА. ХДО ОСА привела к выраженным изменениям взаимоотношей МАЭ и МЭ в контрольной группе. Соотношение Mg/Ca уменьшилось в 11 раз, Mg/Al - в 9 раз, Mg/Cd - в 13 раз, Mg/Pb - в 9 раз. Отмечено снижение в 1,1-1,5 раза соотношений Zn/Cu, Zn/Pb, P/Ca, P/K. Изменения коснулись корреляционных связей между элементами. В отличие от интактных животных, после ХДО ОСА в контрольной группе выявлено наличие корреляционных связей только между Hg и всеми определяемыми МАЭ и МЭ, кроме Au (Spearman R=0,82, p=0,04), что говорит о нарушении механизмов поддержания элементного гомеостаза в результате ХДО ОСА.

При сравнении пропорций в группе животных, получавших глюконат лития, и в контроле получены следующие результаты. Соотношения Mg/Ca, Mg/Pb, Mg/Cd, Mg/Al, Ca/Pb, Zn/Pb, Zn/Cu были значимо выше на фоне применения глюконата лития, по сравнению с контрольной группой. Важно отметить, что изменений корреляционных связей между МАЭ и МЭ на фоне ХДО ОСА у животных, получавших глюконат лития, не произошло.

В группе животных, получавших Магне-В 6 мы зафиксировали следующие изменения взаимоотношений МАЭ и МЭ. Выявлено незначительное снижение соотношения Mg/Al - в 1,14 раза (p=0,03). Отмечено не достигшее уровня статистической значимости возрастание соотношения Mg/Ca, Mg/Pb, Mg/Cd, Ca/Pb. Соотношения Zn/Cu, Zn/Pb, Si/Al остались неизменными после воспроизведения ХДО ОСА. Проведенный корреляционный анализ также показал следующий результат: выявлено наличие сильных положительных связей между содержанием Li и всех элементов, кроме Na, Mg, Rb, Se, Au, B. Имеется отрицательная сильная связь между содержанием Li и B (Spearman R=-0,88; p=0,01). Содержание Na, Mg, Au, Se, Rb не коррелирует с содержанием ни одного другого из определяемых элементов.

В группе животных, получавших селенопиран, несмотря на отсутствие изменений содержания МАЭ и МЭ на фоне ХДО ОСА, были отмечены некоторые изменения взаимоотношений элементов. Так, наблюдалось смещение соотношения Mg/Pb в сторону Pb (p=0,02) и Zn/Cu в сторону Cu (p=0,004). При этом, относительно контрольной группы, мы отметили более высокое значение пропорций: Mg/Al, Ca/Pb, Zn/Pb. При проведении корреляционного анализа в данной группе, в сравнении с интактными животными, получавшими селенопиран нами получены следующие результаты. Хроническая церебральная гипоперфузия, не вызывая изменений элементного состава головного мозга, привела к выраженным изменениям взаимоотношений практически всех изучаемых элементов. Так, нами отмечено формирование сильных положительных корреляционных связей между Na, Ca, Te, Sm, Ta с одной стороны, и 45 элементами с другой (Spearman R=0,94-0,98). Кроме того, мы выявили сильные положительные корреляционные связи между Mg, Ag, I, Lu с одной стороны, и Y, Nb, La, Ce, Pr, Gd, Tb, Dy, Ir, Tl, Bi, с другой. Также обнаружена сильная корреляционная связь между содержанием Li и Mg (Spearman R=0,82; p=0,04).

Изучение взаимосвязи элементного гомеостаза и степенью неврологических нарушений в условиях ХДО ОСА. Статистический анализ не выявил наличия корреляционных связей между абсолютным содержанием отдельных МАЭ, МЭ и степенью неврологических нарушений после ХДО ОСА ни в одной группе. Однако, в контрольной группе мы выявили сильные отрицательные корреляционные связи между результатами теста удержания на горизонтальном бруске и соотношениями S/Se, Zn/Se (Spearman R=-0,82, p=0,04). В группе животных, получавших Магне-В 6 была выявлена сильная отрицательная корреляционная связь также между результатами теста удержания на горизонтальном бруске и соотношением Mg/Li (Spearman R=-0,8, p<0,05).

1. На фоне применения органических солей лития и магния отмечается преимущественное накопление этих элементов в лобных долях головного мозга, применение селенопирана приводит к равномерному его накоплению в мозге с небольшим превалированием лобных долей и мозжечка.

2. Применение органических солей лития, магния и селена приводит к выраженным изменениям элементного гомеостаза в лобных долях головного мозга. Глюконат лития, применяемый внутрь, в течение 30 дней (в дозе 28 мкг/кг/сут из расчета на элементный Li) вызывает увеличение содержания 62 элементов, в большей степени - кальция, элементов 2 группы периодической системы и лантаноидов. Применение Магне-В 6 применяемый внутрь, в течение 30 дней (в дозе 20 мг/кг/сут из расчета на элементный Mg) снижает содержание тяжелых металлов

Ag>Bi>Tl>As>Ni>Al>Cs>Pb>Hg=Au>Cd и разнонаправлено действует на содержания лантаноидов. Селенопиран применяемый внутрь, в течение 30 дней (в дозе 0,1 мг/кг/сут из расчета на элементный Se) снижает содержание значительного числа тяжелых металлов (Tl, Cs, Pb, Bi, Th, Cd, Ag, Sb), повышает содержание щелочноземельных металлов (Ba, Sr и, в меньшей степени, Ca). Изучаемые органические соли лития, магния и селена вызывают относительное увеличение содержания биотических элементов (Ca, Mg, P, Zn) по сравнению с токсическими (Cd, Pb, Al).

3. Экспериментальная хроническая гипоперфузия головного мозга вызывает многосторонние изменения элементного состава в лобных долях головного мозга, проявившиеся дисбалансом элементов с превалирующим снижением уровнем Mg, в меньшей степени, K и P, повышением Ca, Na, накоплением потенциальных прооксидантнов (Cu, Fe) и потенциально токсичных элементов (Al, Cd), а также снижением эссенциальных элементов: Zn, Li, Br, Rb, а также Au (элемента с неуточненной ролью). Наличие множественных отношений макро-, микроэлементов и их биолигандов потенцирует эффекты накопления токсических и дефицит эссенциальных элементов, т.е. гипоперфузия вызывает дисэлементоз.

4. Применение органических солей лития, магния и селена внутрь в течение 30 дней до создания модели хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий модифицирует реакцию элементного гомеостаза мозга на гипоперфузию мозга с наличием определенных паттернов изменений: глюконат лития препятствует развитию дисбаланса макроэлементов, накоплению потенциально токсичных микроэлементов; уменьшает степень снижения эссенциальных и повышения потенциально прооксидантных элементов; Магне-В 6 вызывает снижение содержания всех определяемых элементов, за исключением B, Na, Se, Au - степень снижения биотических и эссенциальных элементов значительно меньше по сравнению с контролем, снижаются потенциально токсичные элементы и потенциальные прооксиданты; Селенопиран препятствует абсолютным изменениям содержания элементов, приводя к стабилизации элементного гомеостаза, предотвращает формирование многочисленных отклонений элементного гомеостаза, вызванных ХДО ОСА.

5. Органические соли лития, магния, селена предотвращают снижение исследовательского поведения в тесте "открытое поле" и показателей сложного двигательного поведения после воспроизведения хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий, что свидетельствует о снижении чувствительности головного мозга к хроническому ишемическому повреждению на фоне применения изучаемых элементов. Несмотря на выраженные изменения элементного гомеостаза на фоне хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий, нами не выявлено корреляционных связей между содержанием тех или иных микро-, макроэлементов и степенью неврологических нарушений ни в одной исследуемой группе, что связано с наличием множества механизмов и иерархий взаимодействия элементов, вызывающих нелинейное их взаимоотношение.

1. Громова О.А., Гоголева И.В. Внимание, литий! Практика педиатра. - 2007. октябрь. - С. 18-20.

2. Громова О.А., Гоголева И.В. Применение магния в зеркале доказательной медицины и фундаментальных исследований в терапии. Фарматека. - 2007. - № 12. - С. 104-110.

3. Громова О.А., Гоголева И.В. Применение магния в зеркале доказательной медицины и фундаментальных исследований в терапии. Дефицит магния и концепция стресса. Трудный пациент. - 2007. - №11. - С. 29-38.

4. Громова О.А., Гоголева И.В. Селен - впечатляющие итоги и перспективы применения // Трудный пациент. - 2007. - №14. - С. 25-30.

5. Шазо Г., Гоголева И.В., Громова О.А., Уллубиев Н.М., Никонов А.А. Нейробиология лития. Журнал неврологии и психиатрии имени С.С. Корсакова. Инсульт приложение к журналу. - 2008. - выпуск 22. - С. 49-55.

6. Гоголева И.В., Садин А.В. Изменение элементного гомеостаза головного мозга на фоне применения органических солей магния и селена в условиях экспериментальной хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий. Тез. докл. "Неделя науки ИВГМА - 2008" С. 87.

7. Гоголева И.В., Громова О.А., Садин А.В., Волков А.Ю. Влияние церебролизина на элементный гомеостаз головного мозга крыс в условиях перманентной двусторонней окклюзии общих сонных артерий. Сборник материалов конгресса. XV Российский национальный конгресс "Человек и Лекарство". - 14-18 апреля 2008 г. - С. 610.

8. Гоголева И.В., Громова О.А., Садин А.В., Никонов А.А., Волков А.Ю. Влияние глюконата лития на неврологический дефицит и элементный гомеостаз головного мозга крыс в условиях перманентной двусторонней окклюзии общих сонных артерий. Сборник материалов конгресса. XV Российский национальный конгресс "Человек и Лекарство". - 14-18 апреля 2008 г. - С. 610.

9. Гоголева И.В., Садин А.В. Влияние органических солей лития, магния, селена на элементный гомеостаз головного мозга на фоне двусторонней хронической окклюзии общих сонных артерий. Тез. докл. "Неделя науки ИВГМА - 2008" С. 179.