Научно-исследовательская работа Т.С. Сулаквелидзе.

Научно-исследовательская работа.
Свыше 40 лет коллектив кафедры разрабатывает важнейшую проблему
современной нейробиологии и медицины – проблему восстановления
функций и структуры центральной нервной системы (ЦНС) после ее
повреждения. В качестве модели патологии используется полная поперечная
перерезка спинного мозга (СМ) у животных. Анализ последствий перерыва
СМ остается актуальным не только в теоретическом, но и, прежде всего, в
практическом плане в связи с ростом различных видов травматизма. Как
отмечал еще «1985г. Y.Muller «это – одна из наиболее активно изучаемых
аспектов нейробиологии, и любой, самый скромный, вклад эксперимента в
проблему восстановления функций при травмах ЦНС исключительно
необходим, в особенности, для решения в будущем этой важной клинической
задачи». В наши дни оказание эффективной пользы больным с повреждением
СМ остается одной из труднейших задач в практической деятельности врача.
Много неясного остается в вопросах патогенеза посттравматического
периода при спинальных травмах. Многообразие нарушений сенсомоторных, вегетативных и трофических функций различных органов и
систем на клеточном и субклеточном уровнях затрудняет построение
патогенетической терапии. Жалкий вид больных и беспомощность врача у
постели больного настоятельно требует как детального анализа уже
используемых нами приемов и стимуляторов регенерации ЦНС (пиронин),
так и поиска новых эффективных средств и способов стимулирования
адаптационно-компенсаторных процессов в поврежденной ЦНС. Фактически
сотрудники ориентированы на проблему №25 (указание минздрава России от
07.08.1995г. №278) «Совершенствование организации нейрохирургической
помощи, диагностики, комплексного лечения, медико-социальной
реабилитации при заболеваниях и повреждениях нервной системы».
Отправным ориентиром служат результаты представленные в докторской
диссертации Г.Г. Мусалова, который выявил своеобразные формы
адаптационно-компенсаторных приспособлений при травмах СМ, таких как:
1. Феномен прокладывания глиальных мостиков «объединение культей»
перерезанного СМ регенерирующими нервными волокнами;
2. Феномен метаболического напряжения и компенсаторной гипертрофии
нейронов в участках «поредения» количества нейронов у основания
культей;
3. Феномен смещения (миграции) нейронов из области перерезки СМ в
белое вещество и в ближайшие к месту травмы участки «раздражения»
количества нейронов;
4. Феномен двухядерности и другие признаки деления нейронов у
взрослых (!) спинальных собак в участках мозга ниже его перерезки.
Исследованиями остается ответить: что же подстегивает эти многообразные
формы регенераторно-компенсаторных-адаптационных процессов в условиях
травмы нервной ткани?
Продолжением работы являются материалы докторских и 12 кандидатских
диссертаций сотрудников кафедры и соискателей. Сравнены существующие
и вновь предлагаемые приемы организации контактов выше и нижележащих
культей СМ при его перерывах в условиях травмы или полного поперечной
его перерезки в эксперименте. Продолжается работа по использованию в
динамике посттравматического периода предложенных на кафедре тестов по
оценке опорно-локомоторных функций и анализу современных подходов к
изучению состояния, механизмов рефлекторного утомления мышц в
условиях травм СМ.
Исследовано (на основе современных подходов) состояние перекисного
окисления липидов в гомогенатах тканей головного и спинного мозга,
печени, почек, мышцах передних и задних конечностей у спинальных крыс, в
крови и ликворе больных с перерывом СМ. Испытаны в клинике некоторые
экзо- и эндогенные анти- и прооксиданты с целью стимулирования
регенераторных процессов. Ведь известно, что на всевозможные изменения в
тканях реагирует система свободных радикалов – антиоксидантов.
Нарушение равновесия в этой системе составляет сущность физикохимической патологии. Поэтому и была изучена выраженность процессов
свободнорадикального переокисления липидов в различных тканях и
спинальных животных, применены антиоксиданты, дано заключение об их
эффективности в звеньях стимулирования компенсации функций, учитывая
их роль как стабилизаторов функционального состояния клеточных мембран.
Известно, что исход спинальной травмы определяется не только уровнем
перерыва СМ, но и степенью осложнений со стороны мочеобразующих и
мочевыводящих путей, и это приводит, как правило, к уросепсису и
летальному исходу. В трех диссертациях наших сотрудников Ахмедханова
А.А., Билалова Р.Р., Сулаквелидзе Т.С. обобщены исследования функций
почек у спинальных животных. Было выявлено, что после полной
поперечной перерезки (ППП) СМ величины спонтанного и водного диуреза,
основных процессов мочеобразования, показатели выведения натрия и калия
с мочой, уровень мочевины в плазме крови изменяются фазно и
статистически достоверно. К примеру, олигурия сменяется нормализацией
или увеличением мочеотделения, вновь олигурией и т. д. Эта неустойчивость
во включении и коррекции водовыделительной функции почек и основных
процессов
мочеобразования
сочетается
с
изменением
уровней
антидиуретической (АДА) и окситоциновой активностей плазмы крови.
Отмечены периоды их резких подъемов. Опыт подсказал необходимость и
более детального изучения основных процессов мочеобразования в
начальный период спинального шока, когда еще не присоединились грубые
изменения морфологии почек и возможна коррекция. Ассистент Гарунова
Р.Э выполняет материал диссертации, ориентируясь на исследования именно
в ранние периоды травмы СМ в эксперименте, в частности, по ранней
диагностике состояния концентрационной и выделительной функции почек у
спинальных собак. Аспирант Загирова Н.А. выполнила и успешно защитила
диссертацию по механизму изменения баланса электролитов натрия и калия в
условиях водно-солевых нагрузок и кровопусканий в сравнительном плане у
интактных и спинальных собак. Для клиницистов сделан акцент (акт
внедрения в клинику нейрохирургии РКБ) на факторы предупреждения
осложнений при водно-солевых нагрузках на фоне травм СМ. Дана
характеристика оптимальным вариантам приемов в этих условиях инфузий.
В целом, кафедра дополняет клиническими исследованиями богатый
экспериментальный материал, полученный по состоянию функций почек и
водно-солевого обмена в динамике посттравматического периода, по
механизму регуляций водно-солевого гомеостазиса, уделив особое внимание
при обобщении гормональному спектру ликвора, содержанию в нем АДГ и О
в норме и при травмах ЦНС. Через изучение звеньев антидиуретического
гормона (АДГ) и окситоцина прослежена связь между процессами регуляции
водно-солевого обмена в системной циркуляции (СЦ) и церебро-спинальной
жидкости (ЦСЖ). При оценке уровней гормонов в названных жидких средах
у женщин и мужчин, у бодрствующих собак были выявлены и более
высокие их концентрации в ликворе в сравнении с СЦ, что доказывает факт
поступления АДГ и окситоцина в ЦСЖ не из общего кровотока, а из
многочисленных окситоцин- и вазопрессинергических нейронов различных
областей мозга.
Результаты наших исследований показали, что уровни АДГ и окситоцина
(О) в ЦСЖ изменялись в ответ на гипо- или гипергидратацию организма в
СЦ.
Следовательно, фактор гидратации – это один из связующих звеньев при
центральных и периферических выбросах АДГ и О. Хорошо известна роль
АДГ как гормона, тормозящего мочеотделение. Что касается О, то
результаты работ последних десятилетий все больше подтверждают наши
ранние исследования о его роли (вне периода родов и лактации) как
эндогенного диуретика. На основании наших данных вмешательство
обсуждаемых гормонов в регуляцию водно-солевого обмена в пределах СЦ
следует рассматривать как включение двух конкурентных систем.
В ликворной системе была выявлена явная зависимость концентраций того
же О от фактора гидратации организма: в условиях жажды собак уровни его
значимо возрастали, а на фоне гипергидратации, когда в СЦ окситоциновая
активность увеличивалась в 20-30 раз, в ликворе она примерно во столько же
раз уменьшалась. Диспропорция концентраций отмечено и для АДГ,
следовательно, она характерно и для выброса обсуждаемых гормонов как в
СЦ, так и в ЦСЖ.
По нашим данным изменение уровней гормонов – нейропептидов в ликворе
может быть и результатом включения их как стрессорных гормонов: мы
обнаружили высокие уровни О в ликворе больных с травматической
эпилепсией (особенно при признаках ликворной гипертензии, гидроцефалии,
при часто повторяющихся приступах), у пациентов с тяжелыми ушибами
головного мозга. Учитывая сочетания высоких уровней ликворного О с
выраженной потерей памяти или ретроградной амнезией у обследованных
пациентов, - мы провели параллель и с ролью О как амнезического пептида.
Следует отметить, что в условиях перерезки спинного мозга у собак
чувствительность почек к влиянию АДГ и О оказывалось несовершенной,
особенно при напряжении адаптивных механизмов, к примеру, при инфузиях
гипо- и гипертонических растворов. Так 4 спинальные собаки (из28) погибли
в течение ближайших часов после инфузии им гипотонического раствора
NaCl, а у 5 животных отмечено резкое ухудшение общего состояния,
отечность тканей в первые сутки после процедуры. У пациентов с перерывом
спинного мозга (п=24) выявлены значительные перепады в уровнях особенно
О. Как плазмы, так и ликвора. На основании результатов экспериментальных
и клинических наблюдений мы рекомендовали учитывать уровни АДГ и О в
крови и ликворе спинальных пациентов перед выведением растворов,
кровезаменителей, др. (акты внедрения в РКБ №№: 645, 1604).
Важно, что исследования в эксперименте необходимо учитывать в плане
совершенствования организации нейро-хирургической помощи по
диагностике, комплексному лечению, медико-социальной реабилитации при
заболеваниях и повреждениях нервной системы. Работы проведены
совместно с кафедрой нервных болезней и нейрохирургии ДГМА (зав. проф.
Р.У. Умаханов). На основе экспериментальных исследований дано
физиологическое обоснование к анализу состояния и коррекции некоторых
соматических и вегетативных функций, а также тактике ведения спинальных
пациентов. В целях профилактики ряда серьезных осложнений у пациентов с
полным перерывом спинного мозга рекомендовано использовать в качестве
критерия эффективности лечения ряда разработанных в эксперименте тестов
по определению состояния почек и водно-солевого гомеостазиса, учитывая,
что наибольший процент летальности больных падает на нарушение
почечной выделительной системы. Предложено также использовать
экзогенные антиоксиданты (α-токоферол, дл.) в клинике, т.к. по данным
эксперимента они снижают концентрацию продуктов свободнорадикального
окисления в тканях у спинальных животных и нормализуют в условиях
травмы спинного мозга равновесие в системе «свободные радикалы –
антиоксиданты». В одной из карт внедрения мы отразили зависимость
выраженности трофических расстройств при полном перерыве спинного
мозга от состояния печени, поскольку у большинства спинальных собак
находившихся под нашим наблюдением (28), которые в конце опытов были
забиты, выявлялось обычная, дольчатая структура печени, без явных
отклонений от нормы.
Грубые изменения структуры органа обнаружены лишь у 4-х спинальных
собак – резко выраженная жировая дистрофия, отсутствие печеночных балок
участки некробиоза; др. При наблюдении клинического состояния в
динамике, именно у 4-х (из 28-ми) упомянутых животных отмечалась резко
выраженная общая адинамия, быстрое падение веса, симптомы трофических
расстройств (наклонность к выпадению шерсти, пролежни, обширные
участки «облысения», которые периодически покрывались многочисленными
трофическими язвами). Т.О. анализ наших наблюдений показывает, что
патологические изменения в печени значительно усугубляют выраженность
трофических расстройств у спинальных животных. Отсюда, в клинике,
наряду с мероприятиями, направленными на нормализацию трофических
влияний со стороны нервной системы, эффективного местного воздействия
на пролежни и язвы у спинальных пациентов, особое внимание мы
рекомендуем уделять контролю за состоянием печени и коррекцию ее
функций с помощью биологического тестирования исследуется
концентрация АДГ (вазопрессина) и О в плазме крови и ликворе. В институте
кардиологии ВКНЦ АМН СССР проведено радиоиммуноисследование
вазопрессина в жидких средах организма собак, др. На кафедре развернуты
исследования по практическому использованию мазевой основы «Процетин»,
предложенной Мусаловым Г.Г. на основе наблюдений за состоянием
измененной трофики задних лап спинальных животных. Мазевая основа
составлена из природных ингредиентов и обладает некролитическим,
противовоспалительным, протеолитическим, грануляционным и другими
свойствами (патент на изобретение 2004г.). Мазевая основа помогает при
лечении инфицированных ран, трофических язв, рожистого воспаления, др.
Методическое обеспечение научных исследований кафедры.
Полную поперечную перерезку спинного мозга (СМ) у животных
производили изогнутым скальпелем, предложенным проф. Г.Г. Мусаловым.
На основе 40-летних исследований создан богатейший банк гистологических
препаратов участков СМ выше и ниже его перерезки (Th7-8) у собак ( общая
морфология, гистохимия – тест на гликоген, железо, ДНК, пероксидазу, др.).
«Анализ гистологических препаратов предваряется исследованиями»;
«Адаптационно – компенсаторных изменений соматических и вегетативных
функций в условиях травмы ЦНС». Проводится изучение состояния
перекисного окисления липидов, о чем судят по малоновому диальдегиду
(конечному продукту липопероксидации) – в гомогенатах мышц передних и
задних конечностей крыс, в крови и ликворе пациентов с перерывом СМ (на
базе клиники нейрохирургии РКБ).
В динамике спинального шока изучаются основные процессы
мочеобразования у интактных, спинальных крыс на (как мировой золотой
стандарт при оценке величин клубочковой фильтрации), клиренс креатинина,
парааминогиппуровой кислоты. Рассчитывается не только клубочковая
фильтрация, но и эффективный почечный плазмоток, максимальная
секреторная способность канальцев, канальцевая реабсорбция воды,
фильтрационная фракция, др. Впервые в России использован α- ксилозный
тест для оценки почечных функций у крыс и собак. С помощью анализатора
жидкости («Медико», США) исследуется содержание Na+ и K+ в крови и
моче, осмотическое давление с помощью осмометра(Санкт Петербург
2004г.).
Что касается материальной базы НИР, то она недостаточна. Если
возможность изучать вегетативные функции, в частности функции почек и
водно-солевого обмена, удовлетворительна, то – исследовать соматические
функции у животных – весьма сложно – многие приборы годны только для
демонстрации в лабораторном учебном курсе. В плане финансовой основы
помогли к сожалению, и хоздоговорные работы, которые закончились из-за
разного рода препятствий в 80-х годах. Упущено отличная перспектива
продолжения весьма результативной работы сотрудников по теме:
«Биоантиоксиданты ихтиофауны Каспийского моря, их роль в процессах
эмбриогенеза осетровых, в обмене воды и солей у беспозвоночных».
Исследования проводились в лабораторных и заводских условиях совместно
с Центральным НИИ осетрового хозяйства (город. Астрахань). Изучено
содержание биогенных антиоксидантов и простагландинов в рыбах и
беспозвоночных Каспийского моря, исследованы элементы специфики
физико-химической патологии эмбрионального и постэмбрионального
развития. Для получения жизнестойкой молоди осетровых применен
эффективный комплекс антиоксидантов и простагландинов, даны
рекомендации заводам по искусственному воспроизводству осетровых.
Приведем лишь одно из высказываний при обсуждении доклада доцента А.О.
Тавакова по результатам исследований – зав. лабораторией физиологии и
биохимии осетровых ЦНИИ осетрового хозяйства к.б.н. Гераскина П.П.:
«Исследование подкупает, перспективно, интересно и его данные повлияют
на результаты деятельности осетровых заводов».
Итак, имея результаты 45-летнего опыта исследований в эксперименте,
последние годы мы пытаемся соотнести с требованиями клиники имеющийся
наработанный материал, сформулировать физиологические обоснования по
анализу состояния и коррекции некоторых соматических и вегетативных
функций, оценить удельный вес полученных в эксперименте результатов для
анализа общих фундаментальных процессов в условиях травмы ЦНС.
Результаты исследований представлены в брошюре «Кафедра нормальной
физиологии ДГМА» - к 70-летию основания. Махачкала, - 2005г. – 123с., в
монографии – Мусалов Г.Г. и соавторы «Структурно – функциональные
основы компенсации функции при травме спинного мозга», изд.
«Наука»,1983, 302с. Только за последние 5 лет данные представлены в 103
научных публикациях (из них 20 - в центральных рецензируемых изданиях),
в 28 тезисах отражено содержание рационализаторских предложений
сотрудников, получены патенты на 3 изобретения, др.