Ученым удалось восстановить мозговую активность в мозге свиньи, который находился в состоянии ишемии почти час — после остановки сердца. Это стало возможным благодаря включению неповрежденной печени в систему жизнеобеспечения, направленную на реанимацию мозга. Эта техника может проложить путь к новым методам продления времени реанимации после остановки сердца.
Остановка сердца — серьезная проблема общественного здравоохранения, на которую приходится около 50 % смертей от сердечно-сосудистых заболеваний. По оценкам, ежегодно в Европе и США умирает от 375 000 до 700 000 человек. Несмотря на достижения в области сердечно-легочной реанимации, шансы на выживание в случае остановки сердца остаются низкими и колеблются между 8 и 23 %.
Такая смертность в основном обусловлена повреждением мозга, вызванным ишемией и шоком после остановки сердца. Этот процесс запускается спонтанно после такого происшествия, приводя к мультиорганной дисфункции. Предполагается, что эта дисфункция, в частности мультиорганная ишемия, серьезно ухудшает функциональное восстановление мозга после реанимации.
Однако конкретная роль других органов, кроме сердца, в функциональном восстановлении мозга после остановки сердца остается практически неизвестной, что ограничивает разработку новых стратегий реанимации. Исследования показали, что функция печени может влиять на степень повреждения мозга после остановки сердца. Исследовательская группа из Университета Сунь Ят-Сена (Китай) представила первое прямое доказательство этого в своем новом исследовании.
Повышенное повреждение мозга при печеночной ишемии
Другие ученые ранее показали, что гипоксический гепатит возникает у 7-21 % пациентов, реанимированных после остановки сердца. Это связано с неврологической дисфункцией, длительным пребыванием в реанимации и высоким уровнем смертности. Пациенты с циррозом также имеют худшие неврологические результаты после реанимации. Поэтому китайские ученые предположили, что печень может играть важную роль в патогенезе повреждения мозга после остановки сердца.
Для изучения этой гипотезы команда отобрала 17 лабораторно выращенных тибетских свиней и провела серию экспериментов. Две группы подвергались церебральной ишемии в течение 30 минут, в то время как другая группа подвергалась и церебральной, и печеночной ишемии. Четвертая контрольная группа не подвергалась ишемии. Затем животных умерщвляли, чтобы исследовать их мозг.
В результате исследования ученые обнаружили, что в группе, подвергшейся церебральной и печеночной ишемии, было гораздо больше церебральных повреждений, чем в группе, подвергшейся только церебральной ишемии. Наибольшие повреждения наблюдались в лобной доле. Наименее серьезные повреждения наблюдались в контрольной группе. «Результаты модели глобальной церебральной ишемии in vivo показывают, что церебральные поражения усугубляются при одновременном наличии печеночной ишемии по сравнению с поражениями без печеночной ишемии», — объясняют ученые в своем отчете, опубликованном в журнале EMBO Molecular Medicine.
Оптимальное время реанимации — 50 минут
Следующим шагом была реанимация мозга свиней с помощью печени или без нее. Для этого ученые провели процедуру ex vivo с использованием системы нормотермической перфузии (NMP). Она поддерживает органы при нормальной биологической температуре и непрерывно снабжает их кислородом и питательными веществами. Обычно система включает в себя искусственный мозг, сердце и легкие, но в одной из исследовательских групп к ним была добавлена здоровая печень. Мозг был подключен к системе через 10 минут после ишемии.
Ученые с удивлением обнаружили, что уровень восстановления значительно различается между мозгом, подключенным к системе с печенью, и мозгом без нее. Первые демонстрировали устойчивую электрическую активность в течение шести часов подряд, в то время как у вторых электрическая активность возобновлялась через 30 минут после подключения к системе, но быстро снижалась. Мозг, реанимированный с помощью печени, также показал более низкий уровень S100-beta, биомаркера повреждения мозга, а также более здоровые кору и гиппокамп.
Затем команда протестировала несколько задержек подключения мозга к системе с помощью печени, чтобы оценить, как долго мозг может оставаться жизнеспособным, прежде чем будет необратимо поврежден. Мозг свиньи подключали через 30, 50, 60 и 240 минут ишемии. Ученые обнаружили, что органы все еще можно реанимировать через 50-60 минут, причем 50 минут — оптимальное время. Более того, при задержке в 60 минут активность мозга восстанавливалась, но угасала через три часа. Это говорит о том, что существует временной промежуток, в течение которого реанимация с помощью печени вполне осуществима.
«Результаты исследования демонстрируют ключевую роль печени в патогенезе черепно-мозговой травмы после остановки сердца», — пишут ученые. Хотя этот метод ex vivo не может быть напрямую применен к человеку, он открывает путь к изучению новых стратегий реанимации.
