БИОФИЗИКА, 2014, том 59, вып. 5, с. 1017-1022
БИОФИЗИКА СЛОЖНЫХ СИСТЕМ
УДК 577.35
ВЛИЯНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ ГИПОТЕРМИИ НА Н- И М-ОТВЕТЫ ПОСЛЕ КОНТУЗИОННОЙ ТРАВМЫ СПИННОГО МОЗГА У СОБАК
© 2014 г. Г.Г. Яфарова* **, Р.Ф. Тумакаев**, А.Р. Хазиева*, Т.В. Балтина*
*Казанский (Приволжский) федеральный университет, 420008, Казань, ул. Кремлевская, 18, Республика Татарстан; **ГА УЗ «Республиканская клиническая больница» МЗ РТ, 420059, Казань, ул. Оренбургский тракт, 138Б, Республика Татарстан; Е-тай:1уЬа1ппа@кр/и.ги Поступила в р едакцию 19.06.14 г.
Исследовано функциональное состояние нейромоторного аппарата квадратной мышцы подошвы у собак до и после экспериментальной контузионной позвоночно-спинальной травмы с использованием 20-минутной локальной интраоперационной гипотермии. Были регистрированы Н - и М -ответы квадратной мышцы подошвы при стимуляции большеберцового нерва. Результаты показали, что применение гипотермии после контузии спинного мозга у собак снижает амплитуду М - и Н -ответов и отношение Нтах/М тах, что свидетельствует о задержке развития рефлекторной возбудимости мотонейронов спинного мозга при гипотермии. При аналогичной травме спинного мозга у собак без применения гипотермии рефлекторная возбудимость спинальных мотонейронов в посттравматическом периоде была повышена. Сделан вывод, что интраоперационная гипотермия после контузионной травмы спинного мозга может задерживать развитие функционального возбуждения нейромоторного аппарата у собак не-поср едственно при воздействии гипотермии и предотвращать дальнейшие изменения рефлекторной возбудимости.
Ключевые слова: гипотермия, контузионная травма спинного мозга, нейромиография, М-ответ, Н-ответ, рефлекторная возбудимость.
И спользование гипотер мии рассматр ивается в клинике как нейр опротекторная терапия при остановке сердца, неонатальной гипоксии, ише-мической энцефалопатии и потенциально может быть полезна для лечения других невр ологиче-ских со стояний, включая травматическое повреждение спинного мозга (ТСМ) [1,2]. Гипотермию в лечении ТСМ начали интенсивно изучать в 60-х-70-х годах прошлого столетия [3-5]. X отя применение гипотермии имело ряд положительных моментов, подобные исследования потеряли популярность к 80-м годам, в основном из-за побочных эффектов гипотермии. Тем не менее возрождение использования гипотермии при лечении черепно-мозговой травмы вновь привело к необходимости проводить эксперименты на животных и пересмотреть вопрос потенциального использования гипотермии пр и Т СМ [6-8]. В доклинических исследованиях при острой ТСМ используют либо системную, либо локальную гипотер мию. П р е-имущество системной гипотермии в доклини-
Сокращения: ТСМ - травматическое повреждение спинного мозга, КМП - квадратные мышцы подошвы.
ческих исследованиях продемонстрировано в ряде недавних качественных систематических обзоров [1,9,10]. Однако скорее это связано с недостаточными данными об эффектах локальной гипотермии. В клинических исследованиях было показано положительное влияние применения локальной гипотермии в хирур гической практике при ламинэктомии и дуротомии для лечения острой ТСМ [11]. При этом осуществлялось локальное охлаждение орошением спинного мозга или твердой мозговой оболочки ледяным (4-5°С) физиологическим раствором. К сожалению, из-за небольшого числа экспериментов, разнородности методов лечения и отсутствия контрольных групп, результаты не отличались статистической достоверностью, чтобы привести к широкому использованию локальной гипотермии. Сочетание технической сложности и инвазивной природы местного охлаждения привели к пересмотру идеи применения локальной гипотер мии. Несмотря на то, что отдельные работы показали, что использование гипотермии может уменьшить площадь травмы спинного мозга, снижать эффекты вторичного повреждения и улучшать показатели
невр ологического восстановления [12], р оль локальной гипотермии в лечении повреждений спинного мозга о стается неопределенной. Учитывая, что методы терапии для острой травмы спинного мозга чрезвычайно ограничены, исследования возможной терапевтической роли локальной гипотермии в лечении о стр ой Т С М актуальны. Целью нашей работы было оценить эффективность использования локальной гипотермии после экспериментальной позвоночно-спинальной контузионной травмы, при нейро-миографической оценке состояния нейромотор-ного аппарата у собак.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В ходе эксперимента изучали влияние интероперационной гипотермии на функции ней-ромоторного аппарата после контузии спинного мозга в о стр ом и раннем периодах травматической болезни спинного мозга методом сти-муляционной электромиографии.
Для проведения эксперимента были использованы собаки, беспородные, обоих полов, массой 15 ± 5 кг, возрастом от 1 года. В эксперименте были использованы 12 животных. Животные находились в одинаковых условиях вивария.
Методика экспериментальной травмы. Стандартную открытую позвоночно-спинномозго-вую травму наносили на уровне первого поясничного позвонка (Ь^). После проведения ла-минэктомии Ь (твер дая мозговая оболочка о с-тавалась интактной) наносили травму спинного мозга по модифицированной методике А. А1-1епае (1911), устанавливая металлическую трубу высотой 20 см на корни дужек ламинэктоми-рованного позвонка и опуская внутри нее груз весом 20 г [13,14]. Контролем нанесения повр е-ждения являлось мышечное сокращение в нижних конечностях. Падающий груз и трубку после нанесения удара сразу же удаляли. Все оперативные вмешательства выполнялись нейрохирургом, ведущим научным сотрудником ГАУЗ РКБ МЗ Республики Татарстан, к.м.н. Р.Ф. Тумакаевым.
Все манипуляции с животными проводили с соблюдений правил гуманного обращения с лабораторными животными и с соблюдением биоэтических норм. Содержание, питание, уход за животными и выведение их из эксперимента осуществляли в соответствии с требованиями П риказа Министерства и ср еднего специального образования СССР № 742 от 13.11.1984 г., утвердившего «П равила пр оведения работ с использованием экспериментальных животных», которые действуют по настоящее время, и Ди-
рективой Европейского парламента и Совета от 22 сентяб ря 2010 года по защите животных, используемых для научных целей (Directive 2010/63/UE on the protection of animals used of scientific purposes).
Электромиографическое обследование. В
обеих группах электромиографичежое обследование проводили до оперативного вмешательства (интактные животные, контроль), в первые 20 мин посте контузионной травмы, в остром (1-3 cут) и раннем (4-21 cут) периодах ТСМ.
С ^пользованием игольчатых электродов регистрировали Н- и М-ответы квадратной мышцы подошвы (КМП) на электричежую стимуляцию большеберцового нерва отрава и «лева. Стимулирующие игольчатые электроды вводили в область проекции большебер цового нерва в подколенной ямке отр ава и олева, интен-^вность стимула варьировала от 0,35 В до 60 В, длительность стимула отставила 0,5 м« Анализир овали следующие параметры Н - и М -ответов: латентный пер иод - время от начала стимула до первого отклонения волны; макот-мальную амплитуду ответов - величину ответа от макcимального позитивного пика до макот-мального негативного пика; величину отношения макотмальных амплитуд Н- и М-ответов (НтахМтах), выраженную в %.
Методика проведения интраоперационной гипотермии. Мы иотользовали приготовленный хладагент, который на 20 мин помещали в декомпреотионном окне ламинэктомированно-го позвонка на твердую мозговую оболочку гаинного мозга и билатерально от него, а также на дуги двух выше- и нижележащих позвонков по обеим сторонам от остистых отр остков. Вcе процедуры проводили отгла^о авторотой методики Р.Ф. Тумакаева [15].
X ладагент, представляющий раствор для ин-фузий (0,9% р-р хлорида натрия в полиэтиленовых бутылках), заготавливали в медицинжом стерилизационном упаковочном материале Tyvek® (стерильность хранения - 1 год). Для этого иотользовали стерилизатор STER-RAD®100S, разработанный фирмой Advanced Sterilization Products компании Johnson&John-son Medical, inc. для стер илизации изделий ме-дицинжого назначения. Далее хладагент хранили в морозильной камере, где и прожходило его окончательное формирование. Вжр ытие упаковки производили непоcp едственно во вр е-мя оказания нейрохирургичежого вмешательства, жальпелем надр езали плаcтмаccовую бутылку и cфоpмиpованные кубики хладагента иотользовали по назначению [15].
150г
100
50-
lili
1
2
3
Рис. 1. Изменение латентного периода М-ответов квадратной мышцы подошвы после экспериментальной позвоночно-спинальной травмы. По оси абсцисс обозначены сроки после травмы спинного мозга: 1 - 20 мин после контузии спинного мозга, 2 - острый период (1-3 сут), 3 - ранний период (4-21 сут). По оси ординат обозначены значения латентного периода М-ответа в %, за 100% приняты значения параметров интактных животных (доопе-рационные) - контроль, обозначен пунктирной линией; темно-серым цветом - параметры первой группы животных, которым никаких терапевтических воздействий не производилось, серым цветом -параметры второй группы животных, которым производилась 20-минутная локальная интраопераци-онная гипотермия; * - р < 0,05, по отношению к контролю.
Описание групп, статическая обработка. После нанесения экспериментальной контузии животных разделили на две группы. Животным первой группы никакие терапевтические воздействия в посттравматическом периоде не про -водили. Во второй группе производили 20-минутную локальную интраоперационную гипотермию по описанной методике.
Полученные результаты обрабатывали с помощью пакета прикладных пр ограмм «Biostat» с использованием г-критер ия Стъюдента и критерия Уилкоксона.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ССЛЕДОВАНИЯ
Было показано, что в первые 20 мин после экспериментальной контузии у первой группы животных латентный пер иод М-ответа КМП не изменялся, во второй группе животных, непосредственно в 20-минутный период воздействия гипотер мии, латентный период М-ответа увеличился в ср еднем на 33 ± 8% (р < 0,05) по ср авнению с аналогичным показателем интакт-ных животных (рис. 1). В остром периоде и раннем посттравмат
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.