Том 24 № 3 (2020)
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

Влияние интракаротидной селективной церебральной гипотермии на размер очага ишемического инсульта в эксперименте

Е. Фартаков
Приморская краевая клиническая больница № 1, Владивосток
В. Ломиворотов
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск
Д. Малаев
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск
А. Таркова
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск
А. Бойков
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск
А. Прохорихин
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск
Д. Волченко
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск
И. Зыков
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск
П. Селезнев
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск
В. Байструков
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск
Н. Грачев
Приморская краевая клиническая больница № 1, Владивосток
Д. Сергеевичев
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск
А. Чернявский
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск
Е. Кретов
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск

Опубликован 30.09.2020

Ключевые слова

  • гипотермия,
  • ишемический инсульт,
  • нейропротекция,
  • селективная интракаротидная церебральная гипотермия

Как цитировать

Фартаков, Е., Ломиворотов, В., Малаев, Д., Таркова, А., Бойков, А., Прохорихин, А., Волченко, Д., Зыков, И., Селезнев, П., Байструков, В., Грачев, Н., Сергеевичев, Д., Чернявский, А., & Кретов, Е. (2020). Влияние интракаротидной селективной церебральной гипотермии на размер очага ишемического инсульта в эксперименте. Патология кровообращения и кардиохирургия, 24(3), 112–120. https://doi.org/10.21688/1681-3472-2020-3-112-120

Аннотация

Актуальность. Ишемический инсульт является одной из ведущих причин смертности и инвалидизации во всем мире. Одним из перспективных методов профилактики ишемического инсульта является селективная интракаротидная церебральная гипотермия. Однако результаты исследований не позволяют сделать вывод о том, насколько эффективным будет применение этого метода у человека и каким выраженным при этом будет влияние на системную температуру.

Цель. Изучить влияние селективной интракаротидной церебральной гипотермии на размер очага ишемического инсульта у мини-пигов, определить оптимальный период проведения гипотермии и выраженность влияния интракаротидной гипотермии на системную температуру.

Методы. Исследование проводилось на мини-свиньях весом от 30 до 70 кг и включало два этапа. На первом этапе лабораторные животных разделили на две группы: контрольная группа (n = 4) и группа интракаротидной гипотермии в течение 3 ч, захватывающей периоды до и после реперфузии (n = 2). На втором этапе животных также разделили на две группы: группа гипотермии в течение 1,5 ч до реперфузии (n = 2) и группа гипотермии в течение 1,5 ч после реперфузии (n = 2). Методика моделирования ишемического инсульта была одинаковой во всех группах и заключалась в лобно-височной краниотомии и пережатии средней мозговой артерии на 3 ч. Интракаротидную гипотермию осуществляли посредством инфузии в восходящую глоточную артерию 0,9% раствора NaCl, охлажденного до +4 °С. Через 48 ч после начала эксперимента лабораторным животным выполняли магнитно-резонансную томографию головного мозга для определения размера очага инсульта.

Результаты. Размер очага инсульта в контрольной группе составил в среднем 10,75%, в группе гипотермии до реперфузии — 10,95%, а в группе гипотермии после реперфузии — 1,65% объема полушария мозга. Размер очага инсульта в группе гипотермии в течение 3 ч определить не удалось по причине осложнений, развившихся у животных во время операции и послеоперационном периоде. Влияние интракаротидной гипотермии на системную температуру у животного весом 65 кг составило 0,4 °С.

Заключение. Установлено выраженное уменьшение очага ишемического инсульта при интракаротидной гипотермии в течение 1,5 ч после реперфузии. Интракаротидная гипотермия не оказывает выраженного влияния на системную температуру.

Поступила в редакцию 2 мая 2020 г. Исправлена 20 мая 2020 г. Принята к печати 25 мая 2020 г.

Финансирование
Работа выполнена при поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 18-415-540025).

Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов
Концепция и дизайн работы: Е.И. Фартаков, В.В. Ломиворотов, Е.И. Кретов, А.Р. Таркова
Сбор и анализ данных: Д.У. Малаев, А.А. Бойков, А.А. Прохорихин, Д.В. Волченко, И.С. Зыков, П.О. Селезнев
Написание статьи: Е.И. Фартаков, Д.У. Малаев, А.Р. Таркова
Редактирование статьи: Е.И. Кретов, В.В. Ломиворотов, В.И. Байструков, .И. Грачев, Д.С. Сергеевичев, А.М. Чернявский, Е.И. Кретов
Утверждение окончательной версии: все авторы

Библиографические ссылки

  1. Feigin V.L., Norrving B., Mensah G.A. Global Burden of Stroke. Circ Res. 2017;120(3):439-48. PMID: 28154096. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.116.308413 
  2. Kim A.S., Cahill E., Cheng N.T. Global stroke belt. Stroke. 2015;46(12):3564-70. PMID: 26486867. https://doi.org/10.1161/STROKEAHA.115.008226 
  3. McMeekin P., White P., James M.A., Price C.I., Flynn D., Ford G.A. Estimating the number of UK stroke patients eligible for endovascular thrombectomy. Eur Stroke J. 2017;2(4):319-326. PMID: 29900409. https://doi.org/10.1177/2396987317733343 
  4. Go A.S., Mozaffarian D., Roger V.L., Benjamin E.J., Berry J.D., Borden W.B., Bravata D.M., Dai S., Ford E.S., Fox C.S., Franco S., Fullerton H.J., Gillespie C., Hailpern S.M., Heit J.A., Howard V.J., Huffman M.D., Kissela B.M., Kittner S.J., Lackland D.T., Lichtman J.H., Lisabeth L.D., Magid D., Marcus G.M., Marelli A., Matchar D.B., McGuire D.K., Mohler E.R., Moy C.S., Mussolino M.E., Nichol G., Paynter N.P., Schreiner P.J., Sorlie P.D., Stein J., Turan T.N., Virani S.S., Wong N.D., Woo D., Turner M.B., American Heart Association Statistics Committee and Stroke Statistics Subcommittee. Heart disease and stroke statistics—2013 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 2013;127(1):e6-e245. PMID: 23239837. https://doi.org/10.1161/CIR.0b013e31828124ad 
  5. Кретов Е.И., Малаев Д.У., Андреев М.А., Требушат Д.В., Грачев Н.И., Бойков А.А., Прохорихин А.А., Таркова А.Р., Байструков В.И. Первый опыт использования прототипа системы для внутрисосудистой тромбэктомии в эксперименте. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2019;23(4):63-72. [Kretov E.I., Malaev D.U., Andreev М.A., Trebushat D.V., Grachev N.I., Boykov A.A., Prokhorikhin A.A., Tarkova A.R., Baystrukov V.I. Combined transcatheter thrombectomy system for treatment of acute ischaemic stroke. Patologiya krovoobrashcheniya i kardiokhirurgiya = Circulation Pathology and Cardiac Surgery. 2019;23(4):63-72. (In Russ.)] http://dx.doi.org/10.21688/1681-3472-2019-4-63-72
  6. Shankaran S., Laptook A.R., Ehrenkranz R.A., Tyson J.E., McDonald S.A., Donovan E.F., Fanaroff A.A., Poole W.K., Wright L.L., Higgins R.D., Finer N.N., Carlo W.A., Duara S., Oh W., Cotten C.M., Stevenson D.K., Stoll B.J., Lemons J.A., Guillet R., Jobe A.H.; National Institute of Child Health and Human Development Neonatal Research Network. Whole-body hypothermia for neonates with hypoxic–ischemic encephalopathy. N Engl J Med. 2005;353(15):1574-84. PMID: 16221780. https://doi.org/10.1056/NEJMcps050929
  7. Johnston M.V., Fatemi A., Wilson M.A., Northington F. Treatment advances in neonatal neuroprotection and neurointensive care. Lancet Neurol. 2011;10(4):372-82. PMID: 21435600. https://doi.org/10.1016/S1474-4422(11)70016-3 
  8. Hypothermia After Cardiac Arrest Study Group. Mild therapeutic hypothermia to improve the neurologic outcome after cardiac arrest. N Engl J Med. 2002;346(8):549-56. PMID: 11856793. https://doi.org/10.1056/NEJMoa012689 
  9. Bernard S.G., Buist M.D., Jones B.M., Silvester W., Gutteridge G., Smith K. Treatment of comatose survivors of out-of-hospital cardiac arrest with induced hypothermia. N Engl J Med. 2002;346(8):557-63. PMID: 11856794. https://doi.org/10.1056/NEJMoa003289 
  10. Lin J.J., Lin C.Y., Hsia S.H., Wang H.S., Chiang M.C., Lin K.L. 72-Hour therapeutic hypothermia improves neurological outcomes in paediatric asphyxia out-of-hospital cardiac arrest – An exploratory investigation. Resuscitation. 2018;133:180-6. PMID: 30142398. https://doi.org/10.1016/j.resuscitation.2018.08.019 
  11. Lascarrou J.-B., Merdji H., Le Gouge A., Colin G., Grillet G., Girardie P., Coupez E., Dequin P.-F., Cariou A., Boulain T., Brule N., Frat J.-P., Asfar P., Pichon N., Landais M., Plantefeve G., Quenot J.-P., Chakarian J.-C., Sirodot M., Legriel S., Letheulle J., Thevenin D., Desachy A., Delahaye A., Botoc V., Vimeux S., Martino F., Giraudeau B., Reignier J. Targeted temperature management for cardiac arrest with nonshockable rhytm. N Engl J Med. 2019;381(24):2327-37. PMID: 31577396. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1906661 
  12. De Georgia M.A., Krieger D.W., Abou-Chebl A., Devlin T.G., Jauss M., Davis S.M., Koroshetz W.J., Rordorf G., Warach S. Cooling for Acute Ischemic Brain Damage (COOL AID): a feasibility trial of endovascular cooling. Neurology. 2004;63(2):312-7. PMID: 15277626. https://doi.org/10.1212/01.wnl.0000129840.66938.75 
  13. Hemmen T.M., Raman R., Guluma K.Z., Meyer B.C., Gomes J.A., Cruz-Flores S., Wijman C.A., Rapp K.S., Grotta J.C., Lyden P.D., ICTuS-L Investigators. Intravenous thrombolysis plus hypothermia for acute treatment of ischemic stroke (ICTuS-L): final results. Stroke. 2010;41(10):2265-70. PMID: 20724711. https://doi.org/10.1161/STROKEAHA.110.592295 
  14. Lyden P., Hemmen T., Grotta J., Rapp K.,  Ernstrom K., Rzesiewicz T., Parker S., Concha M., Hussain S., Agarwal S., Meyer B., Jurf J., Altafullah I., Raman R. Results of the ICTuS 2 Trial (Intravascular Cooling in the Treatment of Stroke 2). Stroke. 2016;47(12):2888-2895. PMID: 27834742. https://doi.org/10.1161/STROKEAHA.116.014200 
  15. Mattingly T.K., Denning L.M., Siroen K.L., Lehrbass B., Lopez-Ojeda P., Stitt L., Pelz D.M., Das S., Ang L.C., Lee D.H., Lownie S.P. Catheter based selective hypothermia reduces stroke volume during focal cerebral ischemia in swine. J Neurointerv Surg. 2015;8(4):418-22. PMID: 25676148. https://doi.org/10.1136/neurintsurg-2014-011562 
  16. Chen J., Fredrickson V., Ding Y., Jiang L., Luo Y., Ji X. The effect of a microcatheter-based selective intra-arterial hypothermia on hemodynamic changes following transient cerebral ischemia. Neurol Res. 2015;37(3):263-8. PMID: 25310355. https://doi.org/10.1179/1743132814Y.0000000451 
  17. Schwartz A.E., Finck A.D., Stone J.G., Connolly E.S., Edwards N.M., Mongero L. Delayed selective cerebral hypothermia decreases infarct volume after reperfused stroke in baboons. J Neurosurg Anesthesiol. 2011;23(2):124-30. PMID: 21150463. https://doi.org/10.1097/ANA.0b013e3181fa75ca 
  18. Song W., Wu Y.M., Ji Z., Ji Y.B., Wang S.N., Pan S.Y. Intra-carotid cold magnesium sulfate infusion induces selective cerebral hypothermia and neuroprotection in rats with transient middle cerebral artery occlusion. Neurol Sci. 2013;34(4):479-86. PMID: 22466873. https://doi.org/10.1007/s10072-012-1064-3 
  19. Chen J., Fredrickson V., Ding Y., Cheng H., Wang N., Ling F., Ji X. Enhanced neuroprotection by local intra-arterial infusion of human albumin solution and local hypothermia. Stroke. 2012;44(1):260-2. PMID: 23192754. https://doi.org/10.1161/STROKEAHA.112.675462 
  20. Kurisu K., Abumiya T., Ito M., Gekka M., Osanai T., Shichinohe H., Nakayama N., Kazumata K., Houkin K. Transarterial regional hypothermia provides robust neuroprotection in a rat model of permanent middle cerebral artery occlusion with transient collateral hypoperfusion. Brain Res. 2016;1651:95-103. PMID: 27663968. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2016.09.017 
  21. Chen J., Liu L., Zhang H., Geng X., Jiao L., Li G., Coutinho J.M., Ding Y., Liebeskind D.S., Ji X. Endovascular hypothermia in acute ischemic stroke: a pilot study of selective intra-arterial cold saline infusion. Stroke. 2016;47(7):1933-5. PMID: 27197848. https://doi.org/10.1161/STROKEAHA.116.012727 
  22. Neimark M.A., Konstas A.A., Lee L., Laine A.F., Pile-Spellman J., Choi J. Brain temperature changes during selective cooling with endovascular intracarotid cold saline infusion: simulation using human data fitted with an integrated mathematical model. J Neurointerv Surg. 2013;5(2):165-71. PMID: 22270331. https://doi.org/10.1136/neurintsurg-2011-010150 
  23. Konstas A.A., Neimark M.A., Laine A.F., Pile-Spellman J. A theoretical model of selective cooling using intracarotid cold saline infusion in the human brain. J Appl Physiol. 2007;102(4):1329-40. PMID: 17170208. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00805.2006 
  24. Yenari M., Kitagawa K., Lyden P., Perez-Pinzon M. Metabolic downregulation: a key to successful neuroprotection? Stroke. 2008;39(10):2910-7. PMID: 18658035. https://doi.org/10.1161/STROKEAHA.108.514471 
  25. Kurisu K., Yenari M.A. Therapeutic hypothermia for ischemic stroke; pathophysiology and future promise. Neuropharmacology. (2017);134(Pt B):302-309. PMID: 28830757. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2017.08.025 
  26. Lee J.E., Yoon Y.J., Moseley M.E., Yenari M.A. Reduction in levels of matrix metalloproteinases and increased expression of tissue inhibitor of metalloproteinase-2 in response to mild hypothermia therapy in experimental stroke. J Neurosurg. 2005;103(2):289-97. PMID: 16175859. https://doi.org/10.3171/jns.2005.103.2.0289 
  27. Reinert M., Brekenfeld C., Taussky P., Andres R., Barth A., Seiler R.W. Cerebral revascularization model in a swine. Acta Neurochir Suppl. 2005;94:153-157. PMID: 16060257. https://doi.org/10.1007/3-211-27911-3_25