Ученые оживили активность мозга свиньи через час после ее смерти 

Фото из открытых источников

Когда сердце останавливается, врачи спешат его перезапустить. Но даже если им это удается, часто за это расплачивается мозг. Достаточно всего нескольких минут без кровоснабжения, чтобы нанести необратимый ущерб мозгу пациента.

Теперь новое исследование предполагает, что неожиданный герой — печень — может защитить мозг от серьезных повреждений после остановки сердца. Исследователи из Китая сумели восстановить мозговую активность у свиней почти через час после остановки кровообращения. Это достижение стало возможным благодаря интеграции печени в систему жизнеобеспечения.

Эти результаты могут расширить критическое окно для реанимации пациентов с остановкой сердца, что в конечном итоге может улучшить показатели выживаемости людей. Результаты были опубликованы в журнале EMBO Molecular Medicine.

Остановка сердца прекращает приток крови к мозгу, что приводит к снижению уровня кислорода и питательных веществ, процесс, известный как ишемия. В течение нескольких минут клетки мозга начинают умирать. Вот почему у врачей есть лишь узкое окно для успешной реанимации после остановки сердца. Внезапная остановка сердца ежегодно поражает сотни тысяч людей в Европе и США, при этом показатели выживаемости остаются низкими.

Однако новое исследование, проведенное под руководством Сяошуня Хэ из Университета Сунь Ятсена в Китае, показало, что печень может играть неожиданную роль в расширении этого окна.

В своем исследовании ученые использовали мозг 17 тибетских мини-свиней, чтобы изучить влияние ишемии печени — когда печень лишена крови — на восстановление мозга после остановки сердца. Мозг свиней был собран и подключен к нормотермической машинной перфузии мозга (НМП), системе жизнеобеспечения.

Мозги свиней были разделены на разные группы, каждая из которых подвергалась разным уровням ишемии. Например, одна группа включала печень свиньи, подключенную к NMP, в то время как другая группа испытывала только ишемию мозга.

Исследователи смоделировали условия остановки сердца, чтобы изучить, как мозг этих животных реагировал с поддержкой печени и без нее во время реанимационных мероприятий. Каждый мозг свиньи подвергался 30-минутной тепловой ишемии. Затем исследователи попытались оживить органы с помощью машинной перфузионной системы.

Исследователи обнаружили резкие различия в восстановлении мозга в зависимости от того, была ли включена печень в перфузионную установку. Без поддержки печени мозг демонстрировал явные признаки дистресса: отек, повышенное повреждение клеток и потерю электрической активности после нескольких часов перфузии. Этот результат был типичен для мозга, страдающего от ишемически-реперфузионного повреждения, когда ткани, лишенные кислорода, перегружаются окислительным стрессом при повторном введении кровотока.

С другой стороны, мозг, подключенный к системе перфузии с помощью печени, показал себя значительно лучше. В этих случаях печень, по-видимому, защищала мозг от наихудшего повреждения. Не только отек мозга был менее выраженным, но и электрокортикальная активность, измеряемая с помощью ЭЭГ, также восстанавливалась и поддерживалась до 6 часов. Эта электрическая активность, включающая альфа- и бета-волны, является маркером функциональной активности мозга.

Мозг, которому помогала печень, также показал более низкие уровни белка S100-β, маркера нейронного повреждения, по сравнению с мозгом, перфузируемым без поддержки печени. Нейроны в ключевых областях, таких как кора и гиппокамп, были заметно здоровее, с меньшим повреждением тканей.

Все это говорит о том, что печень играла защитную роль в процессе реперфузии.

Роль печени в защите мозга, по-видимому, вытекает из ее метаболических и противовоспалительных функций. Когда печень присутствовала в перфузионном контуре, она продолжала производить жизненно важные метаболические молекулы. К ним относятся кетоновые тела, которые мозг может использовать в качестве альтернативного источника энергии при дефиците глюкозы.

Более того, исследователи обнаружили, что гены, связанные с гибелью клеток и иммунными реакциями, были более активны в мозге без поддержки печени. Напротив, мозг, перфузируемый печенью, показал паттерны экспрессии генов, которые были более благоприятными для выживания и восстановления мозга. Эти результаты свидетельствуют о том, что печень смягчает воспаление в мозге, помогая уменьшить вторичное повреждение, вызванное инфильтрацией иммунных клеток.

В своем исследовании ученые также проверили, как долго мозг может выдерживать тепловую ишемию, прежде чем произойдет необратимое повреждение. Примечательно, что при наличии печени мозг может восстанавливаться даже после 50–60 минут без кровотока. Это открытие противоречит традиционным взглядам, согласно которым мозг может выдерживать только 5–8 минут ишемии, прежде чем получит необратимое повреждение.

Эти результаты подчеркивают потенциальную роль печени в терапии после остановки сердца. Хотя большая часть внимания в реанимации была сосредоточена на сердце и мозге, печень не следует игнорировать.

Искусственные системы поддержки печени, которые уже используют многие пациенты с печеночной недостаточностью, однажды можно будет адаптировать для защиты мозга во время и после остановки сердца.

Эти результаты не только бросают вызов существующим представлениям об уязвимости мозга к кислородному голоданию, но и открывают новые надежды на методы лечения, которые могли бы улучшить выживаемость и восстановление пациентов с остановкой сердца.