Апоптоз и некроз при острой шиемии мозга: выбор механизма
Во многих случаях наряду с признаками апоптоза в клетках обнаруживают дополнительные признаки некроза [ van Lookeren Campagne M., Gill R. 1996 , Martin D.P., Schmidt R.E. 1988 ]. Подобная смешанная морфология повреждения с обнаружением фрагментированной интрануклеосомальной ДНК была выявлена и в некротизирующихся клетках [ Lee J.M., Zipfel G.J. 1999 ]. Это позволило ряду исследователей усомниться в участии апоптоза в клеточной смерти при ишемии. Вместе с тем ряд авторов пришли к выводу о том, что программированная клеточная смерть и механизмы некроза, связанные с глутаматной эксайтотоксичностью , запускаются в ишемизированном мозге параллельно, поэтому сочетание их морфологических признаков и биохимических маркеров вполне предсказуемо.
Экспериментальные исследования [ Bonfoco E., Krainc D. 1995 , Du С., Ни R. 1996 , LeeJ. M., Zipfel G.J. 1999 ] установили, что при параллельном включении в ишемизированном мозге процессов некроза и апоптоза выбор преобладающего механизма смерти определяется несколькими факторами, в том числе тяжестью ишемии, зрелостью нейронов, доступностью трофического обеспечения и концентрацией свободных внутриклеточных ионов Са2+ . В условиях in vitro низкие концентрации эксайтотоксинов индуцируют апоптоз нейронов, в то время как более высокие - некроз [ Bonfoco E., Krainc D. 1995 ]. После легкой транзиторной фокальной ишемии (30-минутная окклюзия средней мозговой артерии ) инфаркт развивается в редуцированном виде в течение более чем 3 сут после начала инсульта, причем морфологическое исследование нейронов и чувствительность механизмов отсроченной гибели клеток к ингибитору протеинового синтеза циклогексимиду подтверждают значительную роль апоптоза [ Du С., Ни R. 1996 ].
Важным фактором, определяющим механизм смерти клеток при ишемии мозга, является их зрелость. При перевязке сонных артерий и гипоксии у новорожденных крыс ингибитор каспаз BAF уменьшал размер инфаркта мозга более чем на 50%, что свидетельствует об особом значении апоптоза в повреждении незрелой ткани [ Cheng Y., Deshmukh M., D'Costa A. 1998 ]. Подобный вывод сделан и в исследованиях, показавших, что предрасположенность культуральных нейронов к апоптозу уменьшается с созреванием их in vitro, при этом параллельно повышается их восприимчивость к NMDA -индуцированному эксайтотоксическому некрозу [ McDonald J.W., Behrens M.I. 1997 ].
Огромную значимость в развитии процесса апоптоза имеет недостаточность трофического обеспечения мозга. Экспозиция кортикальных нейронов с небольшими концентрациями ионизированного кальция индуцирует морфологическое повреждение аксонов и запускает последующий апоптоз [ Gwag B.J., Canzoniero L.M. 1999 ]. Экспозиция нейронов с эксайтотоксинами также вызывает повреждение аксонов, преимущественно в зоне центрального инфаркта. Нейроны пенумбры противостоят глутаматному повреждению и в последующем подвергаются апоптозу в связи с тем, что лишаются доставки трофических факторов через синапсы [ Bindokas V.P., Miller R.J. 1995 ].
Таким образом, несмотря на очевидную связь между острой церебральной ишемией и некрозом, в результате морфологических и молекулярно-биологических исследований установлено участие процессов генетически детерминированной программы смерти клеток в формировании инфаркта мозга. Механизмы апоптоза, позволяющие клеткам погибать без признаков выраженного воспаления и высвобождения генетического материала, включаются позже быстрых реакций некротических каскадов - как минимум спустя 1-2 ч после начала ишемии, начинают проявлять себя в полной мере через 12 ч, достигая максимума активности на 2-3-й сутки инсульта. Следовательно, апоптоз наряду с другими отдаленными последствиями ишемии принимает участие в "доформировании" очага инфаркта, дополнительно повреждая зону пенумбры .
