Метаболический ацидоз и ишемическое повреждение мозга

Одной из первых реакций ткани мозга на снижение МК является развитие лактат-ацидоза.

Снижение содержания AТФ в ишемизированной зоне приводит к компенсаторной активации анаэробного гликолиза и усилению образования лактата и ионов H⁺, что обусловливает формирование метаболического ацидоза. Незначительное увеличение концентрации ионов H⁺ на ранних этапах ишемии имеет компенсаторно-приспособительное значение, так как способствует увеличению перфузии в зоне пенумбры. Значительное нарастание концентраций лактата в первые часы развития ишемического инсульта вызывает снижение рН до 6,4-6,7 и является неблагоприятным прогностическим признаком.

Показано, что тканевый ацидоз играет чрезвычайно важную роль в переходе от селективного нейронального некроза к инфаркту мозга. Предположение о взаимосвязи ацидоза с увеличением тканевого повреждения базируется на экспериментах, показывающих, что преишемическая гипергликемия усиливает повреждение, вызванное преходящей ишемией, за счет снижения внутри- и внеклеточного рН.

В целом ацидоз угнетает метаболические реакции и ионный транспорт. Притормаживание Са²⁺ тока теоретически может оказывать защитное действие, что и было продемонстрировано в экспериментах in vitro, когда внеклеточный ацидоз защищал нейроны от влияния глутамата или аноксии. В то же время доказано, что повреждающее действие ацидоза усиливается во время ишемического инсульта, так как направлено на энергетически скомпрометированную ткань. Внутриклеточный ацидоз ведет к нарушению секвестрации ионов Са²⁺ в митохондриях и ЭПР вследствие конкуренции ионов Н⁺ и Са²⁺ за места связывания, накоплению внутриклеточных свободных ионов Са²⁺ и дополнительной активации запускаемых ими патогенетических механизмов: усугублению процессов оксидантного стресса, избыточному синтезу NO, активации внутриклеточных ферментов.

Усиление продукции свободных радикалов на фоне ацидоза связано с повышенным высвобождением в кислой среде триггера окислительных механизмов – Fe²⁺ - из его связей с трансферрино-подобными белками, что интенсифицирует реакции Haber-Weiss. Следствием является быстропреходящее митохондриальное повреждение со снижением активности цитохромоксидазы и цитохрома а-а3. Метаболический ацидоз и гипергликемия препятствуют восстановлению митохондриальных функций в постишемическом периоде.

Снижение рН внутри- и внеклеточной среды оказывает и непосредственное цитотоксическое действие, вызывая «разрыхление» клеточных мембран, изменяя их физико-химические свойства, способствуя повышенной проницаемости нейронов и эндотелия сосудов. Набухание эндотелиальных клеток усугубляет микроциркуляторные нарушения и вследствие этого постишемическую гипоперфузию, или феномен no-reflow.

Накопление ионов Н⁺ является важным фактором развития клеточного отека. Начальное увеличение тканевой жидкости оказывает цитотоксическое действие, способствуя нарушениям энергетического обмена.

Таким образом, повреждающее действие ацидоза является важным компонентом разворачивающихся процессов острой церебральной ишемии и развития инфаркта мозга.