По крайней мере, 30 процентов пациентов в отделениях интенсивной терапии (ОИТ) страдают той или иной формой психической дисфункции, которая выражается в тревоге, депрессии и особенно в делирии. У пациентов с искусственной вентиляцией легких частота делирия особенно высока, около 80 процентов, и может быть частично вызвана повреждением гиппокампа, хотя то, как вентиляция увеличивает риск повреждения и психических нарушений, остается неуловимым.
Ссылки по теме
Медицинский факультет Перельмана при Пенсильванском университете
Система здравоохранения Пенсильванского университета
Новое исследование, опубликованное в Американском журнале респираторной медицины и реанимации, проведенное исследователями из Университета Овьедо в Испании, больницы Святого Михаила в Торонто, Канада, и Медицинской школы Перельмана в Университете Пенсильвании, обнаружило молекулярный механизм, который может объяснить связь между механической вентиляцией легких и повреждением гиппокампа у пациентов интенсивной терапии.
Исследователи, включая Адриана Гонсалеса-Лопеса, доктора философии, в лаборатории Гильермо М. Альбайсеты, доктора медицины, доктора философии в Университете Овьедо, в соавторстве с Конрадом Талботом, доктором философии , доцентом-исследователем нейробиологии в отделении психиатрии. в Penn Medicine, начал с изучения гиппокампа у контрольных мышей и мышей на механической вентиляции с низким или высоким давлением в течение 90 минут. По сравнению с контрольной группой у тех, кто находился на вентиляции с низким или высоким давлением, были обнаружены доказательства гибели нейрональных клеток в гиппокампе в результате программы самоубийства клеток, называемой апоптозом.
В поисках молекулярной причины апоптоза, вызванного вентиляцией, команда обнаружила, что в гиппокампе вентилируемых животных сработал хорошо известный триггер апоптоза. Этот триггер - индуцированное дофамином подавление молекулы, известной как Akt, которая обычно действует для предотвращения апоптоза нейронов. Подавление Akt было ясно видно в гиппокампе вентилируемых мышей и было связано с гипердофаминергическим состоянием (повышенным уровнем дофамина) в этой области мозга. У вентилируемых мышей была повышенная экспрессия гена фермента тирозингидроксилазы, который имеет решающее значение для синтеза дофамина. Возникающее в результате повышение уровня дофамина увеличивает силу активации рецепторов дофамина в гиппокампе.
Исследователи предположили, что индуцированный вентиляцией апоптоз в гиппокампе, по крайней мере, частично опосредован повышенной активацией дофаминовых рецепторов в этой области мозга. Это было подтверждено демонстрацией того, что предварительная обработка мышей блокаторами дофаминовых рецепторов 2-го типа (D2), введенными в желудочки мозга, значительно снижала индуцированный вентиляцией апоптоз в гиппокампе.
На вопрос о том, как механическая вентиляция влияет на гиппокамп, ответили эксперименты на мышах, у которых был перерезан блуждающий черепной нерв, соединяющий легкие с мозгом. У этих мышей механическая вентиляция практически не влияла на уровни фермента, синтезирующего дофамин, или на апоптоз в гиппокампе.
Затем исследователи изучили влияние вентиляции и повышенного уровня дофамина в гиппокампе на дисбиндин-1, белок, который, как известно, влияет на уровни дофаминовых рецепторов D2 на клеточной поверхности, когнитивные функции и, возможно, риск психоза. Вентиляция под высоким давлением у мышей вызвала увеличение экспрессии гена дисбиндина-1C, а затем и уровня белка дисбиндина-1C. Один допамин имел аналогичные эффекты на дисбиндин-1C в препаратах гиппокампа, эффекты, которые подавлялись блокаторами рецепторов D2.
Поскольку дисбиндин-1 может снижать уровень рецепторов D2 на клеточной поверхности и защищать от апоптоза, авторы предполагают, что повышенная экспрессия дисбиндина-1С у вентилируемых мышей может отражать компенсаторные ответы на индуцированный вентиляцией апоптоз гиппокампа. Эта возможность применима к случаям ICU, учитывая дополнительное открытие авторов, что общий дисбиндин-1 был увеличен в нейронах гиппокампа вентилируемых людей по сравнению с невентилируемыми людьми, которые умерли в ICU.
Полученные данные могут привести к новым терапевтическим применениям известных лекарств и мишеням для новых лекарств, которые активируют молекулярный путь, опосредующий неблагоприятные эффекты вентиляции ОИТ на функцию мозга.
«Результаты доказывают существование патогенного механизма апоптоза гиппокампа, вызванного растяжением легких, который может объяснить развитие нейроповеденческих расстройств у пациентов, подвергшихся искусственной вентиляции легких», - пишут авторы. Один из соавторов, д-р Талбот, добавляет: «Исследование указывает на необходимость переоценки использования антагонистов рецептора D2 для минимизации негативных когнитивных эффектов механической вентиляции легких у пациентов в ОИТ и оценки новой возможности того, что повышение экспрессии дисбиндина-1C может также уменьшить эти эффекты ».
