Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.


Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

"Emergency medicine" №1(88), 2018

Back to issue

Neurotransmitter mechanisms of consciousness recovery in patients with severe traumatic brain injury

Authors: Черний В.И.(1), Андронова И.А.(2), Городник Г.А.(2), Черний Т.В.(1), Андронова М.А.(2)
(1) — Государственное научное учреждение «Научно-практический центр профилактической и клинической медицины» Государственного управления делами, г. Киев, Украина (2) — Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького

Categories: Medicine of emergency

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. Одним із перспективних напрямків постішемічної корекції церебрального гомео­стазу є застосування препаратів, спрямованих на переривання швидких реакцій глутаматкальцієвого каскаду. До препаратів із глутаматблокуючою дією належить амантадин, неконкуруючий антагоніст дофамінових і NMDA-рецепторів. Він справляє стабілізуючий вплив на специфічні глутаматергічні рецептори, що переривають наростання глутаматного викиду і пригнічують глутаматну ексайтотоксичність. Подібний ефект доведено і для унікального ноотропного препарату — N-карбамоїл-метил-4-феніл-2-піролідону (фенілпірацетам). Механізми реалізації ефектів фенілпірацетаму визначаються посиленням синтезу білка і фосфоліпідів, підвищенням швидкості обороту інформаційних молекул, полімодальним впливом на широкий діапазон синаптичних систем — холінергічну, адренергічну, дофамінергічну, глутаматергічну і, найголовніше, ГАМКергічну. Мета — вивчення нейромедіаторних механізмів відновлення свідомості в пацієнтів із тяжкою черепно-мозковою травмою. Матеріали та методи. Дослідження проводили у 2010–2015 роках в ДоКТМО на базі кафедри анестезіології та інтенсивної терапії ФІПО Донецького національного медичного університету ім. М. Горького. 1-ша група (порівняння) складалася з 30 пацієнтів, які отримували терапію за стандартним протоколом. 2-га група (дослідження) складалася з 30 хворих, які отримували, крім терапії за протоколом, препарат амантадин, що застосовували в першу добу після отримання травми у вигляді інфузійного розчину в дозі 1000 мл (400 мг) на добу внутрішньовенно повільно крапельно протягом 7 діб. 3-тя група (дослідження) складалася з 32 хворих, які отримували, крім терапії за протоколом, препарат фенілпірацетам через зонд один раз на добу. Оцінювали рівень свідомості за шкалою коми Глазго. Застосовували комп’ютерний цифровий енцефалограф NIHON KOHDEN EEG-1200. Для оцінки динаміки нейрофізіологічних змін вивчали усереднені показники спектрального аналізу електроенцефалографії за 8 відведеннями, зокрема спектральну потужність із частотою 1 Гц (діяльність нейрогліальної популяції), 6–7,5 Гц (холінергічна система), 4–5 Гц (адренергічна система), 11–12 Гц (дофамінергічна система), 24–25 Гц (β2) (серотонінергічна система). Усі отримані дані оброблялися з використанням методів математичної статистики із застосуванням кореляційного аналізу. Результати. Зафіксовані нами у відповідь на застосування амантадину і фенілпірацетаму ЕЕГ-зміни (зниження δ-, підвищення α- і β1- і β2-ритмів) відображали зменшення активності глутаматергічної ней­ромедіаторної системи, що є одним із механізмів відновлення свідомості при тяжкій ЧМТ. Інтенсивна терапія із застосуванням амантадину у хворих із тяжкою черепно-мозковою травмою відновлює нейромедіаторний баланс: підвищує дофамінергічну активність, переважно в проекції стовбурових структур, активує холінергічну нейромедіаторну систему, переважно в проекції так званої когнітивної осі, що є ще одним із механізмів відновлення свідомості. У пацієнтів із тяжкою ЧМТ після введення фенілпірацетаму була зафіксована значна активація переважно серотонінергічної системи мозку з гіперпродукцією серотоніну, прискоренням процесів метаболізму в нейрогліальній популяції і помірними асиметричними ангіоспастичними ефектами, що також є одним із механізмів відновлення свідомості. Застосування додатково до стандартного протоколу лікування амантадину і фенілпірацетаму підвищувало шанс відновлення свідомості до 11 і більше балів за шкалою коми Глазго вже на 7-му добу терапії (ОR ± 95% ДІ = 5,5 (2,8–13,2) і ОR ± 95% ДІ = 0,626 (0,219–1,000) відповідно). Використання амантадину і фенілпірацетаму в гострому періоді тяжкої ЧМТ обумовлювало статистично значуще зниження ризику смерті (RR ± 95% ДІ = 0,273 (0,084–0,881) і RR ± 95% ДІ = 0,426 (0,168–1,000) відповідно).

Актуальность. Одним из перспективных направлений постишемической коррекции церебрального гомеостаза является применение препаратов, направленных на прерывание быстрых реакций глутаматкальциевого каскада. К препаратам с глутаматблокирующим действием относится амантадин, неконкурирующий антагонист дофаминовых и NMDA-рецепторов. Он обладает стабилизирующим действием на специфические глутаматергические рецепторы, прерывая нарастание глутаматного выброса и подавляя глутаматную эксайтотоксичность. Аналогичный эффект доказан и для уникального ноотропного препарата — N-карбамоилметил-4-фенил-2-пирролидона (фенилпирацетам). Механизмы реализации эффектов фенилпирацетама определяются усилением синтеза белка и фосфолипидов, повышением скорости оборота информационных молекул, полимодальным влиянием на широкий диапазон синаптических систем — холинергическую, адренергическую, дофаминергическую, глутаматергическую и главным образом ГАМКергическую. Цель — изучение нейромедиаторных механизмов восстановления сознания у пациентов с тяжелой черепно-мозговой травмой (ЧМТ). Материалы и методы. Исследование проводили в 2010–2015 годах в ДоКТМО на базе кафедры анестезиологии и интенсивной терапии ФИПО Донецкого национального медицинского университета им. М. Горького. 1-я группа (сравнения) состояла из 30 пациентов, получавших терапию по стандартному протоколу. 2-я группа (исследования) состояла из 30 больных, получавших, кроме терапии по протоколу, препарат амантадин, который применяли в первые сутки после получения травмы в виде инфузионного раствора в дозе 1000 мл (400 мг) в сутки внутривенно медленно капельно в течение 7 суток. 3-я группа (исследования) состояла из 32 больных, получавших, кроме терапии по протоколу, препарат фенилпирацетам через зонд один раз в сутки. Оценивали уровень сознания по шкале комы Глазго. Применяли компьютерный цифровой энцефалограф NIHON KOHDEN EEG-1200. Для оценки динамики нейрофизиологических изменений изучали усредненные показатели спектрального анализа элекроэнцефалографии по 8 отведениям, в частности спектральную мощность с частотой ниже 1 Гц (деятельность нейроглиальной популяции), 6–7,5 Гц (холинергическая система), 4–5 Гц (адренергическая система), 11–12 Гц (дофаминергическая система), 24–25 Гц (β2) (серотонинергическая система). Все полученные данные обрабатывались с использованием методов математической статистики с применением корреляционного анализа. Результаты. Зафиксированные нами в ответ на применение амантадина и фенилпирацетама ЭЭГ-изменения (снижение δ-, повышение α- и β1- и β2-ритмов) отражали уменьшение активности глутаматергической нейромедиаторной системы, что является одним из механизмов восстановления сознания при тяжелой ЧМТ. Интенсивная терапия с применением амантадина у больных с тяжелой черепно-мозговой травмой восстанавливает нейромедиаторный баланс: повышает дофаминергическую активность, преимущественно в проекции стволовых структур, активирует холинергическую нейромедиаторную систему, преимущественно в проекции так называемой когнитивной оси, что является еще одним из механизмов восстановления сознания. У пациентов с тяжелой ЧМТ после введения фенилпирацетама была зафиксирована значительная активация преимущественно серотонинергической системы мозга с гиперпродукцией серотонина, ускорением процессов метаболизма в нейроглиальной популяции и умеренными асимметричными ангиоспастическими эффектами, что также является одним из механизмов восстановления сознания. Применение дополнительно к стандартному протоколу лечения амантадина и фенилпирацетама повышало шанс восстановления сознания до 11 и более баллов по шкале комы Глазго уже к 7-м суткам терапии (ОR ± 95% ДИ = 5,5 (2,8–13,2) и ОR ± 95% ДИ = 0,626 (0,219–1,000) соответственно). Использование амантадина и фенилпирацетама в остром периоде тяжелой ЧМТ обусловливало статистически значимое снижение риска смерти (RR ± 95% ДИ = 0,273 (0,084–0,881) и RR ± 95% ДИ = 0,426 (0,168–1,000) соответственно).

Background. One of the promising directions for the correction of the post-ischemic cerebral homeostasis is the use of drugs aimed at interrupting fast reactions of glutamate-calcium cascade. Amantadine, non-competitive antagonist of dopamine and N-methyl-D-aspartate receptors, is one of the drugs with glutamate-blocking action. It has a stabili­zing effect on specific glutamatergic receptors, interrupting an increase in glutamate release and inhibiting glutamate excitotoxicity. A similar effect is also proven for unique noo­tropic drug — N-carbamoyl-methyl-4-phenyl-2-pyrrolidone (phenylpiracetam). The mechanisms of phenylpiracetam effects are determined by increased synthesis of protein and phospholipids, increased speed of circulation of information molecules, polymodal effect on a wide range of synaptic systems — cholinergic, adrenergic, dopaminergic, glutamatergic and, primarily, GABA-ergic. The purpose was to study the neurotransmitter mechanisms of consciousness recovery in patients with severe traumatic brain injury (TBI). Material and methods. The study was conducted in 2010–2015 in Donetsk Regional Clinical Territorial Medical Association at the department of anesthesiology and intensive care of the faculty of postgraduate education of Donetsk national medical university. Comparison group 1 consisted of 30 patients treated according to standard protocol. Study group 2 consisted of 30 individuals, who received amantadine in addition to the treatment protocol, the drug was used in the first days after injury as the infusion solution at a dose of 1000 ml (400 mg) per day by slow intravenous drip, for 7 days. Study group 3 consis­ted of 32 patients receiving phenylpiracetam through a probe once a day in addition to the treatment protocol. Level of consciousness had been evaluated by Glasgow coma scale. We used computer digital electroencephalography (EEG) machine NIHON KOHDEN EEG-1200. We studied the neurophysiological changes in averaged spectral analysis of the EEG at 8 derivations, in particular, spectral power with the frequency below 1 Hz (the activity of neuroglial population), 6–7.5 Hz (cholinergic system), 4–5 Hz (adrenergic system), 11–12 Hz (dopaminergic system), with a frequency of 24–25 Hz (beta 2) (serotoninergic system). All the data obtained were processed using mathematical statistical methods, with correlation analysis. Results. In response to amantadine and phenylpiracetam use, we recorded EEG changes (decrease of δ rhythm, the growth of α, and β1 and β2 rhythms) reflecting a reduction in the activity of glutamatergic neurotransmitter system, which is one of the mechanisms of consciousness recovery in severe TBI. Intensive care with the use of amantadine in patients with severe traumatic brain injury restores neurotransmitter balance: increases dopaminergic activity, primarily in the projection of the stem structures, activates the cholinergic neurotransmitter system, mainly in the projection of the so-called cognitive axis, which is another one mechanism of consciousness recovery. In patients with severe head injury after the introduction of phenylpiracetam, there was a significant activation of mainly serotoninergic system of the brain with the overproduction of serotonin, acceleration of metabolic processes in neuroglial populations and mode­rate asymmetric angiospastic effects, which is also one of the mechanisms of consciousness recovery. Application of amantadine and phenylpiracetam in addition to standard protocol increased the chance of consciousness recovery up to 11 or more points in Glasgow coma scale by day 7 of therapy (odds ratio (ОR) ± 95% CI (confidence interval) = 5.5 (2.8–13.2), and ОR ± 95% CI = 0.626 (0.219–1.000), respectively). The use of amantadine and phenylpiracetam in the acute period of severe TBI resulted in a statistically significant reduction of death risk (risk ratio (RR) ± 95% CI = 0.273 (0.084–0.881), and RR ± 95% CI = 0.426 (0.168–1.000), respectively).


Keywords

тяжка черепно-мозкова травма; рівень свідомості; кількісна електроенцефалографія; нейроглія; нейромедіатори; амантадин; фенілпірацетам

тяжелая черепно-мозговая травма; уровень сознания; количественная электроэнцефалография; нейроглия; нейромедиаторы; амантадин; фенилпирацетам

severe traumatic brain injury; level of consciousness; quantitative electroencephalography; neuroglia; neurotransmitters; amantadine; phenylpiracetam


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Helen Bramlett M. Патофизиология ишемического травматического поражения мозга: сходство и различия / Helen Bramlett M., Dalton Dietrich W. // Медицина неотложных состояний. — 2006. — № 4(5). — С. 22-34. 
2. Werner C. Pathophysiology of traumatic brain injury / Werner C., Engelhard K. // British Journal of Anaesthesia. — 2007. — V. 99. — № 1. — Р. 4-9.
3. Injury and repair mechanisms in ischemic stroke: conside–rations for the development of novel neurotherapeutics / E. Candelario Jalil //Curr Opin Investig Drugs. — 2009. — 10(7). — Р. 644-654.
4. Ghosh S. Changes in cytosolic Ca2+ levels correspond to fluctuations of lactate levels in crosstalk of astrocyte neuron cell lines / S. Ghosh, D. K. Kaushik, J. Gomes // Indian J. Exp. Biol. — 2010. — V. 48. — № 6. — P. 529-537.
5. Никонов В.В. Роль антагонистов глутаматных рецепторов (ПК-Мерц) в лечении повреждений мозга (обзор литературы) / В.В. Никонов, И.Б. Савицкая // Медицина неотложных состояний. — 2012. — № 5(44). — С. 44-48.
6. Basis mechanisms of traumatic brain damage (Review) / B.K. Siesjo // Ann. Emerg. Med. — 2007. — Vol. 22. — № 6. — P. 959-969.
7. Нейропротекция и нейропластичность / Беленичев И.Ф., Черний В.И., Нагорная Е.А. и др. — К.: Логос., 2015. — 512 с.
8. Верещагин Е.И. Современные возможности нейропротекции при острых нарушениях мозгового кровообращения и черепно-мозговой травме (обзор литературы) / Е.И. Верещагин // Журнал интенсивной терапии. — 2006. — № 3. — С. 4-28.
9. Черний В.И. Особенности применения ноотропов в комплексной терапии острой церебральной недостаточности различного генеза / В.И. Черний, И.А. Андронова, Т.В. Черний, Г.А. Городник // Основные направления фармакотерапии в неврологии: Мат-лы XV Международной конференции 24–26 апреля, Судак, 2013. — С. 133-140.
10. Шанина Т.В. Влияние дофаминергической и серотонинергической нейротрансмиттерных систем на течение и исход ишемического инсульта: Автореф. дис… канд. мед. наук: спец. ВАК 14.00.13 «нервные болезни» / Т.В. Шанина. — М., 2005. — 136 с.
11. Черний В.И. Острая церебральная недостаточность / В.И. Черний, В.Н. Ельский, Г.А. Городник. — 4-е изд., исправ. и доп. — Донецк, 2010. — 434 с.
12. Черній В.І. Можливості корекції глутаматної ек–сайтотоксичності у пацієнтів з тяжкою черепно-мозковою травмою / В.І. Черній, Г.А. Городник, І.А. Андронова, К.В. Назаренко, Т.В. Черній // Клінічна анестезіологія та інтенсивна терапія. — 2015. — № 2(6). — С. 54-67.
13. Дворкович В.П. Оконные функции для гармонического анализа сигналов / Дворкович В.П., Дворкович А.В. — М.: Техносфера, 2014. — 112 с.
14. Андронова И.А. Возможности количественной ЭЭГ в исследовании нейромедиаторных систем ЦНС при острой и хронической церебральной недостаточности / И.А. Андронова, Т.В. Черний, К.В. Назаренко, В.И. Черний, М.А. Андронова // Мат-лы Всероссийской конференции с международным участием «Нейрохимические механизмы формирования адаптивных и патологических состояний мозга, 24–26 июня. — СПб.; Колтуши, 2014. — С. 17.
15. Шарова Е.В. Современные возможности ЭЭГ в анализе функциональных нарушений при тяжелых повреждениях головного мозга / Е.В. Шарова // Нейронауки: теоретичні та клінічні аспекти. — 2009. — Т. 5, № 1–2. — С. 49-58.
16. Ахметова Е.Р. Электроэнцефалографический анализ взаимодействия глутамат- и холинергической систем мозга: Автореф. дис… канд. биол. наук: спец. ВАК 03.00.13 «физиология». — Пущино, 2000. — 99 с.
17. Лях Ю.Е. Основы компьютерной биостатистики: анализ информации в биологии, медицине и фармации статистическим пакетом MedStаt / Ю.Е. Лях, В.Г. Гурьянов, В.Н. Хоменко, О.А. Панченко. — Донецк: Папакица Е.К., 2006. — 214 с.
18. Ахапкина В.И. Отличительные особенности оригинального инновационного состава фенотропила, или (я5)-2-(2-оксо-4-фенилпирролидин-1-ил) ацетамид, обладающего модуляторной активностью с соразмерным влиянием / В.И. Ахапкина // Фарматека. — 2013. — № 19. — С. 75-90.

Similar articles

Антагонист глутаматных NMDA-рецепторов (амантадина сульфат) в интенсивной терапии тяжелой черепно-мозговой травмы
Authors: Черний В.И., Андронова И.А., Городник Г.А., Назаренко К.В. - Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького; Черний Т.В. - Государственное научное учреждение «Научно-практический центр профилактической и клинической медицины» Государственного управления делами, г. Киев
"Emergency medicine" 5 (68) 2015
Date: 2015.12.18
Categories: Medicine of emergency
Sections: Clinical researches
The Study of EEG Predictors in Patients with Acute Cerebral Insufficiency Complicated by Vegetative State
Authors: Черний В.И.(1), Андронова И.А.(2), Городник Г.А.(2), Назаренко К.В.(2), Черний Т.В.(1), Андронова М.А.(2)
(1) — Государственное научное учреждение «Научно-практический центр профилактической и клинической едицины» Государственного управления делами, г. Киев, Украина
(2) — Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького, Украина

"Emergency medicine" 7 (78) 2016
Date: 2016.12.21
Categories: Medicine of emergency
Sections: Clinical researches
The Research of EEG Predictors of Neurotransmitter and Neuroglial Activity, the Features of Restructuring the Brain Intracentral Relations in Patients with Severe TBI
Authors: Черний В.И.(1, 2), Андронова И.А.(2), Городник Г.А.(2), Назаренко К.В.(2), Черний Т.В.(1) - (1) Государственное научное учреждение «Научно-практический центр профилактической и клинической медицины» Государственного управления делами, г. Киев, Украина; (2) Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького, г. Лиман, Украина
International neurological journal 5 (83) 2016
Date: 2016.10.20
Categories: Neurology
Sections: Clinical researches
Investigation of EEG Predictors of Neurotransmitter and Neuroglial Activity in Patients with Acute Cerebral Insufficiency of Different Origin
Authors: Черний В.И.(1), Андронова И.А.(2), Городник Г.А.(2), Черний Т.В.(1), Назаренко К.В.(2), Андронова М.А.(2)
1 - Государственное научное учреждение «Научно-практический центр профилактической и клинической медицины» Государственного управления делами, г. Киев, Украина
2 - Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького, г. Лиман, Украина

"Emergency medicine" 4 (75) 2016
Date: 2016.08.29
Categories: Medicine of emergency
Sections: Clinical researches

Back to issue