Критическая роль распространяющихся деполяризаций в раннем повреждении головного мозга: консенсус и разногласия

Введение: Когда пациент поступает в отделение неотложной помощи после инсульта, черепно-мозговой травмы или внезапной остановки сердца, в распоряжении врачей нет лекарственного препарата, способного защитить находящиеся под угрозой нейроны. Одна из ключевых причин этого заключается в том, что молекулярные механизмы, приводящие к нарушению электрической активности, отёку нейронов и сужению кровеносных сосудов в недавно повреждённом сером веществе, остаются неустановленными. Все три процесса обусловлены явлением, называемым распространяющейся деполяризацией (РД). Поскольку механизмы РД изучены лишь частично, мы не располагаем молекулярными мишенями и биомаркерами, которые помогали бы нейронам выживать после утраты кровотока и последующих повторных эпизодов РД.

Методы: В этом обзоре РД рассматривается как единичное или повторяющееся явление, возникающее в сером веществе после прекращения кровотока и нарушающее работу Na+/K+-АТФазы. Восстановление электрической активности после каждого эпизода РД требует столь значительных затрат энергии, что нейроны нередко погибают в течение последующих минут и часов после первичного повреждения, независимо от внеклеточного глутамата.

Результаты: Обсуждаются особенности изучения РД, включая различные методологические недостатки многочисленных экспериментальных моделей, а также то, каким образом чрезмерная нагрузка на Na+/K+-АТФазу вызывает РД. Повышение концентрации K+ или глутамата, вероятно, не является естественным механизмом запуска РД. Далее рассматриваются свойства самой РД, прежде всего механизмы её возникновения и распространения, а также компьютерное моделирование.

Выводы: В заключение суммированы положения, по которым авторы придерживаются единого мнения, и спорные вопросы, а также возможные направления дальнейших исследований РД. В сопроводительном обзоре критически оцениваются роль теории глутаматной эксайтотоксичности, её влияние на изучение РД и сомнительная значимость этой теории для исследования раннего повреждения головного мозга по сравнению с теорией РД.