Том 23 № 1S (2019): Современные стенты и стратегии эндоваскулярных вмешательств
ОБЗОРЫ

Возможности и перспективы гипотермии в лечении ишемического инсульта

PDF
  • Е. Фартаков,
  • А. Таркова,
  • Е. Кретов,
  • И. Зыков,
  • В. Ломиворотов
Е. Фартаков
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск, Российская Федерация
А. Таркова
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск, Российская Федерация
Bio
Е. Кретов
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск, Российская Федерация
И. Зыков
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск, Российская Федерация
В. Ломиворотов
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск, Российская Федерация
DOI: https://doi.org/10.21688/1681-3472-2019-1S-S18-S25

Опубликован 02.05.2019

Ключевые слова

  • ишемический инсульт,
  • общая гипотермия,
  • нейропротекция,
  • селективная церебральная гипотермия

Как цитировать

Фартаков, Е., Таркова, А., Кретов, Е., Зыков, И., & Ломиворотов, В. (2019). Возможности и перспективы гипотермии в лечении ишемического инсульта. Патология кровообращения и кардиохирургия, 23(1S), S18-S25. https://doi.org/10.21688/1681-3472-2019-1S-S18-S25

Copyright (c) 2019 Фартаков Е. И., Таркова А. Р., Кретов Е. И., Зыков И. С., Ломиворотов В. В.

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Аннотация

В Российской Федерации показатель заболеваемости и смертности от инсульта один из самых высоких в мире. Для лечения ишемического инсульта используют два метода: тромболизис и тромбэкстракцию. Однако, несмотря на эффективность, эти методы имеют ограниченное применение вследствие строгих показаний и противопоказаний. В связи с этим поиск новых методов лечения ишемического инсульта, которые могут быть эффективны как при самостоятельном применении, так и в качестве дополнения к уже существующим,  актуальная задача. Целью работы является обзор мировых исследований, посвященных применению гипотермии при ишемическом инсульте. Гипотермия обладает доказанным нейропротективным действием при ишемии мозга. В данном контексте интерес представляет интракаротидная селективная церебральная гипотермия, которая, согласно ряду доклинических исследований, значительно уменьшает объем инфаркта мозга после ишемического инсульта. Преимуществами этого метода являются быстрое достижение целевой температуры, направленное влияние на головной мозг и минимальное влияние на системную температуру. Таким образом, интракаротидная селективная церебральная гипотермия является перспективным методом лечения ишемического инсульта и заслуживает дальнейшего изучения. В связи с этим авторы решили провести доклиническое исследование, посвященное этой тематике.

Поступила в редакцию 9 октября 2018 г. Исправлена 25 января 2019 г. Принята к печати 30 января 2019 г. Опубликована онлайн 11 марта 2019 г.

Финансирование
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ (проект № 18-415-540025).

Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

PDF

Библиографические ссылки

  1. Kim A.S., Cahill E., Cheng N.T. Global stroke belt: geographic variation in stroke burden worldwide. Stroke. 2015;46(12):3564-70. PMID: 26486867. http://dx.doi.org/10.1161/STROKEAHA
  2. Emberson J., Lees K.R., Lyden P., Blackwell L., Albers G., Bluhmki E., Brott T., Cohen G., Davis S., Donnan G., Grotta J., Howard G., Kaste M., Koga M., von Kummer R., Lansberg M., Lindley R.I., Murray G., Olivot J.M., Parsons M., Tilley B., Toni D., Toyoda K., Wahlgren N., Wardlaw J., Whiteley W., del Zoppo G.J., Baigent C., Sandercock P., Hacke W.; Stroke Thrombolysis Trialists' Collaborative Group. Effect of treatment delay, age, and stroke severity on the effects of intravenous thrombolysis with alteplase for acute ischaemic stroke: a meta-analysis of individual patient data from randomized trials. Lancet. 2014;384(9958):1929-35. PMID: 25106063, PMCID: PMC4441266. http://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(14)60584-5
  3. Boode B., Welzen V., Franke C., van Oostenbrugge R. Estimating the number of stroke patients eligible for thrombolytic treatment if delay could be avoided. Cerebrovasc Diseases. 2007;23(4):294-8. PMID: 17199087. http://dx.doi.org/10.1159/000098330
  4. Powers W.J., Rabinstein A.A., Ackerson T., Adeoye O.M., Bambakidis N.C., Becker K., Biller J., Brown M., Demaerschalk B.M., Hoh B., Jauch E.C., Kidwell C.S., Leslie-Mazwi T.M., Ovbiagele B., Scott P.A., Sheth K.N., Southerland A.M., Summers D.V., Tirschwell D.L.; American Heart Association Stroke Council. 2018 guidelines for the early management of patients with acute ischemic stroke. Stroke. 2018;49(3):e46-e110. PMID: 29367334. http://dx.doi.org/10.1161/STR.0000000000000158
  5. Saver J.L., Goyal M., Bonafe A., Diener H.C., Levy E.I., Pereira V.M., Albers G.W., Cognard C., Cohen D.J., Hacke W., Jansen O., Jovin T.G., Mattle H.P., Nogueira R.G., Siddiqui A.H., Yavagal D.R., Baxter B.W., Devlin T.G., Lopes D.K., Reddy V.K., du Mesnil de Rochemont R., Singer O.C., Jahan R.; SWIFT PRIME Investigators. Stent-retriever thrombectomy after intravenous t-PA vs. t-PA alone in stroke. N Engl J Med. 2015;372(24):2285-95. PMID: 25882376. http://dx.doi.org/10.1056/NEJMoa1415061
  6. McMeekin P., White P., James M.A., Price C.I., Flynn D., Ford G.A. Estimating the number of UK stroke patients eligible for endovascular thrombectomy. Eur Stroke J. 2017;2(4):319-326. http://dx.doi.org/10.1177/2396987317733343.
  7. Nogueira R.G., Jadhav A.P., Haussen D.C., Bonafe A., Ronald F. Budzik, M.D., Bhuva P., Yavagal D.R., Ribo M., Cognard C., Hanel R.A., Sila C.A., Hassan A.E., for the DAWN Trial Investigators. Thrombectomy 6 to 24 hours after stroke with a mismatch between deficit and infarct. New Engl J Med. 2018;378:11-21. http://dx.doi.org/10.1056/NEJMoa1706442
  8. Albers G.W., Marks M.P., Kemp S., Christensen S., Tsai J.P., Ortega-Gutierrez S., McTaggart R.A., Torbey M.T., Kim-Tenser M., Leslie-Mazwi T., Sarraj A., Kasner S.E., Ansari S.A., Yeatts S.D., Hamilton S., Mlynash M., Heit J.J., Zaharchuk G., Kim S., Carrozzella J., Palesch Y.Y., Demchuk A.M., Bammer R., Lavori P.W., Broderick J.P., Lansberg M.G.; DEFUSE 3 Investigators. Thrombectomy for stroke at 6 to 16 hours with selection by perfusion imaging. New Engl J Med. 2018;378(8):708-18. http://dx.doi.org/10.1056/NEJMoa1713973.
  9. Jovin T.G., Demchuk A.M., Gupta R. Pathophysiology of acute ischemic stroke. Continuum Lifelong Learning Neurol. 2008;14(6):28-45. http://dx.doi.org/10.1212/01.CON.0000275639.07451.e7
  10. Boysen G. Cerebral blood flow measurement as a safeguard during carotid endarterectomy. Stroke. 1971;2(1):1-10. PMID: 5112002.
  11. Jennett W.B., Harper A.M., Gillespie F.C. Measurement of regional cerebral blood-flow during carotid ligation. Lancet. 1966;2(7474):1162-3. PMID: 4162546.
  12. Jones T.H., Morawetz R.B., Crowell R.M., Marcoux F.W., FitzGibbon S.J., DeGirolami U., Ojemann R.G. Thresholds of focal cerebral ischemia in awake monkeys. J Neurosurg. 1981;54(6):773-82. PMID: 7241187. http://dx.doi.org/10.3171/jns.1981.54.6.0773
  13. Astrup J., Siesjo B.K., Symon L. Thresholds in cerebral ischemia - the ischemic penumbra. Stroke. 1981;12(6):723-5. PMID: 6272455.
  14. Mergenthaler P., Dirnagl U., Meisel A. Pathophysiology of stroke: lessons from animal models. Metab Brain Dis. 2004;19(3-4):151-67. PMID: 15554412.
  15. Yenari M., Kitagawa K., Lyden P., Perez-Pinzon M. Metabolic downregulation: a key to successful neuroprotection? Stroke. 2008;39(10):2910-7. http://dx.doi.org/10.1161/STROKEAHA.108.514471
  16. Kurisu K., Yenari M.A. Therapeutic hypothermia for ischemic stroke; pathophysiology and future promise. Neuropharmacology. 2017;134(Pt B):302-309. PMID: 28830757. http://dx.doi.org/10.1016/j.neuropharm.2017.08.025
  17. Kurisu K., Abumiya T., Nakamura H., Shimbo D., Shichinohe H., Nakayama N., Kazumata K., Shimizu H., Houkin K. Transarterial regional brain hypothermia inhibits acute Aquaporin-4 surge and sequential microvascular events in ischemia/reperfusion injury. Neurosurgery. 2016;79(1):125-34. PMID: 26516820. http://dx.doi.org/10.1227/NEU.0000000000001088
  18. Yenari M.A., Han H.S. Neuroprotective mechanisms of hypothermia in brain ischaemia. Nat. Rev. Neurosci. 2012;13(4):267-78. PMID: 22353781. http://dx.doi.org/10.1038/nrn3174
  19. Perrone S., Szabo M., Bellieni C.V., Longini M., Bango M., Kelen D., Treszl A., Negro S., Tataranno M.L., Buonocore G. Whole body hypothermia and oxidative stress in babies with hypoxic-ischemic brain injury. Pediatr Neurol. 2010;43(4):236-40. PMID: 20837300. http://dx.doi.org/10.1016/j.pediatrneurol.2010.05.009
  20. Deng H., Han H.S., Cheng D., Sun G.H., Yenari M.A. Mild hypothermia inhibits inflammation after experimental stroke and brain inflammation. Stroke. 2003;34(10):2495-501. PMID: 12970518. http://dx.doi.org/10.1161/01.STR.0000091269.67384.E7
  21. Wang Q., Tang X.N., Yenari M.A. The inflammatory response in stroke. J Neuroimmunol. 2007;184(1-2):53-68. PMID: 17188755, PMCID: PMC1868538. http://dx.doi.org/10.1016/j.jneuroim.2006.11.014
  22. Terao Y., Ohta H., Oda A., Nakagaito Y., Kiyota Y., Shintani Y. Macrophage inflammatory protein-3alpha plays a key role in the inflammatory cascade in rat focal cerebral ischemia. Neurosci Res. 2009;64(1):75-82. PMID: 19428685. http://dx.doi.org/10.1016/j.neures.2009.01.017
  23. Lee J.E., Yoon Y.J., Moseley M.E., Yenari M.A. Reduction in levels of matrix metalloproteinases and increased expression of tissue inhibitor of metalloproteinase-2 in response to mild hypothermia therapy in experimental stroke. J Neurosurg. 2005;103(2):289-97. PMID: 16175859. http://dx.doi.org/10.3171/jns.2005.103.2.0289
  24. Baumann E., Preston E., Slinn J., Stanimirovic D. Post-ischemic hypothermia attenuates loss of the vascular basement membrane proteins, agrin and SPARC, and the blood-brain barrier disruption after global cerebral ischemia. Brain Res. 2009;1269:185-97. PMID: 19285050. http://dx.doi.org/10.1016/j.brainres.2009.02.062
  25. Therapeutic hypothermia. Mayer S.A., Sessler D.I., editors. New York: Marcel Dekker; 2005. 629 p.
  26. Ломивотротов В.В., Чернявский А. М., Князькова Л.Г., Могутнова Т. А., Постнов В. Г., Захаров С.Л. Ретроградная перфузия головного мозга как компонент противоишемической защиты головного мозга при реконструктивных операциях на дуге аорты. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2010;14(1):44-48. [Lomivorotov V.V., Chernyavsky A.M., Knyazkova L.G., Postnov V.G., Zakharov S.L. Retrograde cerebral perfusion as a component protection of the brain during reconstructive operations on the aortic arch. Patologiya krovoobrashcheniya i kardiokhirurgiya = Circulation Pathology and Cardiac Surgery. 2010;14(1):44-48. (In Russ.)
  27. Ломиворотов В.Н. Гипотермическая защита мозга в кардиохирургии. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2010;13(3):7-10.
  28. Shankaran S., Laptook A.R., Ehrenkranz R.A., Tyson J.E., McDonald S.A., Donovan E.F., Fanaroff A.A., Poole W.K., Wright L.L., Higgins R.D., Finer N.N., Carlo W.A., Duara S., Oh W., Cotten C.M., Stevenson D.K., Stoll B.J., Lemons J.A., Guillet R., Jobe A.H.; National Institute of Child Health and Human Development Neonatal Research Network. Whole-body hypothermia for neonates with hypoxic–ischemic encephalopathy. N Engl J Med. 2012;353(15):1574-84. PMID: 16221780. http://dx.doi.org/10.1056/NEJMcps050929
  29. Johnston M.V., Fatemi A., Wilson M.A., Northington F. Treatment advances in neonatal neuroprotection and neurointensive care. Lancet Neurol. 2011;10(4):372-82. PMID: 21435600, PMCID: PMC3757153. http://dx.doi.org/10.1016/S1474-4422(11)70016-3
  30. Hypothermia After Cardiac Arrest Study Group. Mild therapeutic hypothermia to improve the neurologic outcome after cardiac arrest. New Engl J Med. 2002;346(8):549-56. PMID: 11856793. http://dx.doi.org/10.1056/NEJMoa012689
  31. Bernard S.A., Gray T.W., Buist M.D., Jones B.M., Silvester W., Gutteridge G., Smith K. Treatment of comatose survivors of out-of-hospital cardiac arrest with induced hypothermia. New Engl J Med. 2002;346:557-63. http://dx.doi.org/10.1056/NEJMoa003289
  32. De Georgia M.A., Krieger D.W., Abou-Chebl A., Devlin T.G., Jauss M., Davis S.M., Koroshetz W.J., Rordorf G., Warach S. Cooling for Acute Ischemic Brain Damage (COOL AID): a feasibility trial of endovascular cooling. Neurology. 2004;63(2):312-7. PMID: 15277626.
  33. Hemmen T.M., Raman R., Guluma K.Z., Meyer B.C., Gomes J.A., Cruz-Flores S., Wijman C.A., Rapp K.S., Grotta J.C., Lyden P.D., ICTuS-L Investigators. Intravenous thrombolysis plus hypothermia for acute treatment of ischemic stroke (ICTuS-L): final results. Stroke. 2010;41(10):2265-70. PMID: 20724711, PMCID: PMC2947593. http://dx.doi.org/10.1161/STROKEAHA.110.592295
  34. Lyden P., Hemmen T., Grotta J., Rapp K., Ernstrom K., Rzesiewicz T., Parker S., Concha M., Hussain S., Agarwal S., Meyer B., Jurf J., Altafullah I., Raman R.; Collaborators. Results of the ICTuS 2 Trial (Intravascular Cooling in the Treatment of Stroke 2). Stroke. 2016;47(12):2888-95. PMID: 27834742, PMCID: PMC5134910. http://dx.doi.org/10.1161/STROKEAHA.116.014200
  35. Straus D., Prasad V., Munoz L. Selective therapeutic hypothermia. A review of invasive and noninvasive techniques. Arq Neuropsiquiatr. 2011;69(6):981-7. PMID: 22297891.
  36. Andrews P.J.D., Harris B., Murray G.D. A randomised cross-over trial of the effects of airflow through the upper respiratory tract of intubated, brain injured patients on brain temperature and selective brain cooling. Br J Anaesth. 2005;94:330-5. PMID: 15531619. http://dx.doi.org/10.1093/bja/aei025
  37. Qiu W., Shen H., Zhang Y., Wang W., Liu W., Jiang Q., Luo M., Manou M. Noninvasive selective brain cooling by head and neck cooling is protective in severe traumatic brain injury. J Clin Neurosci. 2006;13(10):995-1000. PMID: 17113984. http://dx.doi.org/10.1016/j.jocn.2006.02.027
  38. Mattingly T.K., Denning L.M., Siroen K.L., Lehrbass B., Lopez-Ojeda P., Stitt L., Pelz D.M., Das S., Ang L.C., Lee D.H., Lownie S.P. Catheter based selective hypothermia reduces stroke volume during focal cerebral ischemia in swine. J Neurointerv Surg. 2016;8(4):418-22. PMID: 25676148. http://dx.doi.org/10.1136/neurintsurg-2014-011562
  39. Chen J., Fredrickson V., Ding Y., Jiang L., Luo Y., Ji. X. The effect of a microcatheter-based selective intra-arterial hypothermia on hemodynamic changes following transient cerebral ischemia. Neurol Res. 2015;37(3):263-8. PMID: 25310355. http://dx.doi.org/10.1179/1743132814Y.0000000451
  40. Schwartz A.E., Finck A.D., Stone J.G., Connolly E.S., Edwards N.M., Mongero L. Delayed selective cerebral hypothermia decreases infarct volume after reperfused stroke in baboons. J Neurosurg Anesthesiol. 2011;23(2):124-30. PMID: 21150463. http://dx.doi.org/10.1097/ANA.0b013e3181fa75ca
  41. Song W., Wu Y.M., Ji Z., Wang S.N., Pan S.Y. Intra-carotid cold magnesium sulfate infusion induces selective cerebral hypothermia and neuroprotection in rats with transient middle cerebral artery occlusion. Neurol Sci. 2013;34(4):479-86. PMID: 22466873. http://dx.doi.org/10.1007/s10072-012-1064-3
  42. Chen J., Fredrickson V., Ding Y., Cheng H., Wang N., Ling F., Ji X. Enhanced neuroprotection by local intra-arterial infusion of human albumin solution and local hypothermia. Stroke. 2013;44(1):260-2. PMID: 23192754. http://dx.doi.org/10.1161/STROKEAHA.112.675462
  43. Kurisu K., Abumiya T., Ito M., Gekka M., Osanai T., Shichinohe H., Nakayama N., Kazumata K., Houkin K. Transarterial regional hypothermia provides robust neuroprotection in a rat model of permanent middle cerebral artery occlusion with transient collateral hypoperfusion. Brain Res. 2016;1651:95-103. PMID: 27663968. http://dx.doi.org/10.1016/j.brainres.2016.09.017
  44. Chen J., Liu L., Zhang H., Geng X., Jiao L., Li G., Coutinho J.M., Ding Y., Liebeskind D.S., Ji X. Endovascular hypothermia in acute ischemic stroke: a pilot study of selective intra-arterial cold saline infusion. Stroke. 2016;47(7):1933-5. PMID: 27197848, PMCID: PMC4927369. http://dx.doi.org/10.1161/STROKEAHA.116.012727.