Annals of Clinical and Experimental NeurologyAnnals of Clinical and Experimental NeurologyАнналы клинической и экспериментальной неврологии2075-54732409-2533Eco-Vector33310.17816/psaic333Original articlesОригинальные статьиUnknownEndogenous neuroprotection during focal brain ischemia in rats: erythropoietin, ischemic pre- and postconditioningЭндогенная нейропротекция при ишемии мозга: эритропоэтин, пре- и посткондиционированиеShmoninA. A.ШмонинA. A.
Russian Federation
angendorff@gmail.comPanovI. Y.ПановИ. Ю.
Russian Federation
angendorff@gmail.comSimanenkovaA. V.СиманенковаA. В.
Russian Federation
angendorff@gmail.comProsvirninaM. S.ПросвирнинаM. С.
Russian Federation
angendorff@gmail.comChekanovS. S.ЧекановС. С.
Russian Federation
angendorff@gmail.comMelnikovaE. V.МельниковаE. В.
Russian Federation
angendorff@gmail.comVlasovT. D.ВласовT. Д.
Russian Federation
angendorff@gmail.comSaint-Petersburg I.P. Pavlov State Medical UniversityСанкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. ПавловаV.A. Almazov Federal Centre of Heart, Blood and EndocrinologyФедеральный центр сердца, крови и эндокринологии им. В. А. Алмазова1309201043293503022017Copyright ©; 2010, Shmonin A.A., Panov I.Y., Simanenkova A.V., Prosvirnina M.S., Chekanov S.S., Melnikova E.V., Vlasov T.D.Copyright ©; 2010, Shmonin A.A., Panov I.Y., Simanenkova A.V., Prosvirnina M.S., Chekanov S.S., Melnikova E.V., Vlasov T.D.2010Shmonin A.A., Panov I.Y., Simanenkova A.V., Prosvirnina M.S., Chekanov S.S., Melnikova E.V., Vlasov T.D.Shmonin A.A., Panov I.Y., Simanenkova A.V., Prosvirnina M.S., Chekanov S.S., Melnikova E.V., Vlasov T.D.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://annaly-nevrologii.com/pathID/article/view/333

The aim of the present study was to investigate neuroprotective effects of erythropoietin (EPO), and ischemic pre- and postconditioning in a rat model of focal cerebral ischemia. Adult male Wistar rats were subjected to a 40-min bilateral common carotid artery (CCA) occlusion and permanent ligation of the cortical branch of the middle cerebral artery (MCA). Preconditioning protocol consisted of either one or two episodes of 5-min CCA occlusion with 5-min reperfusion prior to test ischemia (PreCon 1 and PreCon 2). Postconditioning (PostCon) protocol comprised 10 episodes of 10-s CCA occlusion followed by 10-s reperfusion intervals. After modelling of ischemia, brain infarct occurred predominantly in the left temporal cortex. EPO administration at doses of 2500 and 5000 U/kg 30 minutes prior to ischemia, PreCon 1 and PostCon reduced significantly the infarct size (p <0.05) compared to controls. EPO at dose of 5000 U/kg reduced the severity of neurological deficit (p<0.05). EPO at both doses, PreCon 1 and PreCon 2 were shown to ameliorate postischemic cerebral blood flow. Brain edema was significantly smaller in the EPO arm at dose of 5000 U/kg, and in PreCon 2 and PostCon groups. Thus, PreCon and PostCon, as well as prior administration of EPO result in neuroprotective effect in focal cerebral ischemia, and EPO has a dose-dependent protective effect. EPO and PreCon reduce the severity of postischemic hypoperfusion.

Ишемическое прекондиционирование (ПреКон) — феномен повышения устойчивости головного мозга к ишемическому и реперфузионному повреждению после коротких эпизодов ишемии и реперфузии. Эритропоэтин (ЭПО) рассматривается как один из медиаторов ПреКон и может быть использован как нейропротектор в остром периоде ишемического инсульта. Цель исследования: изучить нейропротективные эффекты ЭПО, одно- и двукратного ПреКон и посткондиционирования (ПостКон) при фокальной ишемии головного мозга у крыс. Транзиторную фокальную ишемию мозга моделировали путем перевязки корковой ветви левой средней мозговой артерии и двусторонней окклюзии обеих общих сонных артерий (ОСА) на 40 мин. ЭПО в дозе 2500 и 5000 МЕ/кг вводили внутрибрюшинно за 30 мин до ишемии. Для воспроизведения одно- и двукратного ПреКон использовали одно- и двукратную окклюзию ОСА на 5 мин с пятиминутными интервалами реперфузии. Для воспроизведения ишемического ПостКон использовали десять эпизодов десятисекундной окклюзии ОСА с десятисекундными интервалами реперфузии. После моделирования ишемии развивается инфаркт мозга, расположенный преимущественно в коре левой височной доли. Введение ЭПО в дозе 2500 и 5000 МЕ/кг, одно- и двукратное ПреКон, ПостКон значимо снижают размер инфаркта (p <0,05) по сравнению с особями контрольной группы. Введение ЭПО в дозе 5000 МЕ/кг уменьшает выраженность неврологического дефицита (p <0,05). Двукратное ПреКон, ПостКон и введение ЭПО в дозе 5000 МЕ/кг уменьшают выраженность отека головного мозга (p <0,05). Введение ЭПО в дозе 2500 и 5000 МЕ/кг, одно- и двукратное ПреКон уменьшают выраженность постишемической гипоперфузии. Таким образом, ПреКон и ПостКон, как и предшествующее введение ЭПО приводят к нейропротективному эффекту при фокальной ишемии мозга, при том что ЭПО оказывает дозозависимый защитный эффект. ЭПО и ПреКон уменьшают выраженность постишемической гипоперфузии.

focal brain ischemiastrokenecrosispreconditioningpostconditioningerythropoietinneuroprotectionфокальная ишемия мозгаинсультнекрозпрекондиционированиепосткондиционированиеэритропоэтиннейропротекцияВласов Т.Д., Байса А.Е., Шмонин А.А. и др. Защитный эффект ишемического прекондиционирования при фокальной ишемии головного мозга крысы различной продолжительности. Клиническая патофизиология 2008; 1: 54–57.Власов Т.Д., Коржевский Д.Э., Полякова Е.А. Ишемическая адаптация головного мозга крысы как метод защиты эндотелия от ишемического/реперфузионного повреждения. Росс. физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 2004. 90: 40–48.Галагудза М.М. Сравнительная оценка кардиопротективной эффективности локальной и дистантной ишемической адаптации миокарда. Дис. … канд. мед. наук. СПб, 2001.Захаров Ю.М. Негемопоэтические функции эритропоэтина. Росс. физиол. журн. им. И.М.Сеченова 2007; 93: 592–608.Строев С.А., Самойлов М.О. Эндогенные антиоксиданты и гипоксическая толерантность мозга. СПб: Институт физиологии им. И.П.Павлова РАН, 2006.Dirnagl U., Meisel A. Endogenous neuroprotection: mitochondria as gateways to cerebral preconditioning? Neuropharmacology 2008; 55: 334–344.Ehrenreich H. Erythropoietin therapy for acute stroke is both safe and beneficial. Mol. Med. 2002; 8: 495–505.Garcia J.H., Wagner S., Liu K.-F., Hu X.-J. Neurological deficit and extent of neuronal necrosis attributable to middle cerebral artery occlusion: statistical validation. Stroke 1995; 26: 627–635.Gross E.R., Gross G.J. Ligand triggers of classical preconditioning and postconditioning. Cardiovasc. Res. 2006; 70: 212–221.Erythropoietin and the nervous system novel therapeutic options for neuroprotection (ed. A. Höke) NY: Springer, 2006.Labiche L.A., Grotta J.C. Clinical trials for cytoprotection in stroke. NeuroRx: The Journal of the American Society for Experimental NeuroTherapeutics 2004; 1: 46–70.Leconte et al. Delayed hypoxic postconditioning protects against cerebral ischemia in the mouse, Stroke 2009; 40: 3349–3355.Malhotra S., Savitz S.I., Ocava L., Rosenbaum D.M. Ischemic preconditioning is mediated by erythropoietin through PI-3 kinase signaling in an animal model of transient ischemic attack. J. Neurosci. Res. 2006; 83: 19–27.Minnerup J. The efficacy of erythropoietin and its analogues in animal stroke models: a meta-analysis. Stroke 2009; 40: 3113–3120.Pignataro G., Scorziello A., Di Renzo G., Annunziato L. Postischemic brain damage: effect of ischemic preconditioning and postconditioning and identification of potential candidates for stroke therapy. FEBS J. 2009; 276: 46–57.Ren C., Gao X., Niu G. et al. Delayed Postconditioning protects against focal ischemic brain injury in rats. PLoS ONE 2008; 3 (12): 1–12.Wang J.Y., Shen J., Gao Q. et al. Ischemic postconditioning protects against global cerebral ischemia/reperfusion-induced injury in rats. Stroke 2008; 39: 983–990.Zhao H., Sapolsky R.M., Steinberg G.K. Interrupting reperfusion as a stroke therapy: ischemic postconditioning reduces infarct size after focal ischemia in rats. J. Cereb. Blood. Flow. Metab. 2006; 26: 1114–1121.Zhao H. Ischemic postconditioning as a novel avenue to protect against brain injury after stroke. J. Cereb. Blood Flow Metab. 2009; 29: 873–885.