Нейрогенная дисфункция дыхательной системы при черепно-мозговой травме

Развитие дыхательной недостаточности при черепно-мозговой травме (ЧМТ) связано с возникновением некардиогенного, нейрогенного отека легких (НОЛ) и нейровоспаления. Согласно современным представлениям, существует несколько теорий развития НОЛ: вследствие нейро-сердечного или нейрогемодинамического отеков; «теория взрыва»; по причине адренергической гиперчувствительности легочной венулы; теория «двойного удара». Последняя основана на утверждении, что повреждение легких при ЧМТ возникает в ответ на системную воспалительную реакцию при появлении медиаторов этого процесса, продуцируемых глиальной тканью. Показано, что при ЧМТ развивается нейровоспалительный ответ, который способствует формированию острого респираторного дистресс-синдрома. Данные воспалительные явления сопровождаются продукцией и активацией комплементов, цитокинов, молекул адгезии и других многофункциональных пептидов. Причем нейровоспалительная активность при ЧМТ инициируется преимущественно в микроглии и астроцитах, что указывает на их ключевую роль в качестве мощного источника медиаторов воспаления. Также продемонстрировано, что развитие острого повреждения легких после ЧМТ связано с наличием экспрессии системного воспалительного ответа и НОЛ, пневмонии и т.д. В легочных тканях отмечается инициация функциональной активности клеток врожденного иммунитета на фоне массовой секвестрации интерстициальными нейтрофилами, которые затем мигрируют в альвеолы. В настоящее время необходимо проведение исследования роли различных молекулярных посредников, в том числе, эндотелина-1 в развитии патологии дыхательной системы, обусловленной ЧМТ.

1. Hu PJ., Pittet J.F., Kerby J.D., Bosarge P.L., Wagener B.M. Acute brain trauma, lung injury, and pneumonia: more than just altered mental status and decreased airway protection // Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. 2017. Vol.313, №1. L1-L15. doi: 10.1152/ajplung.00485.2016

2. Gundappa P. Extracranial Complications of Traumatic Brain Injury: Pathophysiology - A Review // J. Neuroanaes-thesiol. Crit. Care. 2019. Vol.6, №3. P.200-212. doi: 10.1055/s-0039-1692883

3. Rajagopal R., Ganesh S., Vetrivel M. Neurogenic Pulmonary Edema in Traumatic Brain Injury // Indian J. Crit. Care Med. 2017. Vol.21, №5. P.329-331. doi: 10.4103/ijccm.JCCM_431_16

4. Guo T., Zhang Y, Li Z., Zhao J., Feng N. Microneedle-mediated transdermal delivery of nanostructured lipid carriers for alkaloids from Aconitum sinomontanum // Artif. Cells Nanomed. Biotechnol. 2018; Vol.46, №8. Р. 1541-1551. https://doi.org/10.1080/21691401.2017.1376676

5. Finsterer J. Neurological Perspectives of Neurogenic Pulmonary Edema // Eur. Neurol. 2019. Vol.81, №1-2. P.94-102. doi: 10.1159/000500139

6. Dai Q., Su L. Neurogenic pulmonary edema caused by spontaneous cerebellar hemorrhage: a fatal case report // Surg. Neurol. Int. 2014. Vol.5. P.103. doi: 10.4103/2152-7806.135579

7. Aneja A., Arora N., Sanjeev R., Semalti K. Neurogenic Pulmonary Edema Following Status Epilepticus: An Unusual Case // Int. J. Clin. Pediatr. 2015. Vol.4, №4. Р.186-188. doi: http://dx.doi.org/10.14740/ijcp230w

8. O'Leary R., McKinlay J. Neurological Perspectives of Neurogenic Pulmonary Edema // Contin. Educ. Anaesth. Crit. Care Pain. 2011. Vol.11, №3. Р.87-92. https://doi.org/10.1093/bjaceaccp/mkr006

9. Tsubaki K., Inoue S., Kawaguchi M. A diagnostic dilemma in an alert patient with pulmonary oedema following craniotomy: A case report // Revista Colombiana de Anestesiología. 2017. Vol.45, Suppl.1. P.71-75. https://doi.org/10.1016/j.rca.2016.10.004

10. Cruza A.S., Menezesb S., Silvaa M. Neurogenic pulmonary edema due to ventriculo-atrial shunt dysfunction: a case report // J. Rev. Bras. Anestesiol. 2016. Vol.66. №2. Р.200-203. doi: 10.1016/j.bjane.2013.10.009

11. Busl K.M., Bleck T.P. Neurogenic Pulmonary Edema // Crit. Care Med. 2015. Vol.43, №8. Р.1710-1715. doi: 10.1097/CCM.0000000000001101

12. Davison D.L., Terek M., Chawla L.S. Neurogenic pulmonary edema // Crit. Care. 2012. Vol.16, №2. P.212. doi: 10.1186/cc11226

13. Lin X., Xu Z., Wang P., Xu Y, Zhang G. Role of PiCCO monitoring for the integrated management of neurogenic pulmonary edema following traumatic brain injury: A case report and literature review // Exp. Ther. Med. 2016. Vol. 12, №.4. P.2341-2347. doi: 10.3892/etm.2016.3615

14. Ridenti F.A.S. Neurogenic pulmonary edema: a current literature review // Rev. Bras. Ter. Intensiva. 2012. Vol.24, №1. Р.91-96.

15. Kerr N., Pablode J., Vaccari R., Dietrich W.D., Keanea R.W. Neural-respiratory inflammasome axis in traumatic brain injury // Exp. Neurol. 2020. Vol.323. P.113080. https://doi.org/10.1016/j.expneurol.2019.113080

16. Romero Osorio O.M., Abaunza Camacho J.F., Sandoval Briceno D., Lasalvia P., Narino Gonzalez D. Postictal neurogenic pulmonary edema: Case report and brief literature review // Epilepsy Behav. Case Rep. 2018. Vol.9. P.49-50. doi: 10.1016/j.ebcr.2017.09.003

17. Śedy J., Kunes J., Zicha J. Pathogenetic Mechanisms of Neurogenic Pulmonary Edema // J. Neurotrauma. 2015; Vol.32, №15. Р. 1135-1145. https://doi.org/10.1089/neu.2014.3609

18. Mrozek S., Constantin J.M., Geeraerts T. Brain-lung crosstalk: Implications for neurocritical care patients // World J. Crit. Care Med. 2015. Vol.4, №3. P.163-178. doi: 10.5492/wjccm.v4.i3.163

19. Humphries D.C., O’Neill S., Scholefield E., Dorward D.A., Mackinnon A. C., Rossi A.G., Haslett C., Andrews P.J.D., Rhodes J., Dhaliwal K. Cerebral Concussion Primes the Lungs for Subsequent Neutrophil-Mediated Injury // Crit. Care Med. 2018. Vol.46, №9. Р.937-944. doi: 10.1097/CCM.0000000000003270

20. Simon D.W., McGeachy M., Bayir H., Clark R.S.B., Loane D.J., Kochanek P.M. Neuroinflammation in the evolution of secondary injury, repair, and chronic neurodegeneration after traumatic brain injury // Nat. Rev. Neurol. 2017. Vol.13, №.3. P.171-191. doi: 10.1038/nrneurol.2017.13

21. Frank M.G., Weber M.D., Watkins L.R., Maier S.F. Stress sounds the alarmin: the role of the danger-associated molecular pattern HMGB1 in stress-induced neuroinflammatory priming // Brain Behav. Immun. 2015. Vol.48. P.1-7. doi: 10.1016/j.bbi.2015.03.010

22. Corps K.N., Roth T.L., McGavern D.B. Inflammation and neuroprotection in traumatic brain injury // JAMA Neurol. 2015. Vol.72, №3. P.355-362. doi: 10.1001/jamaneurol.2014.3558

23. Della Torre V., Badenes R., Corradi F., Racca F., Lavinio A., Matta B., Bilotta F., Robba C. Acute respiratory distress syndrome in traumatic brain injury: how do we manage it? // J. Thorac. Dis. 2017. Vol.9, №12. P.5368-5381. doi: 10.21037/jtd.2017.11.03

24. Liao Y., Liu P., Guo F., Zhang Z.Y., Zhang Z. Oxidative burst of circulating neutrophils following traumatic brain injury in human // PLoS One. 2013. Vol.8, №7. P.68963. doi: 10.1371/journal.pone.0068963

25. Weaver L.C., Bao F., Dekaban G.A., Hryciw T., Shultz S.R., Cain D.P., Brown A. CD11d integrin blockade reduces the systemic inflammatory response syndrome after traumatic brain injury in rats // Exp. Neurol. 2015. Vol.271. P.409422. doi: 10.1016/j.expneurol.2015.07.003

26. Mortaz E., Zadian S.S., Shahir M., Folkerts G., Garssen J., Mumby S., Adcock I.M. Does Neutrophil Phenotype Predict the Survival of Trauma Patients? // Front. Immunol. 2019. Vol.10. P.2122. doi: 10.3389/fimmu.2019.02122

27. Weber D.J., Gracon A.S., Ripsch M.S., Fisher A.J., Cheon B.M., Pandya P.H., Vittal R., Capitano M.L., Kim Y., Allette Y.M., Riley A.A., McCarthy B.P., Territo P.R., Hutchins G.D., Broxmeyer H.E., Sandusky G.E., White F.A., Wilkes D.S. The HMGB1-RAGE axis mediates traumatic brain injury-induced pulmonary dysfunction in lung transplantation // Sci. Transl. Med. 2014. Vol.6, №252. P.252ra124. doi: 10.1126/scitranslmed.3009443

28. Matthay M.A., Ware L.B., Zimmerman G.A. The acute respiratory distress syndrome // J. Clin. Invest. 2012. Vol.122, №8. P.2731-2740. doi: 10.1172/JCI60331

29. Comellas A.P., Briva A. Role of endothelin-1 in acute lung injury // Transl. Res. 2009. Vol.153, №6. P.263-271. doi: 10.1016/j.trsl.2009.02.007

30. Dashwood M.R., Loesch A. Endothelin-1 as a neuropeptide: neurotransmitter or neurovascular effects // J. Cell Commun. Signal. 2010. Vol.4, №1. P.51-62. doi: 10.1007/s12079-009-0073-3

31. Shihoya W., Nishizawa T., Okuta A., Tani K., Dohmae N., Fujiyoshi Y., Nurekiet O. Activation mechanism of en-dothelin ETB receptor by endothelin-1 // Nature. 2016. Vol.537, №7620. P.363-368. doi: 10.1038/nature19319

32. Khodorova A., Montmayeur J.P., Strichartz G.J. Endothelin receptors and pain // J. Pain. 2009. Vol.10, №1. P.428. doi: 10.1016/jjpain.2008.09.009

33. Chatfield D.A., Brahmbhatt D.H., Sharp T., Perkes I.E., Outrim J.G., Menon D.K. Juguloarterial endothelin-1 gradients after severe traumatic brain injury // Neurocrit. Care. 2011. Vol.14, №1. P.55-60. doi: 10.1007/s12028-010-9413-7

34. Tu Y.F., Lin C.H., Lee H.T., Yan J.J., Sze C.I., Chou Y.P., Huang C.C. Elevated cerebrospinal fluid endothelin 1 associated with neurogenic pulmonary edema in children with enterovirus 71 encephalitis // Int. J. Infect. Dis. 2015. Vol.34. Р. 105-111. doi: 10.1016/j.ijid.2015.03.017

35. Poulat P., Couture R. Increased pulmonary vascular permeability and oedema induced by intrathecally injected en-dothelins in rats // Eur. J. Pharmacol. 1998. Vol.344, №2-3. P.251-259. doi: 10.1016/s0014-2999(97)01569-0

36. Duan G.X., Zhou K.S., Zhao C.X., Jing YL., Hu Y.Q. Function of endothelin-1 in neurogenic pulmonary edema // Zhongguo Ying Yong Sheng Li Xue Za Zhi. 2004. Vol.20, №3. P.268-271.

37. Pan D.S., Feng S.-Z., Cao P., Li J.J. Endothelin B receptor promotes the proliferation and immune escape of malignant gliomas // Artif. Cells Nanomed. Biotechnol. 2018. Vol.46, №6. P.1230-1235. doi: 10.1080/21691401.2017.1366336

38. Dow C.A., Templeton D.L., Lincenberg G.M., Greiner J.J., Stauffer B.L., DeSouza C.A. Elevations in C-reactive protein and endothelin-1 system activity in humans // Life Sci. 2016. Vol.159. P.66-70. doi: 10.1016/j.lfs.2015.12.030

39. Gonsalves C., Kalra VK. Endothelin-1-Induced Macrophage Inflammatory Protein-1p Expression in Monocytic Cells Involves Hypoxia-Inducible Factor-1a and AP-1 and is Negatively Regulated by microRNA-195 // J. Immunol. 2010. Vol.185, №10. P.6253-6264. doi: https://doi.org/10.4049/jimmunol.1000660

40. Зиновьев С.В., Плехова Н.Г., Радьков И.В. Особенности строения корня левого легкого при экспериментальной компенсированной черепно-мозговой травме // Фундаментальные вопросы экспериментальной и клинической физиологии дыхания: материалы XIV Всероссийской с международным участием Школы-конференции: Ульяновск, 2019. С.77-80.

41. Черток В.М., Черток А.Г. Регуляторный потенциал капилляров мозга // Тихоокеанский медицинский журнал. 2016. №2. С.72-80. https://doi.org/10.17238/1609-1175.2016.2.72