Повторювана вибухо-індукована нейротравма (систематичний огляд)
PDF

Ключові слова

центральна нервова система
вибухова хвиля
головний мозок
травма

Як цитувати

Чабан, В., Козлова, Ю., & Бондаренко, М. (2023). Повторювана вибухо-індукована нейротравма (систематичний огляд). Медицина сьогодні і завтра, 92(3), 6-15. https://doi.org/10.35339/msz.2023.92.3.ckb

Анотація

Під час воєнних конфліктів спостерігаються вибухові ушкодження, зокрема вибухо-індукована нейротравма, що призводить до значного порушення функцій головного мозку і погіршення якості життя постраждалих. Тому дослідження патогенезу таких травм безумовно актуальне. Увагу привертає повторювана вибухо-індукована нейротрав­ма, адже найчастіше їй піддаються артилеристи та танкісти, а також цивільні, що живуть в районах застосування подібної зброї. Для встановлення вже досліджених особливостей клінічного і експериментального перебігу легкої повторюваної вибухо-індукованої трав­ми метою роботи стало провести ретроспективний і проспективний аналіз літературних джерел присвячених дослідженню особливостей механізмів ушкодження центральної нервової системи після повторюваної дії вибухової хвилі. Для досягнення мети провели ретро- і проспективний аналіз літератури та патентів за період 2003–2023. В результаті проведеного аналізу було встановлено, що дія вибухової хвилі може спричинювати черепно-мозкову травму легкого ступеня і що повторний її вплив призводить до більш тяж­ких наслідків. До таких наслідків відносяться: дифузне пошкодження аксона, окислюваль­ний стрес, пошкодження тканин, крововилив, вазоконстрикція, набряк, утворення псевдоаневризми та індукція апоптозу. Також можна сказати, що на відміну від однократного, повторюваний вплив вибухової хвилі чинить кумулятивний вплив на різні ділянки мозку та викликає хронічні нейропатологічні зміни. В патогенезі повторюваної вибухо-індукованої нейротравми провідну роль відіграють роз’єднання церебрального кровотоку та метаболізму, ексайтотоксичність, окислювальний стрес, загибель клітин, реактивність астроцитів, дисфункція гематоенцефалічного бар’єру, активація мікроглії, дисмієлінізація, дифузне пошкодження аксонів.

Ключові слова: центральна нервова система, вибухова хвиля, головний мозок, травма.

https://doi.org/10.35339/msz.2023.92.3.ckb
PDF

Посилання

Race NS, Andrews KD, Lungwitz EA, Vega Alvarez SM, Warner TR, Acosta G, et al. Psychosocial Impairment Following Mild Blast-Induced Traumatic Brain Injury in Rats. Behavioural Brain Research. 2021;412:113405. DOI: 10.1016/j.bbr.2021.113405. PMID: 34097900.

Jiang S, Welch P, Sanders S, Gan RZ. Mitigation of Hearing Damage After Repeated Blast Exposures in Animal Model of Chinchilla. Journal of Association for Research in Otolaryngology. 2022;23(5):603-16. DOI: 10.1007/s10162-022-00862-2. PMID: 35906449.

Ravula AR, Rodriguez J, Younger D, Perumal V, Shao N, Rama Rao KV, et al. Animal Model of Repeated Low-Level Blast Traumatic Brain Injury Displays Acute and Chronic Neurobehavioral and Neuropathological Changes. Experimental Neurolology. 2022;349:113938. DOI: 10.1016/j.expneurol.2021.113938. PMID: 34863680.

Tschiffely AE, Ahlers ST, Norris JN. Examining the Relationship Between Blast-Induced Mild Traumatic Brain Injury and Posttraumatic Stress-Related Traits. Journal of Neuroscience Research. 2015;93(12):1769-77. DOI: 10.1002/jnr.23641. PMID: 26346303.

Heyburn L, Sajja VSSS, Long JB. The Role of TDP-43 in Military-Relevant TBI and Chronic Neurodegeneration. Frontiers in Neurology. 2019;10:680. DOI: 10.3389/fneur.2019.00680. PMID: 31316455.

Lu LH, Reid MW, Troyanskaya M, Scheibel RS, Muncy C, Kennedy JE. Close Proximity to Blast: No Long-Term or Lasting Effect on Cognitive Performance in Service Members With and Without TBI During Blast Exposure. Journal of the International Neuropsychological Socciety. 2023;29(6):551-60. DOI: 10.1017/S1355617722000558. PMID: 36200831.

Miller DR, Hayes JP, Lafleche G, Salat DH, Verfaellie M. White Matter Abnormalities are Associated With Overall Cognitive Status in Blast-Related mTBI. Brain Imaging and Behavior. 2017;11(4):1129-38. DOI: 10.1007/s11682-016-9593-7 PMID: 27704406.

Leung LY, VandeVord PJ, Dal Cengio AL, Bir C, Yang KH, King AI. Blast Related Neurotrauma: a Review of Cellular Injury. Molecular & Cellular Biomechanics. 2008;5(3):155-68. PMID: 18751525.

Dickerson MR, Murphy SF, Urban MJ, White Z, VandeVord PJ. Chronic Anxiety- and Depression-Like Behaviors are Associated With Glial-Driven Pathology Following Repeated Blast Induced Neurotrauma. Frontiers and Behavioral Neuroscience. 2021;15:787475. DOI: 10.3389/fnbeh.2021.787475. PMID: 34955781.

Chen H, Constantini S, Chen Y. A Two-Model Approach to Investigate the Mechanisms Underlying Blast-Induced Traumatic Brain Injury. In: Kobeissy FH, editor. Brain Neurotrauma: Molecular, Neuropsychological, and Rehabilitation Aspects. Boca Raton (FL): CRC Press/Taylor & Francis; 2015. Chapter 17. PMID: 26269892.

Siedhoff HR, Chen S, Song H, Cui J, Cernak I, Cifu DX, et al. Perspectives on Primary Blast Injury of the Brain: Translational Insights Into Non-inertial Low-Intensity Blast Injury. Frontiers in Neurology. 2022;12:818169. DOI: 10.3389/fneur.2021.818169. PMID: 35095749.

Matsumoto Y, Hatano B, Matsushita Y, Nawashiro H, Shima K. The Characteristics of Blast Traumatic Brain Injury. No shinkei geka: Neurological surgery. 2010;38(8):695-702. PMID: 20697143.

Nakagawa A, Manley GT, Gean AD, Ohtani K, Armonda R, Tsukamoto A, et al. Mechanisms of Primary Blast-Induced Traumatic Brain Injury: Insights From Shock-Wave Research. Journal of Neurotrauma. 2011;28(6):1101-19. DOI: 10.1089/neu.2010.1442. PMID: 21332411.

Fievisohn E, Bailey Z, Guettler A, VandeVord P. Primary Blast Brain Injury Mechanisms: Current Knowledge, Limitations, and Future Directions. Journal of Biomechanical Engineering. 2018;140(2). DOI: 10.1115/1.4038710. PMID: 29222564.

Goldstein LE, Fisher AM, Tagge CA, Zhang XL, Velisek L, Sullivan JA, et al. Chronic Ttraumatic Encephalopathy in Blast-Exposed Military Veterans and a Blast Neurotrauma Mouse Model. Science Translational Medicine. 2012;4(134):134ra60. DOI: 10.1126/scitranslmed.3003716. PMID: 22593173.

Courtney A, Courtney M. The Complexity of Biomechanics Causing Primary Blast-Induced Traumatic Brain Injury: A Review of Potential Mechanisms. Frontiers in Neurology. 2015;6:221. DOI: 10.3389/fneur.2015.00221. PMID: 26539158.

Elder GA, Cristian A. Blast-Related Mild Traumatic Brain Injury: Mechanisms of Injury and Impact on Clinical Care. Mount Sinai Journal of Medicine. 2009;76(2):111-8. DOI: 10.1002/msj.20098. PMID: 19306373.

Miyai K, Kawauchi S, Kato T, Yamamoto T, Mukai Y, Yamamoto T, Sato S. Axonal Damage and Behavioral Deficits in Rats With Repetitive Exposure of the Brain to Laser-Induced Shock Waves: Effects of Inter-Exposure Time. Neuroscience Letters. 2021;749:135722. DOI: 10.1016/j.neulet.2021.135722. PMID: 33592306.

Kochanek PM, Dixon CE, Shellington DK, Shin SS, Bayır H, Jackson EK, et al. Screening of Biochemical and Molecular Mechanisms of Secondary Injury an Repair in the Brain After Experimental Blast-Induced Traumatic Brain Injury in Rats. Journal of Neurotrauma. 2013;30(11):920-37. DOI: 10.1089/neu.2013.2862.

Maekawa T, Uchida T, Nakata-Horiuchi Y, Kobayashi H, Kawauchi S, Kinoshita M, et al. Oral Ascorbic Acid 2-glucoside Prevents Coordination Disorder Induced Via Laser- Induced Shock Waves in Rat Brain. PLoS One. 2020;15(4):e0230774. DOI: 10.1371/journal.pone.0230774. PMID: 32240226.

Fehily B, Fitzgerald M. Repeated Mild Traumatic Brain Injury: Potential Mechanisms of Damage. Cell Transplantation. 2017;26(7):1131-55. DOI: 10.1177/0963689717714092. PMID: 28933213.

Kozlova YuV, Maslak HS, Abraimova OE, Koldunov VV, Khudyakov OE. State of spatial memory and antioxidant system activity of rats in the dynamics of development of blast-induced traumatic brain injury. Medicni perspektivi [Medical perspectives]. 2022;27(3):27-32. DOI: 10.26641/2307-0404.2022.3.265769.

Vartanian O, Tenn C, Rhind SG, Nakashima A, Di Battista AP, Sergio LE, et al. Blast in Context: The Neuropsychological and Neurocognitive Effects of Long-Term Occupational Exposure to Repeated Low-Level Explosives on Canadian Armed Forces' Breaching Instructors and Range Staff. Frontiers in Neurology. 2020;11:588531. DOI: 10.3389/fneur.2020.588531. PMID: 33343492.

Edlow BL, Bodien YG, Baxter T, Belanger HG, Cali RJ, Deary KB, et al. Long-Term Effects of Repeated Blast Exposure in Unated States Special Operations Forces Personnel: A Pilot Study Protocol. Journal of Neurotrauma. 2022;39(19-20):1391-407. DOI: 10.1089/neu.2022.0030. PMID: 35620901.

Nawarawong NN, Slaker M, Muelbl M, Shah AS, Chiariello R, Nelson LD, et al. Repeated Blast Model of Mild Traumatic Brain Injury Alters Oxycodone Self-Administration and Drug Seeking. European Journal of Neuroscience. 2019;50(3):2101-12. DOI: 10.1111/ejn.14281. PMID: 30456793.

Schindler AG, Baskin B, Juarez B, Janet Lee S, Hendrickson R, Pagulayan K, et al. Repetitive Blast Mild Traumatic Brain Injury Increases Ethanol Sensitivity in Male Mice and Risky Drinking Behavior in Male Combat Veterans. Alcohol: Clinical and Experimental Research. 2021;45(5):1051-64. DOI: 10.1111/acer.14605. PMID: 33760264.

Wang C, Shao C, Zhang L, Siedlak SL, Meabon JS, Peskind ER, et al. Oxidative Stress Signaling in Blast TBI-Induced Tau Phosphorylation. Antioxidants (Basel). 2021;10(6):955. DOI: 10.3390/antiox10060955. PMID: 34203583.

Belding JN, Englert RM, Fitzmaurice S, Jackson JR, Koenig HG, Hunter MA, et al. Potential Health and Performance Effects of High-Level and Low-Level Blast: A Scoping Review of Two Decades of Research. Frontiers in Neurology. 2021;12:628782. DOI: 10.3389/fneur.2021.628782. PMID: 33776888.

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.