CC BY
1УДК 616.831-005.4
БЛОКИРОВАНИЕ ГЛЮКОКОРТИКОИДНЫХ РЕЦЕПТОРОВ ЗАЩИЩАЕТ СТРУКТУРУ ГИППОКАМПА ОТ НЕГАТИВНЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ ФОКАЛЬНОЙ ИШЕМИИ МОЗГА
DOI 10.24412/CL-37228-2024-12-16 Д. Г Валиева12, М. В. Нагаткина3, О. А. Недогреева2
'Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Москва, Россия
2Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва, Россия
'Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии — МВА имени К. И. Скрябина, Москва, Россия E-mail: Valieva_d@mail.ru
Аннотация. Исследование анализирует влияние мифепристона, антагониста глюкокортикоидных рецепторов, на морфологические изменения в гиппокампе крыс после инсульта, вызванного окклюзией средней мозговой артерии. Результаты подчеркивают потенциал мифепристона как защитного препарата, способного уменьшать структурно-функциональные нарушения в постишемическом периоде.
Ключевые слова: фокальная ишемия мозга, гиппокамп, глюкокортико-идные рецепторы, мифепристон, пирамидный слой, астроциты, микроглия.
Согласно информации Всемирной организации здравоохранения [1], инсульт, представляющий собой острое нарушение мозгового кровообращения, занимает второе место среди наиболее частых причин смерти на глобальном уровне. Последствия инсульта могут быть разнообразными. Помимо физических нарушений, у пациентов в первые месяцы часто развиваются когнитивно-эмоциональные нарушения, включая деменцию, нарушения речи, депрессию и другие [8-10]. Учитывая ключевую роль гиппокам-па в когнитивных и эмоциональных процессах [11], структурные и функциональные нарушения в этой церебральной структуре могут провоцировать ухудшение психоэмоционального состояния и когнитивных способностей пациентов.
Стресс является одним из ключевых факторов патогенеза инсульта, вызывая высвобождение чрезмерного количества глюкокор-тикоидов. Аномальная активация глюкокортикоидных рецепторов, плотность которых довольно высока в гиппокампе, запускает процессы, приводящие к нейровоспалению, последующим нарушениям нейрогенеза и нейродегенерации гиппокампа [2]. Ранее работы Лаборатории функциональной биохимии нервной системы Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН показали, что через три дня после окклюзии средней мозговой артерии (ОСМА) у крыс наблюдались повышенные уровни кортикостерона и интерлейкина-ip в сыворотке крови, накопление кортикостерона в гиппокампе, увеличение уровня интерлейкина-ip в ипсилатераль-ном гиппокампе [6; 7]. Высвобождение кортикостерона и интерлей-кина-ip, а также накопление их в гиппокампе может в перспективе способствовать развитию нейровоспаления и опосредованному им повреждению этого отдела мозга. Это позволяет предположить, что отдаленное повреждение и дисфункция гиппокампа, вызванные стрессом и связанные с глюкокортикоидами, являются ключевым звеном в патогенезе когнитивных и психических расстройств после фокальной ишемии мозга.
В работе ишемический инсульт моделировали у крыс методом ОСМА по Koizumi [3]. Морфологические исследования проводили только у животных с выраженным неврологическим дефицитом и с подтвержденными последствиями инсульта в виде очага инфаркта в коре больших полушарий и стриатуме. Оценку неврологического дефицита проводили с использованием нескольких методик, направленных на анализ физиологических нарушений и поведенческих изменений, вызванных ишемическим повреждением мозга [4; 5]. Исследовали три группы животных: ложнооперированные животные, получавшие раствор полипропиленгликоля (ПГ) и две группы животных с ОСМА, одной из которых вводили ПГ, а другой — раствор антагониста глюкокортикоидных рецепторов мифепристона (МФ) в ПГ. Раствор МФ в ПГ вводили в дозе 20 мг/кг массы тела за сутки до, в день операции и в течение трех дней после операции. Через 24 часа после последней инъекции отдельные группы крыс (n = 4 - 5) анестезировали, перфузировали 4% формальдегидом. Срезы мозга окрашивали по Нисслю и иммуногистохимически на наличие белков апоптоза (Bax), маркеры астроцитов (GFAP) и микроглии (Iba-1).
Фокальная ишемия мозга приводила к развитию выраженного неврологического дефицита, который восстанавливался почти
полностью в течение первых двух недель. МФ оказывал очень умеренное воздействие на развитие последствий ишемии, что выражалось в менее сильных неврологических нарушениях, наблюдаемых через три дня после перенесенного воздействия. Ишемическое воздействие не приводило к значимому изменению плотности пирамидных клеток в гиппокампе. Не было найдено различий и между полушариями, за исключением небольшой тенденции в области СА3. В зубчатой фасции наблюдалось позитивное воздействие МФ на плотность гранулярных клеток, которое проявилось в восстановлении их численности до уровня контрольной группы. В результате иммуногистохимической реакции также не удалось выявить в гиппокампе признаков активации запрограммированной гибели клеток и увеличения экспрессии проапоптозного белка Вах, который в большом количестве присутствовал в ишемическом очаге, расположенном в неокортексе.
Однако, несмотря на отсутствие значимых изменений в плотности нейронов и экспрессии маркеров апоптотических процессов в клетках, структурные изменения клеток присутствовали. У лож-нооперированных животных нейроны пирамидного слоя СА3 в гиппокампе нормально равномерно окрашены, тогда как у ише-мических животных, как тех, кто не получал, так и тех, кто получал МФ, встречались и гиперхромные, и вакуолизированные нейроны в обоих полушариях. Это указывает на влияние фокальной ишемии на морфологические особенности клеток гиппокампа, проявляющееся в изменении их структуры. Более того, фокальная ишемия вызывала значимые структурные изменения в пирамидном слое СА1 гиппокампа, проявляющиеся в его дисперсии, а МФ частично защищал от ишемического повреждения.
Ишемический инсульт вызывал системные изменения количества и качества глиальных клеток в гиппокампе. Наблюдалось снижение плотности популяции астроцитов в обоих полушариях и изменение их морфологии. Влияние на плотность клеток микроглии не выявлено, однако отмечены деградация сложности и снижение ветвистости клеток. Введение МФ предотвращало снижение плотности астроцитов и микроглии и способствовало сохранению нормальной морфологии глиальных клеток.
Список литературы
1. World Health Organization. The top 10 causes of death. — https:// www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/the-top-10-causes-of-death. (дата обращения: 08.05.2024).
2. Gulyaeva N. V. Biochemical Mechanisms and Translational Relevance of Hippocampal Vulnerability to Distant Focal Brain Injury: The Price of Stress Response // Biochemistry. — 2019. — V. 84 (11). — Р. 1306-1328.
3. Koizumi J., Yoshida Y., Nakazawa T., Ooneda G. Experimental studies of ischemic brain edema. I. A new experimental model of cerebral embolism in rats in which recirculation can be introduced in the ischemic area // Jpn J Stroke. — 1986. — V. 8. — Р. 1-8.
4. Bederson J. B., Pitts L. H., Tsuji M., Nishimura M. C., Davis R. L., Bartkowski H. Rat middle cerebral artery occlusion: evaluation of the model and development of a neurologic examination // Stroke. — 1986. — V. 17 (3). — P. 472-476.
5. Gulyaeva N., Thompson C., Shinohara N., Lazareva N., Onufriev M., Stepanichev M., Moiseeva Y., Fliss H., Hakim A. M. Tongue protrusion: a simple test for neurological recovery in rats following focal cerebral ischemia // Journal of neuroscience methods. — 2003. — V. 125 (1-2). — P. 183-193.
6. Onufriev M. V., Moiseeva Y. V., Zhanina M. Y., Lazareva N. A., Guly-aeva N. V. A Comparative Study of Koizumi and Longa Methods of Intraluminal Filament Middle Cerebral Artery Occlusion in Rats: Early Corticosterone and Inflammatory Response in the Hippocampus and Frontal Cortex // Int. J. Mol. Sci. — 2021. — V. 22. — Р. 13544.
7. Onufriev M. V., Stepanichev M. Y., Moiseeva Y. V., Zhanina M. Y., Nedogreeva O. A., Kostryukov P. A., Lazareva N. A., Gulyaeva N. V. A Comparative Study of Two Models of Intraluminal Filament Middle Cerebral Artery Occlusion in Rats: Long-Lasting Accumulation of Corticosterone and Interleukins in the Hippocampus and Frontal Cortex in Koizumi Model // Biomedicines. — 2022. — V. 10. — Р. 3119.
8. Olsen T. S. Regional cerebral blood flow after occlusion of the middle cerebral artery // Acta Neurol Scand. — 1986 Apr. — V. 73 (4). — P. 321-337.
9. Garcia J. H., Lassen N.A., Weiller C., Sperling B., Nakagawara J. Ischemic stroke and incomplete infarction // Stroke. — 1996 Apr. — V. 27 (4). — P. 761-765.
10. Zhao Y., Zhang X., Chen X., Wei Y. Neuronal injuries in cerebral infarction and ischemic stroke: From mechanisms to treatment (Review) // Int J Mol Med. — 2022 Feb. — V. 49 (2). — Р. 15.
11. Виноградова О. С. Гиппокамп и память: монография / О. С. Виноградова; отв. ред. М. Н. Ливанов; Академия наук [АН] СССР. Отделение физиологии. — Москва: Наука, 1975. — 333 с.
BLOCKING GLUCOCORTICOID RECEPTORS PROTECTS THE HIPPOCAMPAL STRUCTURE FROM THE NEGATIVE EFFECTS OF FOCAL CEREBRAL ISCHEMIA
Abstract. The study analyzes the effect of mifepristone, an antagonist of glucocorticoid receptors, on morphological changes in the hippocampus of rats after a stroke caused by occlusion of the middle cerebral artery. The results highlight the potential of mifepristone as a protective drug capable of reducing structural and functional disorders in the post-ischemic period.
Key words: focal cerebral ischemia, hippocampus, glucocorticoid receptors, mifepristone, pyramidal layer, astrocytes, microglia.
