CC BY
18
Орипнальна стаття = Original article = Оригинальная статья
УДК 591.482:616-001-092.9
Модель переачення половини поперечника спинного мозку.
Частина I. Техшчш, патоморфологiчнi та клiнiко-експериментальнi особливостi
Цимбалюк В.1.1, Медведев В.В.2, Семенова В.М.3, Гридна Н.Я.4, Сенчик Ю.Ю.5, Величко О.М.4, Дичко С.М.6, Васлович В.В.7
1 Вщдш вщновлювальноТ та функцюнальноТ нейрохiрурпТ, вiддiлення вщновлювальноТ нейрохiрурпТ, 1нститут нейрохiрурпТ iM. акад. А.П. Ромоданова НАМН УкраТни, КиТв, УкраТна
2 Кафедра нейрохiрурпТ, Нацюнальний медичний унiверситет iменi О.О. Богомольця МОЗ УкраТни. КиТв, УкраТна
3 Лаборат^я культивування тканин, 1нститут нейрохiрурпТ iM. акад. А.П. Ромоданова НАМН УкраТни, КиТв, УкраТна
4 Вщдш експериментальноТ нейрохiрурпТ та клЫчноТ фармакологи, лабораторiя експериментальноТ нейрохiрурпТ, 1нститут нейрохiрургiТ iм. акад. А.П. Ромоданова НАМН УкраТни, КиТв, УкраТна
5 Вщдтення хiрургiТ хребта та спинного мозку, КиТвська мiська клiнiчна лiкарня швидкоТ медичноТ допомоги, КиТв, УкраТна
6 Вщдшення штенсивноТ терапп та анестезюлогп №1, 1нститут нейрохiрургiТ iм. акад. А.П. Ромоданова НАМН УкраТни, КиТв, УкраТна
7 Лабораторiя електронноТ мшроскопм, 1нститут нейрохiрургiТ iм. акад. А.П. Ромоданова НАМН УкраТни, КиТв, УкраТна
Над1йшла до редакцп 03.10.15. Прийнята до публ1кацП 21.12.15.
Адреса для листування:
Медведев Володимир В1кторович, Кафедра нейрох1рургп, Нацюнальний медичний ун1верситет ¡мен1 О. О. Богомольця, вул. Платона Майбороди, 32, Ки/в, Укра/на, 04050, e-mail: vavo2010@ gmail.com
Актуальшсть. Перспективним шструментом вщновлення функци спинного мозку (СМ) е використання тканинноТ нейрошженери, апроба^я ТТ засобiв можлива при використанш якiсних моделей спiнальноТ травми, що дозволяють здiйснювати трансплантацiю солщних нейроiнженерних матриксiв.
Мета. Оптимiзувати й апробувати модель переачення половини поперечника СМ щура у нижньогрудному вщдшК
Матерiали i методи. Експериментальнi тварини. 2 групи: 1-ша — зрЫ (3-6 мiс, n=40), 2-га - молодi (1 мiс, n=32); травма — лiвобiчне пересiчення половини (ЛПП) поперечника СМ на рiвнi TXI; монiторинг функцiТ заднiх кiнцiвок (за шкалою Basso, Beattie, Bresnahan — ВВВ), патоморфолопчне дослiдження.
Результати. ЛПП забезпечуе одночасне вщтворення легкоТ, середньоТ тяжкостi та тяжкоТ спiнальноТ травми, кореляти — в^пов^но, дефiцит функци задньоТ контралатеральноТ кiнцiвки (ЗКК) та задньоТ iпсилатеральноТ кiнцiвки (З1К) у тварин за кращих та прших показникiв вiдновлення. Через 11 тиж спостереження показник функци становив у 1-й групi (3,2±0,58) бала за шкалою ВВВ, у 2-й — (5,31±0,79) бала (р<0,05), що свщчило про повноту пересiчення вах груп низхiдних волокон. Летальнiсть у 1-й грут на етапi втручання та у гострому перiодi травми становила 25%, у вщдаленому перiодi — 15%, з них 5% — за двобiчного ураження. За повного двобiчного пересiчення летальнiсть протягом 10 дiб за звичних умов утримання становила 100%.
Висновок. Модель ЛПП забезпечуе техшчну простоту, вщтворювашсть, низьку летальшсть на тлi глибокого тсилатерального дефiциту функцiТ СМ, одночасне вщтворення трьох варiантiв спiнальноТ травми, придатна для апробацп нейроiнженерних засобiв впливу.
Ключовi слова: модель сп/нально/ травми; л/воб/чне перес/чення половини поперечника спинного мозку; експеримент.
Укра'шський нейрохiрургiчний журнал. — 2016. — №2. — С.18-27.
The model of lateral spinal cord hemisection.
Part I. The technical, pathomorphological, clinical and experimental peculiarities
Vitaliy Tsymbaliuk1, Volodymyr Medvediev2, Vera Semenova3, Nina Grydina4, Yuriy Senchyk5, Olga Velychko4, Sergiy Dychko6, Viktoria Vaslovych7
Relevance of the topic. A promising tool for restoring the spinal cord function is the application of tissue neuroengineering. The approbation of its techniques is possible on qualitative spinal cord injury models that makes the transplantation of solid neuroengineered matrices feasible. Objective. To optimize and test a model of lower thoracic rat's spinal cord hemisection.
1 Restorative Neurosurgery Department, Romodanov Neurosurgery Institute NAMS of Ukraine, Kiev, Ukraine
2 Department of Neurosurgery, Bogomolets National Medical University, Ministry of Healthcare of Ukraine, Kiev, Ukraine
3 Tissue Cultivating Laboratory, Romodanov Neurosurgery Institute NAMS of Ukraine, Kiev, Ukraine
4 Laboratory of Experimental Neurosurgery, Romodanov Neurosurgery Institute NAMS of Ukraine, Kiev, Ukraine
5 Department of Spinal and Vertebral Surgery, Kyiv City Clinical Emergency Hospital, Kiev, Ukraine
6 1st Department of Anesthesiology
and Intensive Care, Romodanov Neurosurgery Institute NAMS of Ukraine, Kiev, Ukraine
Materials and methods. 2 groups of experimental animals: 1 — mature animals (3-6 months, n=40) and 2 — young animals (1 month, n=32), the injury — left-side spinal cord hemisection (LHS) at Tn level; monitoring of hindlimbs' function (BBB scale), pathomorphological study. Results. LHS provides simultaneous display of a slight, moderate and severe spinal cord injury (the correlates, respectively, are: the function deficit of a contralateral hindlimb [CH] and an ipsilateral hindlimb [IH] among the animals with better and worse recovery indicators). As of the 11th week of the observation a function indicator was 3,2±0,58 points under BBB scale and 5,31±0,79 (p<0.05) in group 2, which indicates a significant fullness of the intersection of all descending fibers. Mortality in group 1 at the stage of intervention and in the acute phase of trauma consists 25%, in the remote
© Цимбалюк В.1., Медведев В.В., Семенова В.М., Гридша Н.Я., Сенчик Ю.Ю., Величко О.М., Дичко С.М., Васлович В.В., 2016
7 Electronic Microscopy Laboratory, Romodanov Neurosurgery Institute NAMS of Ukraine, Kiev, Ukraine
Received, October 3, 2015. Accepted, December 21, 2015.
Address for correspondence:
Volodymyr Medvediev, Department of Neurosurgery, Bogomolets National Medical University, 32 Platona Mayborody St, Kiev, Ukraine, 04050, e-mail: [email protected]
phase — 15%, including 5 percent of animals with bilateral injury. At full bilateral intersection mortality within 10 days with relevant conditions of detention comprises 100 percent.
Conclusion. LHS model is technically simple, easy to be reproduced, has low mortality under the condition of deep ipsilateral spinal cord function deficit, provides for three simultaneous options of spinal cord injury, is adapted for testing the neuroengineering tools.
Key words: model of spinal cord injury; left-side lateral spinal cord hemisection; experiment.
Ukrainian Neurosurgical Journal. 2016;(2):18-27.
Модель пересечения половины поперечника спинного мозга. Часть I. Технические, патоморфологические и клинико-экспериментальные особенности
Цымбалюк В.И.1, Медведев В.В.2, Семенова В.М.3, Гридина Н.Я.4, Сенчик Ю.Ю.5, Величко О.Н.4, Дичко С.Н.6, Васлович В.В.7
1 Отдел восстановительной и функциональной нейрохирургии, отделение восстановительной нейрохирургии, Институт нейрохирургии им. акад. А.П. Ромоданова НАМН Украины, Киев, Украина
2 Кафедра нейрохирургии, Национальный медицинский университет имени А.А. Богомольца МЗ Украины, Киев, Украина
3 Лаборатория культивирования тканей, Институт нейрохирургии им. акад. А.П. Ромоданова НАМН Украины, Киев, Украина
4 Отдел экспериментальной нейрохирургии и клинической фармакологии, лаборатория экспериментальной нейрохирургии, Институт нейрохирургии им. акад. А.П. Ромоданова НАМН Украины, Киев, Украина
5 Отделение хирургии позвоночника и спинного мозга, Киевская городская клиническая больница скорой медицинской помощи, Киев, Украина
6 Отделение интенсивной терапии и анестезиологии №1, Институт нейрохирургии им. акад. А.П. Ромоданова НАМН Украины, Киев, Украина
7 Лаборатория электронной микроскопии, Институт нейрохирургии им. акад. А.П. Ромоданова НАМН Украины, Киев, Украина
Поступила в редакцию 03.10.15. Принята к публикации 21.12.15.
Адрес для переписки:
Медведев Владимир Викторович, Кафедра нейрохирургии, Национальный медицинский университет имени А.А. Богомольца, ул. Платона Майбороды, 32, Киев, Украина, 04050, e-mail: [email protected]
Актуальность. Перспективным инструментом восстановления функции спинного мозга (СМ) является тканевая нейроинженерия, апробация ее средств возможна при использовании качественных моделей спинальной травмы, позволяющих осуществлять трансплантацию солидных нейроинженерных матриксов.
Цель. Оптимизировать и апробировать модель пересечения половины поперечника СМ крысы в нижнегрудном отделе.
Материалы и методы. Экспериментальные животные, 2 группы: 1-я — зрелые (3-6 мес, п=40), 2-я — молодые (1 мес, п=32); травма — левостороннее пересечение половины (ЛПП) поперечника СМ на уровне ТХ1; мониторинг функции задних конечностей (по шкале ВВВ), патоморфологическое исследование.
Результаты. ЛПП обеспечивает одновременное воспроизведение легкой, средней тяжести и тяжелой спинальной травмы, корреляты — соответственно, дефицит функции задней контралатеральной конечности (ЗКК) и задней ипсилатеральной конечности (ЗИК) у животных при лучших и худших показателях восстановления. Через 11 нед наблюдения показатель функции (ПФ) составлял в 1-й группе (3,2±0,58) балла по шкале ВВВ, во 2-й — (5,31±0,79) балла (р<0,05), что свидетельствовало о полноте пересечения всех групп нисходящих волокон. Летальность в 1-й группе на этапе вмешательства и в остром периоде травмы составляла 25%, в отдаленном периоде — 15%, из них 5% — при двустороннем поражении. При полном пересечении СМ летальность в течение 10 сут при обычных условиях содержания составляла 100%. Вывод. Модель ЛПП характеризуется технической простотой, воспроизводимостью, низкой летальностью, на фоне глубокого ипсилатерального дефицита функции СМ, обеспечивает одновременное воспроизведение трех вариантов спинальной травмы, приспособлена для апробации нейроинженерных средств влияния.
Ключевые слова: модель спинальной травмы; левостороннее пересечение половины поперечника спинного мозга; эксперимент.
Украинский нейрохирургический журнал. — 2016. — №2. — С.18-27.
Вступ. Вщновлення функци СМ тсля його травматичного ушкодження е одшею з ключових проблем сучасно'1 медичноТ науки, що завдяки поеднанню вдавано'1 простоти та тривало'1 неприступной стала "idée fixe" кшькох поколшь фахiвцiв практично!' та експериментальноТ нейрохiрургiï, набула ширших, свтеглядних реляцш, позицюнуеться як один з гло-бальних виклиюв, зютавний з подоланням онколо-
пчних чи серцево-судинних захворювань. Проблема вщновлення функци мозку, зокрема, СМ, переросла у своерщний "верифкатор" технолопчного й тзнаваль-ного прогресу людства.
Сьогодн у свт майже 2,5 млн. хворих, як перенесли стнальну травму, щороку рееструють близько 180 тис. нових постраждалих [1]. Контингент спшальних хворих на 75% складаеться з чоловшв працездатного
Стаття м'1стить рисунки, яю вдображаються в друкован'1Й версИ у в'дт'1нках срого, в електронн'1й — у кольор'1.
BiKy; попри низьку частоту, спшальна травма у бшь-шосп хворих супроводжуеться тяжкою Ывалщизашею, вiдзначають руховий дефiцит, як правило, обох частин тша та юншвок нижче рiвня ураження.
Вщновлення фyнкцií СМ передбачае розробку методiв реставрацií апарату низхiдного адресного про-ведення збудження (бiогеннi, трансплантацiйнi методи) або протезування перифершних вiддiлiв системи руху (використання так званих «екзоскеле^в»). Розробка бiогенних (нейроiнженерних) засобiв неможлива без Тх експериментального вивчення й апробацiТ. Ключовим напрямком нейроiнженерiТ е створення штучного оточення для регенеруючих аксошв; випробування таких засобiв здшснюють на моделях травми, що доз-воляють виконувати iмплантацiю солiдних матрикав. Тaкi моделi спiнальноТ травми розроблеш, проте, Тх оптимiзaцiя е актуальною проблемою [2].
У тепершнш час найбшьш широко використовують тaкi моделi спiнaльноТ травми: забиття вiдкритого СМ шляхом падшня вантажу, удару рщини або електроме-хaнiчним ударником; перетискання СМ aртерiaльною клiпсою або затискачем; рiзнi види лацераци СМ — фокальна мiелотомiя, однобiчне переачення половини (ОПП, англ. — lateral hemisection), лaтерaлiзовaнa розширена понaдгемiсекцiя, дорзальна гем^екщя, повне поперечне пересiчення, резекшя сегмента СМ; aспiрaцiйне ушкодження [3].
Метою дослщження е aпробaцiя оптимiзовaноТ моделi ЛПП СМ щура у нижньогрудному вщд^ [4].
Завдання дослщження: модифiкyвaти модель ОПП, проaнaлiзyвaти кл^ко-експериментальш, па-томорфологiчнi, фyнкцiонaльнi та вiковi особливостi перебiгy травми СМ щура на запропонованш моделi.
Матерiали i методи дослiдження
Експериментальт тварини та експериментальт групи. У робот висв™еш результати експе-риментiв, проведених у перюд 2006-2015 рр. на бaзi лaборaторiТ експериментальноТ нейрохiрyргiТ 1нституту нейрохiрyргiТ iм. акад. А.П. Ромоданова НАМН УкраТни та лaборaторiТ сенсорноТ фiзiологiТ 1нституту фiзiологiТ iменi О.О. Богомольця НАН УкраТни. З тварин контроль-них груп (здшснення ЛПП) рiзних експериментальних сезонiв, aнaлогiчноТ породи (бы безпороднi щурЬ сaмцi) та умов утримання сформован двi експери-ментaльнi групи: 1-ша група — тварини зршого вiкy (3-6 мю на момент травми, n=40; вiвaрiй 1нституту нейрохiрyргiТ), 2-га група — тварини молодого вку (1 мю на момент травми, n=32, вiвaрiй 1нституту ней-рохiрyргiТ та 1нституту фiзiологiТ).
Моделювання травми СМ. Оперативн втручання здiйснювaли пiд загальним знеболюванням шляхом внyтрiшньоочеревинного введення сyмiшi розчишв ксилазину ("Sedazin", "Biowet", Польща в дозi 15 мг/кг) i кетамшу ("Calypsol", "Гедеон Рiхтер А.О.", Угорщина в дозi 70 мг/кг). Пюля ретельного видалення шерстi на спин та поперековiй дiлянцi поверхню шюри дезш-фiкyвaли 5% спиртовим розчином йоду. Зону ймовiр-ного розташування TXI визначали шляхом пaльпaцiТ каудального юнця грудноТ клiтки з боку ТТ фiксaцiТ до хребта. Тварину фксували на оперaцiйномy столику головою лiворyч, з огляду на подальше виконання ламшектоми залежно вiд домшантност мануальних навичок хiрyргa. Дотримуючись правил асептики, шюру розсiкaли по лши, що з'еднуе остистi вiдростки TVIII-LII хребцiв. Скелетували остистi вiдростки TIX-LI, кровотечу припиняли шляхом тампонування. Робочий
кшець напiвтупого списоподiбного сталевого стриж-ня (довжина 15 см, рукоятки 7 см, товщина робочого кшця 1 мм) укладали пiд кутом 45° (вершина кута рострально) у жолоб, утворений прикореневою час-тиною остистого вщростка ТХ11 та скелетованою лiвою частиною дорзальноТ поверхнi дуги цього самого хреб-ця. Здiйснювали ростральний рух у жолобi до моменту потрапляння робочого кшця пiд каудальний край дуги ТХ1, який черепицеподiбно розташований поверх (дор-зальнiше) рострального краю дуги ТХ11. Кiнець спису заглиблювали у перфорований в такий споаб канал хребта до моменту, коли незначш рухи рукоятки вверх супроводжувалися легкими руховими вщповщями лiвоТ кш^вки. У сформоване вiкно хребтового каналу заводили браншу зiгнутого по ребру москiтоподiбного затискача, за допомогою якого здшснювали обмеже-ну, латералiзовану лiворуч ламiнектомiю на рiвнi ТХ1, зберiгаючи при цьому суглобовi вщростки, максимально вiдкриваючи лiве твколо задньобiчноТ поверхнi СМ, асоцiйованоТ з задшми корiнцями та спiнальними нервами ростральних сегментв.
Пiд час виконання ламшектоми, особливо найбшьш латеральних дшянок дуги хребця виникла венозна кровотеча внаслщок руйнування елементв етдурального венозного сплетення. Кровотеча при-пинялася самостшно протягом близько 5 хв, тсля чого за допомогою списоподiбного офтальмологiчного скальпеля (як варiант, голки шсулшового шприца) здiйснювали наскрiзний прокол тканини СМ бшя лЬ вого краю задньоТ серединноТ артерiТ так, щоб лезо скальпеля було розташоване у сагiтальнiй площинi, а рукоятка — перпендикулярно дорзальшй поверхнi СМ. Пюля здiйснення гемостазу в рану СМ заводили одну з бранш офтальмолопчних ножиць, щоб при повному Тх вщкритт в промiжок мiж браншами потрапляла тканина усiеТ лiвоТ половини поперечника СМ. При цьому ножиц встановлювали рукоятковою частиною в площиш поперечника СМ, перпендикулярно його дорзальнш поверхнi. В декiлька прийомiв пересiкали тканину лiвоТ половини поперечника СМ на рiвнi ТХ1.
П^ля досягнення гемостазу контролювали пов-ноту переачення пучюв лiвоТ половини СМ. З шею метою в мюце дефекту тканини СМ вводили зведеш браном скривленого по ребру офтальмолопчного пш-цета, обтягнутi марлею ^ впираючись ними в передню поверхню хребтового каналу в дшянц переачення, проходили по внутршнш поверхнi каналу в напрямку вщ його передньоТ серединноТ лiнiТ до краю вщлому кореня дуги хребця. У такий споаб уникали неповного пересiчення латеральних дшянок бшоТ речовини СМ. При цьому виникало повторне ушкодження етдураль-них венозних сплетшь, що супроводжувалося досить штенсивною венозною кровотечею. Пюля самостiйного припинення кровотечi вiкно доступу в хребтовий канал прикривали фрагментом пщшюрноТ фасцп, на м'якi тканини та шюру в зон доступу накладали шви крученими полiамiдними хiрургiчними нитками у 2 ряди. Дшянку рани обробляли 5% спиртовим розчином йоду.
З метою попередження шфекцшних ускладнень у задню шийну дшянку тдшюрно вводили розчин бЬ цилшу-5 (ОАО «Киевмедпрепарат») у дозi 1 млн. ОД на 1 кг маси тша (150-200 тис. ОД, 1 мл приготовленого розчину на 1 тварину). З метою протизапальноТ i про-тинабряковоТ терапи внутрiшньоочеревинно вводили розчин дексаметазону (КЯКА, Словенiя) у дозi 6 мг/кг маси тша. П^ля цих мантуляцш тварин протягом 2-4
год утримували в приммщенш з температурою пов^ря 30 °C, у подальшому — у спешальних кликах по 3-6 особин при середнш температурi 21-24 °C, за умови постiйного провiтрювання приммщення та замiни тир-совоТ тдкладки через кожнi 3 доби.
Реестрац/я функционально/ активности задн/х к/нц/вок. Функцюнальну актившсть З1К та ЗКК оперо-ваних тварин оцiнювали за шкалою ВВВ, запропоно-ваною D.M. Basso, M.S. Beattie, J.C. Bresnahan (1995) [5-7], (таблиця).
Важливим моментом е прилаштовашсть шкали ВВВ для визначення наслщюв двобiчного ураження СМ, наприклад, при класичному моделюванш його
забиття. Так, шкала в дiапазонi 0-21 бал дозволяе встановити рiвень функцп задньоТ кiнцiвки, з огля-ду на широту руховоТ активностi у кожному з трьох ключових суглобiв, а також установку стопи та три-валють пiдтримання маси тта паретичною кiнцiвкою пiд час пересуванш по горизонтальнiй поверхнi (0-11 балiв). Починаючи з 12 балiв, використання шкали в умовах моделi ЛПП утруднене, оскшьки виражена вiдмiннiсть функцюнальноТ активностi З1К та ЗКК ус-кладнюе визначення спiвдружностi рухових патершв обох кiнцiвок. Достовiрна оцiнка руховоТ активной ЗКК можлива лише в дiапазонi 15-18 балiв, оскшь-ки тдтримання хвоста пiд час кроковоТ локомоцiТ
Шкала оцiнки руховоТ активной заднiх кiнцiвок щура пiсля травматичного пошкодження СМ (ВВВ) [5, 6].
Кшьюсть балiв Основш характеристики рухово! активност задньо! кшщвки
0 Видима спонтанна рухова актившсть у заднш кшщвщ при пересуваннi тварини по горизонтально поверхнi вiдсутня
1 Слабк ("slight"; 50% i менше звичноТ амплiтуди) рухи в одному-двох суглобах задньоТ кшщвки
2 Поширенi ("extensive"; понад 50% звичноТ ампл^уди) рухи в одному суглоб^ або поширенi рухи в одному суглобi i слабк рухи — ще в одному суглобi задньоТ кiнцiвки
3 Поширенi рухи у двох суглобах задньоТ кшщвки
4 Слабк рухи в усiх трьох суглобах задньоТ кшщвки
5 Слабкi рухи у двох суглобах i поширеш — у третьому
6 Поширенi рухи у двох суглобах i слабк — у третьому
7 Поширенi рухи в уах трьох суглобах задньоТ кшщвки
8 "Sweeping" без пiдтримання маси тта; або кроковi синерги задньоТ кшщвки пiдошвою вниз (плантарна установка) без тдтримання маси тта
9 Кроковi синерги задньоТ кiнцiвки пiдошвою вниз, тдтриманням маси тiла лише у стацюнарнш позицп (поза кроковою локомощею); або поодиноке, часте чи постшне пiдтримання маси тiла вздовж траекторп крокового руху, установка стопи постшно пiдошвою вгору
10 Поодинокi (5-50% часу руху) моменти крокового руху з тдтриманням маси тта; плантарна установка стопи; координа^я крокового ритму передшх i задшх кiнцiвок вiдсутня
11 Часто або постшно (понад 50% часу руху) тдтримуе масу тта тд час руху по горизонтально поверхш; плантарна установка стопи; координацiя крокового ритму передшх i заднiх кшщвок вiдсутня
12 Часто або постiйно (понад 50% часу руху) тдтримуе масу тта тд час руху по горизонтально поверхш; плантарна установка стопи; поодинок (5-50% часу ходьби) послщовност координацп крокового ритму переднiх i заднiх кiнцiвок
13 Постiйно пiдтримуе масу тта тд час руху по горизонтально поверхш; плантарна установка стопи; часто (51-95% часу ходьби) координуе рухи передшх i задшх кшщвок
14 Постшно тдтримуе масу тта тд час руху по горизонтально поверхш; плантарна установка стопи; постшно (понад 95% часу ходьби) координуе рухи передшх i задшх кшщвок; при контакт лапи з опорою (або тд час крокового руху) — установка лапи з ротащею пальщв латерально чи медiально; або часте плантарне крокування з постОним тдтриманням маси тта та передньо-задньою координащею кшщвок, проте, з поодинокими кроками з дорзальною установкою стопи
15 Постшна передньо-задня координащя рухiв лап; тд час швидкого пересування присутнi поодинок моменти (понад 50% часу ходьби) повного вщриву стопи у межах крокового циклу вщ горизонтально!' поверхш (у тому чи^ носкова частина — "toe clearence"), тобто, вщсутнкть "волочшня лапи" ("paw dragging"; виявляють вiзуально або аускультативно; за наявност феномену, тобто, за вiдсутностi повного вщриву лапи вiд поверхнi виявляють звук шкрябання стопи чи ТТ носка по поверхш [6]); при первинному контакт з горизонтальною поверхнею — паралельна установка лап
16 Постшна передньо-задня координащя рухiв лап; тд час швидкого пересування часто (50-94% часу ходьби) присутш моменти повного вщриву стопи у межах крокового циклу вщ горизонтальноТ поверхнi; при первинному контакт з горизонтальною поверхнею — паралельна установка лап, яка одразу на початку крокового руху чи при рiзкому тднятп з горизонтальноТ поверхш ("lift off") змшюеться ротафею ("curved")
17 Постшна передньо-задня координащя рухiв лап; пiд час швидкого пересування часто (50-94% часу ходьби) присутш моменти повного вщриву стопи у межах крокового циклу вщ горизонтальноТ поверхш; паралельна установка лап при контакт з горизонтальною поверхнею чи одразу при початку руху пальцем чи при рiзкому тднятп з горизонтальноТ поверхш
18 Постшна передньо-задня координащя рухiв лап; тд час швидкого пересування повний вщрив стопи у межах крокового циклу спостер^ають постшно (понад 95% часу ходьби); при первинному контакт з горизонтальною поверхнею — паралельна установка лап, яка одразу на початку крокового руху чи при рiзкому тднятп з горизонтальноТ поверхш змшюеться ротащею ("curved")
19 Постшна передньо-задня координащя рухiв лап; тд час швидкого пересування повний вщрив стопи у межах крокового циклу спостер^ають постшно; паралельна установка лап при контакт з горизонтальною поверхнею чи при рiзкому тднятп з горизонтальноТ поверхш; тд час штенсивного крокового руху не тдшмае або тимчасово повнiстю тдшмае хвiст над поверхнею руху
20 Постшна передньо-задня координащя рухiв лап; тд час швидкого пересування повний вщрив стопи у межах крокового циклу спостер^ають постiйно; паралельна установка лап при контакт з горизонтальною поверхнею чи при рiзкому пiдняттi з горизонтальноТ поверхш; тд час штенсивноТ кроковоТ локомоцп повнiстю пiднiмае хвкт над поверхнею руху; певна нестабшьшсть тулуба
21 Постiйна передньо-задня координацiя рухiв лап; пiд час швидкого пересування повний вщрив стопи у межах крокового циклу спостер^ають постiйно; паралельна постановка лап за будь-яких рухiв ("throughout stance"); тд час штенсивноТ кроковоТ локомоцп повнiстю пiднiмае хвкт над поверхнею руху; розлади просторовоТ координацп та рiвноваги тулуба вщсутш
за умови глибокого парезу одше' з кшшвок (З1К) неможливе.
ПФ З1К та ЗКК визначали, починаючи з 2-Ï доби тсля виконання оперативного втручання з огляду на етичний регламент роботи з експериментальними тваринами. Тривалють спостереження тсля виконання ЛПП в експериментальних групах та пщгрупах стано-вила вщ 11 до 26 тиж.
З метою деталiзацiï перебiгу виновного процесу визначали швидкiсть змiни ПФ задньо''' кiнцiвки з точ-шстю до 1 тиж. Розрахунки проводили за формулою:
{УПФ>„ = ПФ„ - ПФn-1, де n - тиждень спостереження.
Патоморфолопчн'Ё дослДження. Матерiал для патоморфологiчних дослiджень забирали у тварин 1-Ï групи за наявносп типового неврологiчного дефiциту. Одразу тсля виведення тварини з експерименту шляхом передозування зазначених наркотичних речовин дшянку хребта довжиною 5 см, що включала зону виконання ЛПП, видаляли i вмщували у 10% розчин нейтрального формалшу, через кшька тижшв шляхом мкропрепарування вилучали СМ, лезом вщакали ка-удальну та ростральну дшянки препарату, звужуючи зону навколо ЛПП до 5 мм. Сформован фрагменти СМ вмщували у 20% розчин формалшу, протягом 1 доби витримували у розчиш етилового спирту зростаючо' концентраци (70%, 90%, 96%), хлороформi (протягом 24 год), далi — у хлороформi та парафш^ формували парафiнову заливку. Зрiзи фарбували за стандартними протоколами гематоксилшом та еозином, гематоксилЬ ном та ткрофуксином, тiонiном (за Нiсслем).
Для електронно-м^роскотчного дослiдження фрагменти тканини СМ поряд з зоною ЛПП, розмiром 1 мм3 забирали одразу тсля виведення тварин з експерименту, фксували у сумш 4% параформальдепду, 2,5% глутаральдепду i 4% сахарози на 0,1 молярному фосфатному буферi (рН=7,4) з подальшою дофiксацieю в 1% розчиш чотириокису осмю зневоднювали в розчинах етанолу та оксипропшену зростаючо' кон-центрацiï, заливали сумшшю епоксидних смол (епон-аралдит) за стандартними методиками. Для прицшь-ного ультратомування i поглиблено' оцiнки отриманих даних з епоксидних блоюв виготовляли натвтоню зрiзи товщиною 1 нм, як забарвлювали метиленовим синiм - троншом i переглядали в св™ооптичному мiкроскопi Axiophot (OPTON, Нiмеччина). Ультратоню зрiзи товщиною 0,6 нм отримували на ультратомах LKB (Швешя) i Reicherdt-Jung (Австрiя), забарвлювали за Reynolds та переглядали в електронному мкроскот ЕМ-400Т (PHILIPS, Нщерланди).
Статистичну обробку даних мошторингу функци заднiх юншвок здiйснювали за допомогою програмного пакету Statistica 6.0 на персональному комп'ютерк Використовували непараметричний U-тест Мана-Уïтнi, в межах якого перевiряли «нульову ппотезу» про те, що вектори x та y е незалежними виборками з одна-кових розподiлiв з рiвними середнiми. Для цього використовували двобiчний тест суми ранпв. Результати оцiнки статистично' значущостi представляли у виглядi значень показника р зi звичним 'х трактуванням.
Результати та ïx обговорення
Техн/чн/особливост моделi. На основi власного досвщу використання моделi ЛПП вщзначимо особли-востi технiки виконання втручання. У зрших щурiв пло-ща поперечника хребтового каналу у нижньогрудному вщд^ значно перевищуе площу поперечного перерiзу
СМ. В латеровентральних напрямках вщ центрально' осi формуються симетричш кишенеподiбнi заглиблен-ня, виповненi етдуральними венозними сплетеннями. Дуги хребцiв на цьому рiвнi мають своерiдну анатомю лише незначна дорзальна поверхня може бути легко звшьнена вiд прилягаючих м^в i видалена блоком з остистими вщростками. Бiльш об'емна частина щшьно зв'язана з м'язами спини, суглобовими вщростками i формуе дорзальну стшку латерального кишенеподiб-ного заглиблення. Повне руйнування цieï структури пов'язане з резекшею суглобових поверхонь, спри-чиняе втрату стабшьност хребта, супроводжуеться значною травматизацieю, вираженою венозною кровотечею i значно ускладнюе переб^ тсляопера-цiйного перiоду. Латеральне розташування волокон важливих для локомоци низхiдних шляхiв [8] може бути причиною 'х неповного пересiчення, саме зважа-ючи на наведену анатомiчну особливiсть хребтового каналу (майже у 5% тварин уже протягом першого тижня ПФ З1К перевищувала 11 балiв за шкалою ВВВ, Ш тварини виключенi з експерименту), тому слтий контроль повноти пересiчення е важливим моментом виконання ЛПП.
Ще однieю умовою коректного виконання ЛПП е збереження цш^ност задньо' серединно'' артерiï СМ. За ïï ушкодження спостерiгали блискавичне прогре-сування набряку-набухання СМ на рiвнi втручання, формування глибоко'' нижньо'' параплегiï, що практично не регресувала з часом (майже у 5% оперованих тварин). Тому важливо обмежувати зону мieлотомiï парасаптально.
Летальнсть та показник в'щтворюваносTi модел i. Одшею з провщних характеристик експери-ментально'' моделi е летальнiсть — наслщок поеднання багатьох чинникiв, часто — неусувних.
Пщ час виконання оперативного втручання та у перши години тсля його завершення загинули близько 25% тварин через неадекватшсть анестезюлопчного супроводу, помилки при наркотизаци, збiльшення тривалостi чи, навпаки, надмiрне прискорення оперативного втручання, тяжку крововтрату.
За умови значно' крововтрати, грубого та штен-сивного мантулювання, травмування м'яких тканин чи недостатньо'' наркотизаци тварин тсля операци спостер^али ознаки системного порушення гемостазу: просякнення кров'ю шюри та слизово'' оболонки ока, гематурю виражену слабiсть, що часто заюнчувалося смертю тварини.
Летальшсть у вiддаленому перiодi травми стано-вила близько 15% i зумовлена, ймовiрно, виникненням iнфекцiйно-запальних ускладнень.
В моделi повного поперечного пересiчення СМ на нижньогрудному рiвнi в аналопчних умовах виконання оперативного втручання летальшсть протягом перших 2 тиж експерименту становила 100%.
Вщтворювашсть моделi у зрших тварин (1-ша група) становила близько 55%, у молодих тварин (2-га група) — близько 70%.
Патоморфолопчш особливост модел i. При ви-конанш ЛПП за протоколом у значно'' кшькост спосте-режень вдаеться досягти досить повного переачення уае'' половини СМ (рис. 1-3).
Через 1 тиж тсля здшснення ЛПП вщзначали ч^-ке розмежування зони травми та протилежно'' частини речовини СМ. У зон травми СМ виявлеш ознаки роз-паду, фрагментаци сiроï та бiлоï речовини, запально''
Рис. 1. Операцшне поле одразу тсля виконання ЛПП. Яо — ростральний напрямок; Са — каудальний напрямок; Я — праворуч; L — лiворуч; а^^. — задня спинномозкова артерiя. Рамкою видтена зона ЛПП. Зб.х12.
Рис. 2. Мкрофото. Зона ЛПП через 1 тиж тсля втручання. Поперечний пстолопчний зрiз. Межа ЛПП вказана пунктирною л^ею. Стiнка центрального каналу наполовину зруйнована. Зона ЛПП заповнена нейрошженерним матриксом. Забарвлення гематоксилшом та еозином. Зб.х50.
г'' -Д' ^ у
клiтинноí iнфiльтрацií. У сумiжнiй зонi контралатераль-ноТ частини вщзначали некробiотичнi змiни нейронiв у виглядi карiолiзу та цитолiзу з утворенням «^тин-тшей», нейрофагií, розрiдження ароТ речовини.
Через 2 тиж (рис. 4) у зон деструктивного розм'якшення речовини СМ спостерiгaли ознаки поступового очищення, у прилеглих дiлянкaх тсила-теральноТ частини переважала резорбцiя продук^в розпаду тканини клiтинaми глiТ та мкроглм, що нако-пичували у цитоплaзмi лiпiднi включення («зернистi кул^>). Хaрaктернi ознаки реaкцiТ сполучноТ тканини у виглядi розростання пучкiв шжних aргiрофiльних волокон, що об'еднувалися з ^тинами волокнистоТ глiТ, формуючи незрту капсулу вогнища деструкцiТ, що вщображало початкову стaдiю посттравматичноТ оргaнiзaцiТ (рис. 5).
Через 1 м/с вогнище деструкци зменшувалося, площа нaвколишнiх дальних та сполучнотканин-них розростань помто збiльшувaлaся, переважав глiaльний компонент, виявлеш ознаки зaмiщення ушкодженоТ тканини у виглядi тально-сполучнотка-нинноТ оргaнiзaцiТ з утворенням пучкових та нещшьних кл^инних структур, що iмiтувaли глiоз. Розростання сполучнотканинних волокон набувало ознак палшозу, вогнище деструкци пронизували окремi пучки. У сумiж-них дiлянкaх тсилатеральноТ частини спостерiгaли перицелюлярний набряк, виражеш некробiотичнi змiни нейроцитiв у виглядi деформaцiТ цитоплазми, втрату вiдросткiв, гомогешзашю тигроТдноТ субстaнцiТ, ознаки лiзису ядер з втратою контурiв ядерноТ мембрани (рис. 6) та формуванням кл^ин-тшей, що вщображувало термiнaльну стaдiю дегенераци нейроцитiв.
' А ШвШШия? '
- ■ - _
?м 'VI ;> С:
'.„-•л 1 .. ■
_
Б
.н
Рис. 3. Мкрофото. Вaрiaнти руйнування iпсилaтерaльноТ половини стшки центрального каналу (обведено рамкою) у зош ЛПП через 1 (А) та 2 (Б) тиж тсля втручання. Поперечний пстолопчний зрiз. Забарвлення гематоксилшом та еозином. Зб.х200 (А) та х400 (Б).
Рис. 4. Мкрофото. Формування глю^брозноТ капсули навколо вогнища травматичного ураження. Через 2 тиж тсля ЛПП. Поперечний пстолопчний зрiз на рiвнi пошкодження. Забарвлення гематоксилшом та ткрофуксином. Зб.х400.
Рис. 5. Мкрофото. Глiaльно-сполучноткaнинне замщення тканини СМ щура на боц ураження через 1 мiс тсля ЛПП. Забарвлення гематоксилшом та еозином. Зб.х200.
Бшьшмсть нейроцитв протилежно' половини СМ на рiвнi ураження збер^али характерний фенотип (рис. 7). Виявлеш ознаки ппертрофи та пперплазп окремих ^тинних елементiв, передусiм, метаболiч-ного апарату нейронiв, новоутворення колатераль-них нервових волокон, що свщчило про перебудову iснуючих нейрональних мереж. У товщi бiлоï речовини контралатерально'' половини СМ на рiвнi ураження вщзначали гiпертрофованi олiгодендроцити та знач-ну кiлькiсть новоутворених мieлiнiзованих волокон невеликого дiаметра.
Рис. 6. Мкрофото. Нейроцити СМ щурiв в тсилатеральнш дiлянцi, сумiжнiй з зоною ЛПП через 1 мю пiсля моделювання ЛПП. Забарвлення тюншом за Ысслем. Зб.х400.
Через 6 мс спостер^али ознаки залишкового процесу дифузно'' оргашзаци травматичного вогнища, замiщення рубцевою тканиною змшаного типу (рис. 8). Стан речовини СМ у сумiжних дшянках тсила-терально'' та контралатерально'' частин близький до задовшьного, ядра нейроцитв мiстили чiтке ядерце, виявленi глибки тигро'дно' субстанцiï — показники високо'' синтетично' активностi.
Таким чином, за даними пстолопчного та ультраструктурного дослщження СМ пiсля моделювання ЛПП констатували стадмшсть перебiгу травматичного процесу з типовими ознаками гострого перюду травми, ви-никненням асептичного запалення, згодом — поступове очищення та оргашзашю вогнища деструкци за участю сполучнотканинних та дальних компонентв.
Розподш значень ПФ в експериментальних групах. Розподш значень ПФ З1К свщчив про наявнiсть двох варiантiв рухового дефiциту при моделюваннi ЛПП (рис. 9) — з пршими (у 32 тварини 1-ï групи i 19 — 2-ï групи) та кращими (у 9 тварин 1-ï групи i 15 — 2-ï) показниками вщновлення. Мiж обома тдгру-пами е штервал довжиною 1-2 бали за шкалою ВВВ. Розподш ПФ З1К у двох тдгрупах кожно'' групи не можна вважати нормальним, у 1-й груш спостер^али тенденцiю до маргiналiзацiï показника: у тдгрут за гiрших показниюв — у напрямку до нуля, у тдгрут за кращих показниюв — до 9-10 балiв за шкалою ВВВ. У 2-й грут маргiналiзацiю спостерiгали щодо пiдгрупи за прших показникiв, у напрямку до 5 балiв. Наявнiсть такого розподшу ПФ мае певне пояснення.
Рис. 7. Мкрофото. Нейроцити СМ щурiв у дiлянцi, контралатеральнiй мiсцю ЛПП, через 1 мю пiсля моделювання ЛПП. Забарвлення тюншом за Ысслем. Зб.х400.
Рис. 8. Мiкрофото. СМ щура через 6 мю тсля моделювання ЛПП. Поперечний зрiз на рiвнi посттравматичного рубця. Фрагменти рубцево'' тканини змiшаного типу у травматичному вогнищк Забарвлення гематоксилiном та еозином. Зб.х200.
18 16 14
i 12 ÈÎ Ю
m
S „
5 8 р
2 к п 6
2 -■
JZL
П
А
□ 1 2 3 4 5 6 7 8 9101 1 1213 Функфя 31K,6aniB зз шкалою ВВВ
10
3 7 6 5
4 3 2 1 4-
Б
0 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 Функц^ 3IK, бал1в за шкалою ВВВ
Рис. 9. Розподш ПФ З1К* у 1-й грут (А) та 2-й грут (Б) на 11-й тиждень тсля виконання ЛПП.
* — за половинного значення показника додавали по одиниц попередньому i наступному цшому числу величини показника.
Шкала ВВВ неоднорщна з точки зору зв'язку ПФ 3i ступеней збереження и матерiального субстрату. У проммжку 0-11 балiв вона мiстить кiлька кардинальних точок, подолання яких потребуе вiдновлення яюсно вiдмiнних характеристик топологií нейрональноТ мережи 0-1 бал — поява рухiв в 1-2 суглобах задньоТ кшщвки; 6-7 балiв — поява злагоджених рухiв у межах уах м'язiв однiеТ кiнцiвки; 9-11 бaлiв — установка стопи пiдошвою вниз i пiдтримaння маси тiлa.
МНж бальним показником i кiлькiсними значеннями процесу решнерваци популяцiй мотонейронiв нижче рiвня ЛПП немае лiнiйноТ залежностк Реaлiзaцiя кро-ковоТ локомоцiТ з тдтриманням маси тiлa зaднiми юн-цiвкaми у щурiв (10-11 бaлiв за шкалою ВВВ) потребуе збереження 10% поперечного перерiзу бiлоТ речовини СМ вище поперекового потовщення; реaлiзaцiя ПФ на рiвнi 12-16 бaлiв корелюе зi збереженням 11-25% поперечного перерiзу бiлоТ речовини СМ, 17-19 бaлiв — 45-90%, 20-21 бaлiв — 90-100% [9].
Отже, для подолання рiзних кардинальних точок шкали ВВВ необхiдний рiзний рiвень збереження та регенерацшного приросту кiлькiсних характеристик апарату передaчi супрaспiнaльних впливiв. Така ситуа-цiя на сучасному етат розвитку знань щодо функцiТ та регенераци руховоТ системи може мати виключно спе-кулятивнi пояснення. Наведемо деяк з них. Передусiм, нерiвноцiннiсть функцiонaльного приросту та його мaтерiaльних корелятiв спостерiгaють вздовж грaдiен-ту оргашзацшноТ склaдностi тваринного царства, що мае топологiчнi передумови. Окрiм того, юнують двi групи мехaнiзмiв реставраци супрaспiнaльних впливiв на генератор рухових патершв З1К: 1) рiст низхщних волокон de novo; 2) вщновлення шляхiв iннервaцiТ в обхiд зони ЛПП внаслщок синаптичноТ плaстичностi, спраутингу та синаптогенезу. Очевидно, ц мехашзми суттево рiзняться результатом: реaлiзaцiя другого мехашзму зумовлюе збiльшення ПФ З1К у виглядi 1-2 бaлiв, виключно на промiжкaх мiж кардинальними точками, не забезпечуе проходження цих точок i деформуе (мaргiнaлiзуе) розподiл ПФ З1К; реaлiзaцiя першого мехaнiзму забезпечуе перехiд через кар-динaльнi точки, збереження нормального розподшу величини мaтерiaльного субстрату (передуам, кшь-костi функцiонуючих низхiдних волокон), перекривае
вплив першого механiзму. ^м того, вторинна альте-рацiя тканини СМ при ЛПП характеризуеться власним варiантом ймовiрного розподiлу наслiдкiв впливу на елементи тканини СМ, який, очевидно, спотворюе юнуючий розподш ПФ у грут. Активне пiдтримання регенеративного процесу, передуам, другоТ його складовоТ, а також пригнiчення реакцiй альтерацп сприяе збереженню нормального розподiлу ПФ З1К у кожнiй пiдгрупi, що вщзначено нами за умови негайноТ iмплантацiТ нейрогелю у зону ЛПП [10].
Особливост динамки вщновлення руховоУ функцп у межах використано/ модел'§. Через 1 добу тсля операци ПФ З1К у 1-й грут становив у се-редньому (0,14±0,05) бала за шкалою ВВВ, у 2-й грут — (0,23±0,07) бала (р>0,05, рис. 10). Статистично значущу рiзницю мiж ПФ З1К в обох групах вiдзначали у строки мiж 1-м та 3-м тижнем, а також починаючи з 8-го тижня i до юнця перюду спостереження. Протягом 1-го тижня спостер^али максимальну швидкiсть збiльшення ПФ З1К в обох групах, бшьш виражену у 2-й групi. При цьому ПФ З1К у 1-й грут збтьшився до (1,5±0,33) бала за шкалою ВВВ, протягом усього подальшого перюду спостереження — до (3,2±0,58) бала. У 2-й грут ПФ З1К протягом 1-го тижня збтьшився до (4,03±0,61) бала, у подальшому — до (5,31±0,79) бала. Через 11 тиж ПФ З1К у 1-й групi становив у середньому (3,2±0,58) (понад 50% рухiв у двох суглобах задньоТ кшщвки), у 2-й групi — (5,31±0,79) бала (р<0,02; 50% i менше у двох суглобах та понад 50% рухiв у третьому суглобi задньоТ юншвки). У строки 4-7 тиж у 2-й грут спостерЬ гали регрес ПФ З1К з (5,17±0,74) до (4,83±0,82) бала внаслщок додаткового процесу альтерацiТ (ймовiрно, мiелiтичного) в однiй з пiдгруп 2-Т групи, сформованiй для вивчення динамки спастичност при спiнальнiй травмi. Дослщження динамiки ПФ З1К у 1-й грут та в шших групах, а також дан iнших дослщниюв [9, 10] свiдчать, що зазначеним перюдом спостереження (11 тиж) вичерпуеться переважна частина регенерацш-ного приросту ПФ.
Бiльш шформативним з точки зору процесуального аналiзу вiдновлення функцiТ З1К е дослщження швид-костi змiни ПФ З1К протягом перiоду спостереження (рис. 11). Статистично значуща рiзниця швидкостi вщновлення функцп З1К на 1-му тижш у 2-й групi
Рис. 10. Динамка ПФ З1К у групах тварин тсля виконання ЛПП протягом перюду спостереження. * — вщмшшсть мiж середшми в групах статистично значуща.
Рис. 11. Динамка швидкост змши ПФ З1К у групах тварин протягом перюду спостереження. * — вщмшшсть мiж середнiми в групах статистично значуща.
вщображае кшьюсш вщмшносп виновного процесу, на 4-му тижш — яюсш. Подiбне зменшення швидкост приросту протягом 3-4-го тижня спостер^али у пщ-групi за прших показникiв вiдновлення при ЛПП у тварин 1-ï групи [10].
Особливост розподiлу ПФ З1К в обох групах зу-мовили необхщшсть проведення роздiльного порiв-няльного аналiзу динамiки вiдновлення у пiдгрупах за нижчих та вищих значень ПФ З1К, результати якого, а також результати мошторингу ПФ ЗКК висв™еш нами у попередшх роботах [10].
На пiдставi аналiзу динамiки ПФ З1К у посттравматичному перiодi видiленi кiлька фаз. Так, в 1-й грут перша фаза вщновлення функцп СМ тривала протягом 1 тиж тсля травми i пов'язана, на нашу думку, з вщ-новленням функци провiдностi волокон, що зазнали найменш значного ураження. Друга фаза (3-4 тиж) ха-рактеризувалася, ймовiрно, вщновленням волокон, що зазнали бшьш значного демieлiнiзуючого впливу. Третя фаза (4-й тиждень) вщображала результатившсть не лише вiдновлення волокон, що зазнали демieлiнiзуючо-го впливу, а й деякою мiрою — пластично' перебудови систем низхщного проведення збудження. У четвертш фазi (7-9-й тиждень) слщ очiкувати результат бiльш тривалих механiзмiв пластичностi — формування дов-гих вiдгалужень аксонiв, регенеративне проростання аксошв нижче зони ЛПП тощо.
Дефщит ЗКК на моделi ЛПП за незначно' ймовiр-ностi переачення волокон контралатерально' частини СМ слщ пов'язувати з 'х вторинним ураженням, мож-ливо — демieлiнiзацieю, а також з загибеллю пооди-ноких нейрошв i глiальних клiтин прилеглих дшянок сiроï речовини.
Попри поширення в експериментальнш ней-рохiрургiï моделi ОПП, данi щодо особливостей вщновлення функцiï СМ за такого варiанта травми неоднозначнi.
За даними л^ератури [9], при виконаннi ОПП на рiвнi ТХ111 (щурi-самцi масою тша 100-125 г) ПФ З1К на 35-ту добу становив 15,0 балiв (порода Long-Evans), 15,6 бала (порода Wistar) i 17,0 балiв (порода Sprogue-Dawley) за шкалою ВВВ. ЗКК a priori (чи a posteriori ?) вважали штактною. Найпрши показники вщновлення функцiï З1К через 7 дiб вiдзначали у тварин старшого вку (12 мiс на момент виконання ОПП, 1,63 бала за шкалою ВВВ), найкращi — у зрших (2 мю, 11,5 бала) та молодих (40 дшв, 11,29 бала); наприюнц 1-го мЬ сяця спостереження ця рiзниця зменшувалася до 2-3 балiв (вiдповiдно 11 та 13-14 балiв). Крiм того, при переаченш дорзально' групи провщних шляхiв СМ практично повне вщновлення функцiï З1К вiдзначали протягом 1-го тижня; при дорзальнш гемiсекцiï вщнов-лення функцiï до рiвня 11 балiв вiдзначають через 2 тиж; при ушкодженш кiрково-спинномозкового шляху вщновлення до 13 балiв — протягом 1-го тижня, чер-воноядерно-спинномозкового шляху — через 7 тиж. Ушкодження шших низхщних шляхiв супроводжувало-ся суттево регресуючим протягом 1-4 тиж невролопч-ним дефщитом [9], за винятком одного спостереження — руйнування атчасто-спинномозкового шляху.
Отчасто-спинномозковий шлях у щурiв е важ-ливим елементом вентролатеральних дшянок бто'' речовини СМ; вш вiдiграe провiдну роль у реалiзацiï кроково' локомоцп; збереження менш жж 5% площi бiлоï речовини вентролатерального пучка на рiвнi Т1Х-ТХ1 е достатньою умовою можливостi суттевого
вщновлення локомоторно' функцiï З1К [9]. Важливо, що двобiчна демieлiнiзацiя (на вщмшу вiд механiчноï деструкцiï) волокон вентролатерально' групи на рiвнi Т1Х-ТХ1 не спричиняе значний дефiцит локомоторно' функцiï заднiх кiнцiвок. При моделюванш ОПП на рiв-нi С1У-СУ [11] у зрiлих щурiв передня тсилатеральна кiнцiвка зазнае практично непоправного глибокого ру-хового дефiциту (що можна пов'язувати з руйнуванням значно' ктькост мотонейронiв m. spinodeltoideus, m. biceps brachii, m. extensor pollicis longus, m. extensor carpi radialis longus, розташованих в основному на за-значеному рiвнi), тодi як З1К — обмеженого дефiциту, що суттево регресуе протягом 1-го тижня.
Наведен в роботах варiанти швидкого вщновлення функцiï З1К пiсля ОПП [9, 11] не можна пов'язувати виключно з компенсаторною перебудовою збережено'' системи внутршньоспшальних зв'язюв або ростом низхщних закiнчень аксонiв de novo, оскшьки, на нашу думку, обидва варiанти регенеративних процесiв характеризуються бшьш значною тривалютю (напри-клад, спраутинг волокон юрково-спинномозкового шляху у статевозрших тварин пiсля його пересiчення вщзначали не ранiше нiж через 2 тиж [10]. Вщсутшсть неврологiчного дефщиту у контралатеральних дiлян-ках шнервацп свiдчить, що автори наносили таку травму, за яко'' виникала тимчасова обернена дисфункшя деяких мапстральних низхiдних шляхiв, а поширення вторинних альтеративних реакцм не виходило за межi ушкоджено'' половини поперечника СМ. Ймовiрно, при виконаннi ОПП найбшьш латерально та вентрально розташованi волокна (передуам, атчасто-спинномоз-кового шляху) зазнавали лише вторинного, демieлiза-цiйного ушкодження.
Проте, слщ вiдзначити, що ретельно проведеш гiстологiчнi дослiдження пiсля ОПП [12] виключають можливють неповного переачення бто'' речовини СМ на бош травми, при цьому через 40 дiб тсля травми у зрших щурiв вщзначали ПФ на рiвнi 21 бала за шкалою ВВВ (n=5, ОПП на шийному рiвнi, без ушкодження контралатеральних дшянок) та 15 балiв (n=4, ОПП на нижньогрудному рiвнi, поширення зони деструкци на медiальнi дiлянки контралатерально'' частини СМ). За тако' ситуацп единою можливою причиною погiршення функцюнального результату регенеративного процесу з точки зору авторiв слiд вважати ушкодження контралатерально' частини СМ, адже вщновлення супраспшальних впливiв на денервоваш iпсилате-ральнi мотонейрони нижче рiвня травми протягом 40 дiб якщо i можливе (у заявленому авторами обсязО, то лише за умови суттевого залучення низхщних шляхiв контралатерально'' частини i пропрюспшальних рети-кулярних нейрошв [10]. З огляду на те, що ураження контралатерально' частини СМ вщбуваеться вторинно, слщ визнати, що особливосп iмунноï реактивностi тварин, яю, у свою чергу, формуються рiзними чинниками — генетичними особливостями, умовами утримання та харчування, тсляоперацшного медикаментозного супроводу тощо, в^грають у результативной регенеративного процесу значну, якщо не визначальну роль. ^м того, не можна не звернути уваги на вкрай малу кшьюсть тварин в експериментальних групах, заявлених у деяких роботах (примiром, [12]).
Результати нашого дослщження свщчать про можливють отримання бшьш глибокого однобiчного дефщиту функци СМ на моделi ОПП, вони зютавш з даними, отриманими на моделi повного переачення СМ
на аналопчному piBHi (ТХ, зрЫ мишi): ПФ З1К та ЗКК через 35 дiб пiсля травми становив (1,62±0,18) бала за шкалою ВВВ [13], у нашому дослiдженнi в 1-й rpyni — (2,75±0,51) бала, у 2-й rpyni — (4,83±0,81) бала.
Висновок. Незважаючи на деякi негативш мо-менти, пpитаманнi тою чи шшою мipою бyдь-якiй експеpиментальнiй модел^ запропонований ваpiант ЛПП мае низку позитивних рис: простота виконання, можлив^ть одночасного отримання виокремленого аналiзy piзних за тяжкiстю ваpiантiв спiнальноí травми, вщтворювашсть, вiдносно низька леталы-нсть на тлi досягнення глибокого дефщиту фyнкцií З1К, мож-ливiсть застосування для апробацп засобiв тканинноí шженерп. При викоpистаннi моделi ЛПП можливо вивчати ва аспекти патофiзiологií спшалыно''' травми, включаючи синдром спастичностi та хрошчний боль-овий синдром, про що йтиметься у настyпнiй частит публ^аци.
Список лiтератури
1. The global map for traumatic spinal cord injury epidemiology:
update 2011, global incidence rate / B.B. Lee, R.A. Cripps, М. Fitzharris, Р.С. Wing // Spinal Cord. — 2014. — V.52, N2.
— P.110-116.
2. Onifer S.M. Rat models of traumatic spinal cord injury to assess
motor recovery / S.M. Onifer, A.G. Rabchevsky, S.W. Scheff // ILAR (Institute for Laboratory Animal Research) J. — 2007.
— V.48, N4. — Р.385-395.
3. Minimum Information about a spinal cord injury experiment: a proposed reporting standard for spinal cord injury experiments / V.P. Lemmon, A.R. Ferguson, P.G. Popovich, X.M. Xu, D.M. Snow, M. Igarashi, C.E. Beattie, J.L. Bixby; MIASCI Consortium // J. Neurotrauma. — 2014. — V.31, N15. — P.1354-1361.
4. Пат. 92522 УкраТна, МПК А 61 В 17/00. Споаб моделювання травми спинного мозку щура шляхом половинного його pозpiзy у нижньогрудному вщд^ / В.1. Цимбалюк, В.В. Медведев, Ю.Ю. Сенчик, В.Ю. Молотковець; заявник i патентовласник (УкраТна) ДУ «1н-т нейpохipypгiТ iм. акад. А.П. Ромоданова НАМН УкраТни». — 201401115; заявл. 06.02.14; опубл. 26.08.14. Бюл. №16.
5. Optimization of locomotor rating system to evaluate compression-induced spinal cord injury: correlation of locomotor and morphological injury indices / Y. Li, R.J. Oskouian, Y.-J. Day, J.A. Kern, J. Linden // J. Neurosurg. Spine.
— 2006. — V.4, N2. — P.165-173.
6. Methods for behavioral testing of spinal cord injured rats / J. Sedy, L. Urdzikovа, P. Jendelovа, E. Sykovа // Neurosci. Biobehav. Rev. — 2008. — V.32, N3. — P.550-580.
7. Burke D.A. Basso, Beattie, and Bresnahan scale locomotor assessment following spinal cord injury and its utility as a criterion for other assessments / D.A. Burke, D.S.K. Magnuson // Springer Protocols Handbooks; eds. J. Chen, X.-M. Xu, Z.C. Xu, J.H. Zhang. — Humana Press, 2012. — V.2. Animal models of acute neurological injuries II: injury and mechanistic assessments. — P.591-604.
8. Ноздрачев А.Д. Анатомия крысы (Лабораторные животные) / А.Д. Ноздрачев, Е.Л. Поляков; под ред. А.Д. Ноздрачева.
— СПб.: Лань, 2001. — 464 с.
9. Majczynski H. Locomotor recovery after thoracic spinal cord lesions in cats, rats and humans / H. Majczynski, U. Slawinska // А^ Neurobiol. Exp. (Wars). — 2007. — V.67, N3. — P.235-257.
10. Цымбалюк В.И. Спинной мозг. Элегия надежды: монография / В.И. Цымбалюк, В.В. Медведев. — Винница: Нова Книга, 2010. — 944 с.
11. Motor deficits and recovery in rats with unilateral spinal cord hemisection mimic the Brown-Sequard syndrome / L. Filli, B. Zorner, O. Weinmann, M.E. Schwab // Brain. — 2011. — V.134, Pt8. — P.2261-2273.
12. Webb A.A. Compensatory locomotor adjustments of rats with cervical or thoracic spinal cord hemisections / A.A. Webb, G.D. Muir // J. Neurotrauma. — 2002. — V.19, N2. — P.239-256.
13. Spontaneous recovery of hindlimb movement in completely spinal cord transected mice: a comparison of assessment methods and conditions / R.V. Ung, N.P. Lapointe, C. Tremblay, A. Larouche, P.A. Guertin // Spinal Cord. — 2007. — V.45, N5. — P.367-379.
References
1. Lee BB, Cripps RA, Fitzharris M, Wing PC. The global map for traumatic spinal cord injury epidemiology: update
2011, global incidence rate. Spinal Cord. 2014;52(2):110-6. doi:10.1038/sc.2012.158. PMID:23439068.
2. Onifer SM, Rabchevsky AG, Scheff SW. Rat models of traumatic spinal cord injury to assess motor recovery. ILAR J. 2007;48(4):385-95. PMID:17712224.
3. Lemmon VP, Ferguson AR, Popovich PG, Xu XM, Snow DM, Igarashi M, Beattie CE, Bixby JL; MIASCI Consortium. Minimum information about a spinal cord injury experiment: a proposed reporting standard for spinal cord injury experiments. J Neurotrauma. 2014;31(15):1354-61. doi:10.1089/neu.2014.3400. PMID:24870067.
4. Tsymbaliuk VI, Medvediev VV, Senchyk YuYu, Molotkovetz VYu, inventors; Romodanov Neurosurgery Institute, Kiev, Ukraine, assignee. Method for modelling spinal cord hemisection in low thoracic level in rats. Ukraine Patent 92522. 2014 August 26.
5. Li Y, Oskouian RJ, Day YJ, Kern JA, Linden J. Optimization of locomotor rating system to evaluate compression-induced spinal cord injury: correlation of locomotor and morphological injury indices. J Neurosurg Spine. 2006; 4(2):165-73. PMID:16506485.
6. Sedy J, Urdzikova L, Jendelova P, Sykova E. Methods for behavioral testing of spinal cord injured rats. Neurosc Biobehav Rev. 2008;32(3):550-80. doi:10.1016/ j.neubiorev.2007.10.001. PMID:18036661.
7. Burke DA, Magnuson DSK. Basso, Beattie, And Bresnahan scale locomotor assessment following spinal cord injury and its utility as a criterion for other assessments. In : Chen J, Xu X-M, Xu ZC, Zhang JH, editors. Springer Protocols Handbooks: Vol.2. Animal models of acute neurological injuries II: Injury and mechanistic assessments. New York-Dordrecht-Heidelberg-London: Springer, Humana Press;
2012. p. 591-604. doi:10.1007/978-1-61779-782-8.
8. Nozdrachev AD., Poliakov YeL. Anatomia krysy [Anatomy of the rat]. St. Petersburg: Lan'; 2001. Russian.
9. Majczynski H, Slawinska U. Locomotor recovery after thoracic spinal cord lesions in cats, rats and humans. Acta Neurobiol Exp (Wars). 2007; 67(3):235-57. PMID:17957903.
10. Tsymbaliuk VI, Medvediev VV. Spinnoj mozg. Elegia nadezhdy [Spinal cord. Elegy of hope]. Vinnitsa: Nova Knyga; 2010. Russian.
11. Filli L, Zorner B, Weinmann O, Schwab ME. Motor deficits and recovery in rats with unilateral spinal cord hemisection mimic the brown-sequard syndrome. Brain. 2011;134(Pt8):2261-73. doi:10.1093/brain/awr167. PMID:21752788.
12. Webb AA, Muir GD. Compensatory locomotor adjustments of rats with cervical or thoracic spinal cord hemisections. J Neurotrauma. 2002;19(2):239-56. doi:10.1089/0897715025 2806983. PMID:11893025.
13. Ung RV, Lapointe NP, Tremblay C, Larouche A, Guertin PA. Spontaneous recovery of hindlimb movement in completely spinal cord transected mice: a comparison of assessment methods and conditions. Spinal Cord. 2007;45(5):367-79. doi:10.1038/sj.sc.3101970.
