Научная статья на тему 'РЕАКЦИЯ АСТРОЦИТАРНОЙ ГЛИИ НА ОСТРОЕ НЕЙРОТОКСИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ У КРЫС РАЗНОГО ВОЗРАСТА'

РЕАКЦИЯ АСТРОЦИТАРНОЙ ГЛИИ НА ОСТРОЕ НЕЙРОТОКСИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ У КРЫС РАЗНОГО ВОЗРАСТА Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
50
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НЕЙРОГЕНЕЗ / СТВОЛОВЫЕ НИШИ / ОБОНЯТЕЛЬНАЯ ЛУКОВИЦА / НЕЙРОТОКСИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС / КАПСАИЦИН / ВОЗРАСТНАЯ МОРФОЛОГИЯ / НЕЙРОМОРФОЛОГИЯ / ГЛИЯ / АСТРОЦИТЫ

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Пожилов Д.А., Румянцева Т.А., Накибулла Д.А., Агаджанова Л.С.

Состояние астроцитарной глии отражает выраженность и направленность компенсаторно - приспособительных реакций центральной нервной системы. Целью исследования было установление особенностей реакции клеточного состава обонятельных луковиц крыс при воздействии нейротоксина (капсаицин) в инфантильном, зрелом и предстарческом возрастах. Материалы и методы: исследование проведено на 90 крысах - самцах линии Wistar контрольной и трех экспериментальных групп, объектом исследования служили обонятельные луковицы. В контрольной группе устанавливались нормативные возрастные показатели численной плотности зрелых интактных нейронов и астроцитов в обонятельных луковицах крыс в возрасте от 30 до 600 суток. В эксперименте животным инфантильного (30 суток), зрелого (180 суток) и предстарческого (540 суток) возрастов вводился капсаицин в токсических дозировках (120 мг/кг). Проведена оценка клеточного состава обонятельных луковиц. Для этого на парафиновых парасагиттальных срезах обонятельных луковиц оценивались численная плотность астроцитов и интактных зрелых нейронов. На микрофотографиях в 50 полях стандартной площади подсчитывали численную плотность клеток (шт./мм2). Для выявления астроцитов использовали антитела к GFAP, зрелых интактных нейронов - антитела к NeuN. Результаты и их обсуждение. Установлены нормативные показатели численной плотности зрелых интактных нейронов и астроцитов, установлены изменения клеточного состава обонятельной луковицы в эволютивном периоде, отмечены сроки начала возрастных дегенеративных изменений. Проведено сравнение реакции клеточного состава на введение нейротоксина в инфантильном, зрелом и предстарческом возрастах, выявлены закономерности протекания реактивного глиоза и гибели нейронов. После введения капсаицина животным всех возрастных групп отмечалось снижение численной плотности зрелых интактных нейронов: в 30 - суточном возрасте на 77%, в 180 - суточном - на 20%, в 540 - суточном - на 18%. Реактивный глиоз был выражен в разной степени: у 30 - суточных животных численная плотность астроцитов возрастала в 2,2 раза по отношению к возрастной норме, с тенденцией к снижению к концу эксперимента, у 180 - суточных - на 80% выше нормы, без тенденции к снижению, в у 540 - суточных - на 30%. Заключение: установлено, что в инфантильном возрасте реакция на введение нейротоксина выражена значительно и имеет тенденцию к снижению и восстановлению клеточного состава. В зрелом возрасте реакция менее выражена, что говорит о повышении устойчивости к нейротоксическому воздействию, однако реакция не имеет тенденцию к снижению, что говорит о меньшем компенсаторном потенциале. В предстарческом возрасте введение токсина усугубляет возрастные дегенеративные изменения, имеет необратимый характер. Полученные данные могут быть использованы в фундаментальных и прикладных исследованиях.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Пожилов Д.А., Румянцева Т.А., Накибулла Д.А., Агаджанова Л.С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

RESPONSE OF ASTROCYTIC GLIA TO ACUTE NEUROTOXIC EFFECT IN RATS OF DIFFERENT AGES

The state of astrocytic glia reflects the severity and direction of compensatory - adaptive reactions of the central nervous system. The research purpose was to establish the age - related characteristics of rats’ olfactory bulb reaction after the influence of a neurotoxin (capsaicin) in infantile, mature and presenile ages. Materials and research methods: the study was carried out on 90 male Wistar rats. The control and three experimental groups were formed. The olfactory bulbs were selected as the object of the study. In the control group we established normative age indices of the numerical density of mature intact neurons and astrocytes in the olfactory bulbs of rats aged from 30 to 600 days. In the experiment, animals of infantile (30 days), mature (180 days) and presenile (540 days) ages were injected with capsaicin in toxic doses (120 mg/kg). We studied the cellular composition of the olfactory bulbs. The numerical density of astrocytes and intact mature neurons was estimated on paraffin parasagittal sections of olfactory bulbs. The numerical density of cells (pcs/mm2) was calculated on microphotographs in 50 fields of a standard area. Anti - GFAP antibodies were used to detect astrocytes and antibodies to NeuN were used to detect mature intact neurons. Results of the study: normative indicators of the numerical density of mature intact neurons and astrocytes and changes in the cellular composition of the olfactory bulb in the evolutionary period were established. Time of the onset of age - related degenerative changes was noted. A comparison was made of the reaction of the cellular composition to the administration of neurotoxin in infantile, mature and presenile ages. Regularities in the course of reactive gliosis and neuronal death were revealed. We compared the cellular reaction to the administration of neurotoxin in infantile, mature and presenile ages, and revealed the general patterns of reactive gliosis and neuronal death. After injecting of capsaicin we noted a decrease in the number density of mature intact neurons in all age groups: at 30 - day - old rats by 77%, at 180 - day - old rats by 20%, at 540 - day - old rats by 18%. Reactive gliosis was expressed to varying degrees: in 30 - day - old animals, the numerical density of astrocytes increased by 2.2 times in relation to the age norm with a tendency to decrease by the end of the experiment, in 180 - day - old animals it was 80% higher than the norm without a tendency to decrease, in 540 - day - olds - by 30%. Conclusion: it has been established that in infantile age the reaction to the administration of neurotoxin is significantly pronounced and tends to decrease and restore the cellular composition. In adulthood the reaction is less pronounced which indicates an increase in resistance to neurotoxic effects but the reaction does not tend to decrease which indicates a lower compensatory potential. In presenile age the introduction of toxin exacerbates age - related degenerative changes. This effect is irreversible. The obtained data can be used in fundamental and applied research.

Текст научной работы на тему «РЕАКЦИЯ АСТРОЦИТАРНОЙ ГЛИИ НА ОСТРОЕ НЕЙРОТОКСИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ У КРЫС РАЗНОГО ВОЗРАСТА»

JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2022 - Vol. 29, № 3 - P. 78-82

УДК: 611.813.3 DOI: 10.24412/1609-2163-2022-3-78-82 EDN CTRYFZ ||||

РЕАКЦИЯ АСТРОЦИТАРНОЙ ГЛИИ НА ОСТРОЕ НЕЙРОТОКСИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

У КРЫС РАЗНОГО ВОЗРАСТА

Д.А. ПОЖИЛОВ, Т.А. РУМЯНЦЕВА, Д.А. НАКИБУЛЛА, Л.С. АГАДЖАНОВА

ФГБОУ ВО Ярославский государственный медицинский университет, ул. Революционная, д. 5, г. Ярославль, 150000, Россия

Аннотация. Состояние астроцитарной глии отражает выраженность и направленность компенсаторно-приспособительных реакций центральной нервной системы. Целью исследования было установление особенностей реакции клеточного состава обонятельных луковиц крыс при воздействии нейротоксина (капсаицин) в инфантильном, зрелом и предстарческом возрастах. Материалы и методы: исследование проведено на 90 крысах-самцах линии Wistar контрольной и трех экспериментальных групп, объектом исследования служили обонятельные луковицы. В контрольной группе устанавливались нормативные возрастные показатели численной плотности зрелых интактных нейронов и астроцитов в обонятельных луковицах крыс в возрасте от 30 до 600 суток. В эксперименте животным инфантильного (30 суток), зрелого (180 суток) и предстарческого (540 суток) возрастов вводился капсаицин в токсических дозировках (120 мг/кг). Проведена оценка клеточного состава обонятельных луковиц. Для этого на парафиновых парасагиттальных срезах обонятельных луковиц оценивались численная плотность астроцитов и интактных зрелых нейронов. На микрофотографиях в 50 полях стандартной площади подсчитывали численную плотность клеток (шт./мм2). Для выявления астроцитов использовали антитела к GFAP, зрелых интактных нейронов - антитела к NeuN. Результаты и их обсуждение. Установлены нормативные показатели численной плотности зрелых интактных нейронов и астро-цитов, установлены изменения клеточного состава обонятельной луковицы в эволютивном периоде, отмечены сроки начала возрастных дегенеративных изменений. Проведено сравнение реакции клеточного состава на введение нейротоксина в инфантильном, зрелом и предстарческом возрастах, выявлены закономерности протекания реактивного глиоза и гибели нейронов. После введения капсаицина животным всех возрастных групп отмечалось снижение численной плотности зрелых интактных нейронов: в 30-суточном возрасте на 77%, в 180-суточном - на 20%, в 540-суточном - на 18%. Реактивный глиоз был выражен в разной степени: у 30-суточных животных численная плотность астроцитов возрастала в 2,2 раза по отношению к возрастной норме, с тенденцией к снижению к концу эксперимента, у 180-суточных - на 80% выше нормы, без тенденции к снижению, в у 540-суточных - на 30%. Заключение: установлено, что в инфантильном возрасте реакция на введение нейротоксина выражена значительно и имеет тенденцию к снижению и восстановлению клеточного состава. В зрелом возрасте реакция менее выражена, что говорит о повышении устойчивости к нейротоксическому воздействию, однако реакция не имеет тенденцию к снижению, что говорит о меньшем компенсаторном потенциале. В предстарческом возрасте введение токсина усугубляет возрастные дегенеративные изменения, имеет необратимый характер. Полученные данные могут быть использованы в фундаментальных и прикладных исследованиях.

Ключевые слова: нейрогенез, стволовые ниши, обонятельная луковица, нейротоксический процесс, капсаицин, возрастная морфология, нейроморфология, глия, астроциты.

RESPONSE OF ASTROCYTIC GLIA TO ACUTE NEUROTOXIC EFFECT IN RATS OF DIFFERENT AGES D.A. POZHILOV, T.A. RUMYANTSEVA, D.A. NAKIBULLA, L.S. AGADZHANOVA Yaroslavl State Medical University, Revolutsionnaya Str., 5, Yaroslavl, 150000, Russia

Abstract. The state of astrocytic glia reflects the severity and direction of compensatory-adaptive reactions of the central nervous system. The research purpose was to establish the age-related characteristics of rats' olfactory bulb reaction after the influence of a neurotoxin (capsaicin) in infantile, mature and presenile ages. Materials and research methods: the study was carried out on 90 male Wistar rats. The control and three experimental groups were formed. The olfactory bulbs were selected as the object of the study. In the control group we established normative age indices of the numerical density of mature intact neurons and astrocytes in the olfactory bulbs of rats aged from 30 to 600 days. In the experiment, animals of infantile (30 days), mature (180 days) and presenile (540 days) ages were injected with capsaicin in toxic doses (120 mg/kg). We studied the cellular composition of the olfactory bulbs. The numerical density of astrocytes and intact mature neurons was estimated on paraffin parasagittal sections of olfactory bulbs. The numerical density of cells (pcs/mm2) was calculated on microphotographs in 50 fields of a standard area. Anti-GFAP antibodies were used to detect astrocytes and antibodies to NeuN were used to detect mature intact neurons. Results of the study: normative indicators of the numerical density of mature intact neurons and astrocytes and changes in the cellular composition of the olfactory bulb in the evolutionary period were established. Time of the onset of age-related degenerative changes was noted. A comparison was made of the reaction of the cellular composition to the administration of neurotoxin in infantile, mature and presenile ages. Regularities in the course of reactive gliosis and neuronal death were revealed. We compared the cellular reaction to the administration of neurotoxin in infantile, mature and presenile ages, and revealed the general patterns of reactive gliosis and neuronal death. After injecting of capsaicin we noted a decrease in the number density of mature intact neurons in all age groups: at 30-day-old rats by 77%, at 180-day-old rats by 20%, at 540-day-old rats by 18%. Reactive gliosis was expressed to varying degrees: in 30-day-old animals, the numerical density of astrocytes increased by 2.2 times in relation to the age norm with a tendency to decrease by the end of the experiment, in 180-day-old animals it was 80% higher than the

JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2022 - Vol. 29, № 3 - P. 78-82

norm without a tendency to decrease, in 540-day-olds - by 30%. Conclusion: it has been established that in infantile age the reaction to the administration of neurotoxin is significantly pronounced and tends to decrease and restore the cellular composition. In adulthood the reaction is less pronounced which indicates an increase in resistance to neurotoxic effects but the reaction does not tend to decrease which indicates a lower compensatory potential. In presenile age the introduction of toxin exacerbates age-related degenerative changes. This effect is irreversible. The obtained data can be used in fundamental and applied research.

Keywords: neurogenesis, stem niches, olfactory bulb, neurotoxic process, capsaicin, age morphology, neuromorphology, glia, as-trocytes.

Введение. Астроциты являются ключевыми клеточными партнерами нейронов центральной нервной системы, они реагируют практически на все патологические отклонения в гомеостазе головного мозга значительными морфологическими и молекулярными изменениями.

Процесс развития подчиняется ряду закономерностей, наиболее важной из них является этапность. В основе разделения на этапы лежат количественные и качественные морфофункциональные отличия [4]. Эти отличия проявляются и в гетеросенситивности -различной чувствительности (восприимчивости) развивающихся систем к внешним воздействиям на отдельных этапах онтогенеза, причем каждая система характеризуется различной адаптивностью [8,9,15]. Обонятельная луковица, кроме центра обонятельного анализатора, является местом окончания рострального миграционного потока, следующего из субвентрикулярной стволовой ниши [7,8,14,15]. В процессе продвижения по потоку прогениторные клетки определяются в направлении дифференци-ровки, становясь нейронами или астроцитами [1214]. Направленность процесса постнатального нейро-генеза определяется возрастом, что позволяет предполагать морфологические различия компенсаторных реакций.

Цель исследования - установить возрастные особенности реакции клеточного состава обонятельных луковиц крыс при воздействии нейротоксина (капсаицин) в инфантильном, зрелом и предстарче-ском возрастах.

Материалы и методы исследования. Исследование проведено на 90 крысах-самцах линии Животные были разделены на контрольную и три экспериментальные группы. Первая группа (эксперимент 1) получала капсаицин в 30-суточном возрасте, вторая группа (эксперимент 2) получала капсаицин на 180 сутки жизни, третья (эксперимент 3) - на 540 сутки жизни. Материал забирали на 15, 30, 45, 60 сутки после введения. Капсаицин вводился трёхкратно в смеси 10% ТВИН-80, 10% этанола и 80% физиологического раствора [5] с интервалом в сутки, подкожно в дозировке 30, 30 и 60 мг/кг соответственно. Контрольная группа представлена ложноле-ченными животными, возраст от 30 до 600 суток, которым вводили смесь без капсаицина. Животных выводили из эксперимента передозировкой уретана (300 мг/кг) в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных», утвержденными приказом Минздрава СССР.

Объектом исследования служили правые обонятельные луковицы (ОЛ) с частью лобной доли головного мозга. Изготавливались парасагиттальные парафиновые срезы толщиной 7 мкм.

Критериями нейродегенеративного процесса считали уменьшение толщины слоёв ОЛ (на 30-40% и 23-28% и 12% в группах «эксперимент 1», «эксперимент 2» и «эксперимент 3» соответственно), снижение количества митральных клеток (на 30%, 35% и 8%) и повышение доли дистрофически изменённых клеток (до 30%, 20% и 27%), выявленные при окраске по Нисслю [9,10]. Для иммуногистохимического исследования использовали 2 маркера. Кислый фибриллярный белок астроцитов (GFAP), который в ЦНС выявляется в зрелых астроцитах и в их предшественниках [6,12,13]. После токсического воздействия экспрессия GFAP отражает как изменения численной плотности астроцитов (реактивный глиоз), так и проявления компенсаторных реакций в виде утолщения и укорочения отростков [6,11]. Белок NeuN выявляется в перинуклеарной цитоплазме только зрелых интактных нейронов, снижение численной плотности NeuN+ нейронов после токсического воздействия может свидетельствовать как о гибели клеток, так и о временном угнетении их функциональной активности [1,3]. Нейрональные предшественники NeuN не экспрессируют [3,7,9,15]. Маркеры выявляли с помощью первичных поликлональных кроличьих антител к NeuN (ab177487, UK, разведение 1:500), GFAP (ab16997, UK, разведение 1:200), вторичные антитела (Goat anti Rabbit IgG ab97051, UK, разведение 1:1000). Детекцию пероксидазы производили диаминобензи-диновым хромогеном DAB Substrate Kit (ab64238). Часть срезов докрашивали гематоксилином Майера.

Микроскопировали при помощи светового микроскопа Optica DM-20 (Italy 2015) со встроенной камерой. На каждом срезе в 50 полях зрения оценивались численная плотность зрелых нейронов (NeuN+) и численная плотность распределения астроцитов (GFAP+) (шт/мм2). Для анализа использовали данные гранулярного слоя, т.к. изменения плотности клеток в нём наиболее показательны в силу его однородности. Использовались методы описательной статистики (для каждого слоя в каждом возрасте вычисляли среднюю численную плотность клеток х и стандартное отклонение о). Для определения достоверности различий средних значений использовали дисперсионный анализ (при нормальном распределении вычисляли t-критерий Стьюдента, при отличном от нормального - непараметрический критерий Уилкоксона) [2]. Критическое значение p=0,05.

ВЕСТНИК НОВЫХ МЕДИЦИНСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ - 2022 - Т. 29, № 3 - С. 78-82 JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2022 - Vol. 29, № 3 - P. 78-82

Результаты и их обсуждение. NeuN, являясь ядерным маркером, выявляется в ядрах интактных зрелых нейронов.

В контрольной группе в гранулярном слое плотность NeuN+ клеток возрастает с 30 по 90 сутки с на 95% (p<0,05), в зрелом возрасте достоверно не изменяется, с 240 по 600 сутки снижается на 22% (табл. 1). В ростральном потоке NeuN позитивностью во все сроки наблюдения обладают лишь одиночные нейроны.

Таблица 1

Численная плотность NeuN+ клеток в гранулярном слое обонятельной луковицы на мм2

Возраст (срок эксп.), сут. Контроль Эксперимент 1

30 (0) 4819±457,7 4819±457,7

45 (15) 5338±187,5 2478±134,8*°

60 (30) 623В±197,7* 2048±78,3*°

75 (45) 6571±284,2 2321±201,3°

90 (60) 9445±442,2* 2158±94,7°

Контроль Эксперимент 2

180 (0) 10883±875,6 10883±875,6

195(15) 11034±534,1 8956±187,2*°

210 (30) 10459±671,3 8241±278,2*°

225(45) 10607±512,5 8403±291,3°

240 (60) 10307±745,2 8367±193,7°

Контроль Эксперимент 3

540 (0) 9490±211,3* 9490±211,3*

555 (15) 9528±521,8 9131±452,1*°

570 (30) 8354±365,3* 8211±292,5*°

585(45) 8672±247,8 7905±260,8°

600(60) 8081±316,4* 7812±200,7°

Примечание: * - достоверно различается по отношению к предыдущему сроку; ° - достоверно различается по отношению к контрольной группе

После введения капсаицина 30-суточным животным численная плотность нейронов в сравнении с контрольной группой снижается во всех слоях обонятельной луковицы (табл. 1, рис. Б*). Пик токсического повреждения приходится на 15 и 30 сутки, когда в гранулярном слое плотность снижается на 54% и 67%, и достоверно не изменяется до 60 суток эксперимента. К окончанию наблюдения показатель на 77% ниже, чем в контрольной группе (р<0,05 для соседних сроков).

При введении капсаицина 180-суточным животным плотность №ыМ+ клеток в гранулярном слое к 15 суткам эксперимента снижается на 18%, к 30 суткам эксперимента на 20% (р<0,05 для соседних сроков) и достоверно не изменяется до 60 суток эксперимента (табл. 1). На протяжении всего наблюдения показатель падает на 23%.

При введении капсаицина 540-суточным животным отмечалось снижение численной плотности на протяжении от 1 до 60 суток эксперимента на 18%. (минимальная плотность - на 45 сутки, на 8% ниже возрастной нормы) (р<0,05), без тенденции к восстановлению. Введение нейротоксина усугубляло

присущее этому возрасту и в норме снижение показателя плотности интактных нейронов.

В группах «эксперимент 1 и 2» снижение плотности интактных нейронов происходит в течение первых двух недель после введения капсаицина, в группе «эксперимент 3» - на пятой неделе. Гибель части популяции нейронов луковицы вызывает устойчивые нарушения возрастной динамики экспрессии маркера в интернейронах гранулярного слоя, что является подтверждением развития длительного нейродистрофи-ческого процесса в ОЛ, особенно выраженного при введении токсина инфантильным животным.

Маркер GFAP выявляется в цитоплазме и в отростках астроцитов. При проведении ИГХ реакции астроциты в обонятельной луковице визуализируются как клетки округлой или полигональной формы со светлым ядром и с 3-5 извитыми ветвящимися отростками (рис.).

В контрольной группе в ростральном потоке аст-роциты расположены на всем его протяжении, их отростки направлены по ходу движения нейрональных предшественников. Наблюдается фазное изменение численной плотности астроцитов: она снижается с 30 по 60 сутки с 39%, возрастает к 180 суткам на 93% (p<0,05), достоверно не изменяется до 240 суток.

В гранулярном слое ОЛ астроциты располагаются между группами нейронов, их отростки проникают как внутрь таких групп, так и ветвятся в пространстве между ними. Численная плотность астроцитов с 30 по 60 сутки снижается 60%, достоверно не изменяется до 90 и к 180 суткам вновь возрастает на 31% (p<0,05), достоверно не изменяясь до 240 суток. Морфологические различия могут свидетельствовать о преобладании в ростральном потоке фиброзных астроцитов, а в луковице - протоплазматических [12].

В контрольной группе предстарческого возраста (540 суток) плотность астроцитов возрастает ещё на 39% в гранулярном слое и на 25% в ростральном потоке по сравнению с показателем на 240 сутки. Особенно выраженный возрастной глиоз наблюдается с 570 по 600 сутки, в 1,44 раза.

После введения капсаицина 30-суточным животным размеры тел клеток и интенсивность экспрессии не изменяются, отростки становятся короче и толще. В ростральном потоке численная плотность возрастает к 30 суткам эксперимента на 70%, к 60 суткам снижается, оставаясь при этом в 3 раза выше возрастной нормы (p<0,01). В гранулярном слое ОЛ плотность астроцитов к 30 суткам эксперимента повышается на 24% (p<0,01) и до конца наблюдения достоверно не изменяется, в 2 раза превышая контроль.

После введения капсаицина 180-суточным крысам плотность GFAP-позитивных клеток в ростральном потоке возрастает к 30 суткам эксперимента на 80%, к 60 суткам снижается, оставаясь на 15% выше возрастной нормы (p<0,05). В гранулярном слое ОЛ

*Рисунки данной статьи представлены на обложке 4

JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2022 - Vol. 29, № 3 - P. 78-82

плотность астроцитов к 30 суткам эксперимента повышается на 78% (p<0,05) и достоверно не изменяется до 60 суток.

После введения капсаицина 540-суточным животным в ростральном потоке в течение 30 суток плотность астроцитов возрастает на 23% и сохраняется без значимых изменений до конца наблюдения. В гранулярном слое за 30 суток плотность возрастает на 38% и в дальнейшем продолжает прирастать, опережая показатели контроля, не имеет тенденции к снижению.

Во всех экспериментальных группах плотность GFAP+ клеток максимально увеличивается к 30 суткам эксперимента (табл. 2), что соответствует длительности острой фазы реактивного глиоза (45 недель), когда астроциты выступают, в том числе, и в роли макрофагов. Реактивный глиоз в гранулярном слое является следствием гибели нейронов, чувствительных к прямому воздействию капсаицина. К 60 суткам численная плотность астроцитов снижается. В ростральном потоке возрастание плотности астроцитов, по-видимому, вызвано миграцией новообразованных прогениторов и дифференцировкой их в астроциты при движении к месту повреждения. Реакция глии на введения нейротоксина носит фазный характер и завершается в целом через два месяца после воздействия.

Таблица2

Численная плотность астроцитов в слоях обонятельной луковицы на мм2

Возраст (срок эксп.), сут. Гранулярный слой Ростральный поток

Контроль Эксперимент 1 Контроль Эксперимент 1

30 (0) 224±21,3 224±21,3 422±42,5 422±42,5

45(15) 156±12,1* 265±24° 345±22,3* 567±36,4*°

60 (30) 133±36,8* 296±29,5° 168±16,9* 721±65,7*°

75 (45) 146±15,7 301±22,6° 174±27 693±46,2°

90 (60) 132±30,5 283±30,5° 182±6,8 563±51,1*°

Контроль Эксперимент 2 Контроль Эксперимент 2

180 (0) 173±16,6 173±16,6 325±31,4* 325±31,4*

195 (15) 178±17,5 245±13,7*° 316±25,8 523±10,2*°

210 (30) 170±12,1 307±24,8*° 310±28,1 589±46,6*°

225(45) 182±11,2 310±17,4° 321±11,4 563±34,9°

240 (60) 189±24,5 284±35,1° 418± 23,9* 482±21,1*°

Контроль Эксперимент 3 Контроль Эксперимент 3

540 (0) 263±21,7 263±21,7 521±42,6 521±42,6

555 (15) 251±28,9 333±22,6*° 510±34,2 567±47,5

570 (30) 278±22,4 363±29,5° 572±38,9 642±49,2*°

585 (45) 351±21,8* 391±31,5° 551±22,7 604±31,5*°

600 (60) 401±22,7* 452±39,7° 590±51,4 631±27,6*°

Примечание: * - достоверно различается по отношению к предыдущему сроку; ° - достоверно различается по отношению к контрольной группе

По сравнению с контролем, глиоз в гранулярном слое ОЛ у 30-суточных животных к окончанию эксперимента более выражен, чем в эксперименте на 180 и 540-суточных животных (повышение плотности астроцитов в 2,2 раза у молодых животных против повышения в 1,8 раза у крыс зрелого возраста и в 1,3 раза

в предстарческом возрасте). Затухание реактивного глиоза при воздействии в зрелом возрасте менее выражено, чем в эксперименте 1, в предстарческом - отсутствует. Повышение плотности астроцитов в ростральном потоке максимально в эксперименте на 30-суточных животных.

Снижение численной плотности NeuN+ клеток после введения капсаицина свидетельствует о его генерализованном нейротоксическом эффекте, данный тезис получает всё большее признание в последние годы [9]. Разница в относительных значениях между группами «эксперимент 1», «эксперимент 2» и «эксперимент 3» свидетельствует о более высокой чувствительности нейронов инфантильных крыс к токсину. В этом возрасте токсин не просто резко снижает плотность интактных нейронов, но и необратимо влияет на возрастную динамику этого параметра. У 180 суточных крыс нейроны обонятельной луковицы более устойчивы к подобным воздействиям, а у 540 суточных крыс токсин усугубляет течение возрастных дегенеративных процессов, не нарушая их направленности.

Динамика численной плотности астроцитов в слоях ОЛ при введении капсаицина однотипна и синхронизирована с показателем относительной плотности интактных нейронов. Плотность клеток максимально увеличивается к 30 суткам эксперимента, что соответствует длительности острой фазы реактивного глиоза (4-5 недель). Предполагаемая функция реактивного глиоза: фагоцитоз погибших зрелых клеток, фагоцитоз избыточных мигрирующих нейро-бластов и обеспечение миграции. Эти показатели вместе с данными о выработке астроцитами факторов подавления апоптоза говорит об их положительной роли в адаптации и компенсации после нейро-токсического воздействия [12]. К концу эксперимента (60 сутки) плотность астроцитов в инфантильном возрасте практически возвращается к уровню контрольной группы, а в зрелом - остаётся на высоком уровне. Это может свидетельствовать о роли астро-цитов в формировании рубцовой ткани на поздних стадиях реактивного глиоза [11].

Компенсаторные реакции глиоцитов осуществляются двумя путями: активацией миграции астро-цитарных предшественников по ростральному потоку и пролиферацией астроцитов (глиозом) в гранулярном слое ОЛ. В эксперименте на крысах инфантильного возраста наблюдается резкая активизация глиогенеза и фазное проявление реактивного глиоза, имеющего тенденцию к затуханию. В эксперименте на зрелых животных глиогенез активизируется слабее, глиоз развивается в большей степени и является необратимым. У крыс предстарческого возраста компенсация путем глиогенеза резко ограничена и токсическое воздействие усугубляет выраженность дегенеративных изменений.

Выводы. В результате введения капсаицина

JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2022 - Vol. 29, № 3 - P. 78-82

крысам в обонятельных луковицах развивается выраженный нейродистрофический процесс со снижением количества интактных зрелых нейронов.

Нейродистрофический процесс имеет свою специфику в зависимости от возраста животного, слоя обонятельной луковицы, однако, общая динамика одинакова: максимальная гибель нейронов отмечается на 15-30 сутки эксперимента.

Вследствие гибели нейронов наблюдается компенсаторная реакция астроглии, направленность которой определяется возможностью активизации глиоге-неза путем миграции предшественников и пролиферации зрелых астроцитов. Именно возраст животного во многом определяет соотношение путей развития компенсаторного процесса и обратимость повреждения.

Литература / References

1. Алексеева О.С., Гусельникова В.В., Безнин Г.В., Коржев-ский Д.Э. Перспективы использования ядерного белка NeuN в качестве показателя функционального состояния нервных клеток у позвоночных // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2015. Т. 51, №5. С. 313-323 / Alekseeva OS, Gusel'nikova VV, Beznin GV, Kor-zhevskii DE. Perspektivy ispol'zovaniya yadernogo belka NeuN v kachestve pokazatelya funktsional'nogo sostoyaniya nervnykh kletok u pozvonochnykh [Prospects for the application of NeuN nuclear protein as a marker of the functional state of nerve cells in vertebrates]. Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. 2015 ;51(5):357-69. Russian.

2. Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1998. 459 с. / Glantz S. Mediko-biologicheskaya statistika [Primer of bio-statistics]. Moscow: Practika; 1998. Russian.

3. Гусельникова В.В., Коржевский Д.Э. NeuN - нейрональный ядерный антиген и маркер дифференцировки нервных клеток // Acta Naturae. 2015. Т. 7, № 2(25). С. 46-51 / Guselnikova VV, Korzhevsky DE. NeuN - neyronal'nyy yadernyy antigen i marker differentsirovki nervnykh kletok [NeuN - neuronal nuclear antigen and a differentiation marker of nerve cells]. Acta Naturae. 2015;7(2(25)):46-51. Russian.

4. Западнюк И.П., Западнюк В.И., Захария Е.А., Западнюк Б.В. Лабораторные животные. Разведение, содержание, использование в эксперименте. Киев: Вища школа, 1983. 383 c. / Zapadnyuk IP, Zapadnyuk VI, Zahariya EA, Zapadnyuk BV. Laboratornye zhivotnye. Razvedenie, soderzha-nie, ispol'zovanie v eksperimente [Laboratory animals. Breeding, maintenance, use in the experiment]. Kiev: Vishcha shkola; 1983.

5. Знаткова О.А., Варенцов В.Е., Румянцева Т.А., Пожилов Д.А. Патент № 2674086 C1 Российская Федерация, МПК G09B 23/28, A61K 31/16, A61P 25/00. Способ моделирования нейродегенеративного заболевания у половозрелых лабораторных крыс: № 2018110503 : заявл. 23.03.2018 : опубл. 04.12.2018 / заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации / Znatkova OA, Varentsov VE, Rumyantseva TA, Pozhilov DA. G09B 23/28, A61K 31/16, A61P 25/00 Patent № 2674086 C1 Russia, Method of modeling neurodegenerative diseases in adult laboratory rodents; 2018. Russian.

6. Коржевский Д.Э., Отеллин В.А. Иммуноцитохимическое выявление астроцитов в срезах головного мозга в сочетании с окраской по Нисслю // Морфология. 2004. Т. 125, №3. С. 100-102 / Korzhev-skij DE, Otellin VA. Immunocitohimicheskoe vyyavlenie astrocitov v sre-zah golovnogo mozga v sochetanii s okraskoj po Nisslyu [Immunocyto-chemical detection of astrocytes in brain sections in combination with Nissle staining]. Morfologiya. 2004;125(3):100-2. Russian.

7. Коржевский Д.Э., Петрова Е.С., Кирик О.В., Отеллин В.А. Оценка дифференцировки нейронов в эмбриогенезе крысы с использованием иммуноцитохимического выявления даблкортина // Морфология. 2008. T. 133, №4. C. 7-10 / Korzhevskij DE, Petrova ES, Kirik OV, Otellin VA. Ocenka differencirovki nejronov v embriogeneze krysy s ispol'zovaniem immunocitohimicheskogo vyyavleniya dablkortina Evaluation of neuronal differentiation in rat embryogenesis using im-munocytochemical detection of doublecortin]. Morfologiya. 2008;133(4):7-10. Russian.

8. Пожилов Д.А., Румянцева Т.А., Варенцов В.Е., Москаленко А.В. GFAP И DCX в обонятельных луковицах и ростральном миграционном потоке у крыс разного возраста. Однораловские морфологические чтения. Воронеж: "Научная книга", 2018. C. 213-216 / Pozhilov DA, Rumyanceva TA, Varencov VE, Moskalenko AV. GFAP I DCX v obonyatel'nyh lukovicah i rostral'nom migracionnom potoke u krys raznogo vozrasta. Odnoralovskie morfologicheskie chteniya [GFAP and DCX in olfactory bulbs and rostral migration flow in rats of different ages. Odnoralov morphological readings]. Voronezh: "Nauchnaya kniga"; 2018. Russian.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

9. Пожилов Д.А., Москаленко А.В., Накибулла Д.А. Морфо-функциональные особенности нейродистрофического процесса в обонятельной луковице крыс инфантильного возраста. Современные проблемы морфологии: Материалы научной конференции, посвященной памяти академика РАН, профессора Льва Львовича Колесникова, Москва, 10 декабря 2020 года. Москва: Издательско-поли-графический центр "Научная книга", 2020. C. 182-186 / Pozhilov DA, Moskalenko AV, Nakibulla DA. Morfofunkcional'nye osobennosti nejrodistroficheskogo processa v obonyatel'noj lukovice krys infantil'nogo vozrasta. Sovremennye problemy morfologii : Materialy nauchnoj konferencii, posvyashchennoj pamyati akademika RAN, professora L'va L'vovicha Kolesnikova [Morphofunctional features of the neuro-dystrophic process in the olfactory bulb of infantile age rats. Modern problems of morphology: Materials of the scientific conference dedicated to the memory of Academician of the Russian Academy of Sciences, Professor Lev Lvovich Kolesnikov, Moscow, December 10, 2020]. Moscow: "Nauchnaya kniga"; 2020. Russian.

10. Ярыгин Н.Е., Ярыгин В.Н. Патологические и приспособительные изменения нейрона. М.: Медицина, 1973. 190 c. / Yarygin NE, Yarygin VN. Patologicheskie i prisposobitel'nye izmeneniya nejrona [Pathological and adaptive changes in the neuron]. Moscow: Medicina; 1973. Russian.

11. Buffo A., Rite I., Tripathi P., Lepier A., Colak D., Horn A.-P., Mori T., Götz M. Origin and progeny of reactive gliosis: A source of multipotent cells in the injured brain // PNAS. 2008. Vol. 105, N9. P. 35813586 / Buffo A, Rite I, Tripathi P, Lepier A, Colak D, Horn A-P, Mori T, Götz M. Origin and progeny of reactive gliosis: A source of multipotent cells in the injured brain. PNAS. 2008;105(9):3581-6.

12. Freeman M.R. Specification and morphogenesis of astrocytes // Science. 2010. Vol. 330, N6005. P. 774-778. DOI: 10.1126/sci-ence.1190928 / Freeman MR. Specification and morphogenesis of astrocytes. Science. 2010;330(6005):774-8. DOI: 10.1126/science.1190928.

13. Hidenori Tabata. Diverse subtypes of astrocytes and their development during corticogenesis. Front. Neurosci, 2015 / Hidenori Tabata. Diverse subtypes of astrocytes and their development during cor-ticogenesis. Front. Neurosci; 2015.

14. Lledo P.M., Valley M. Adult Olfactory Bulb Neurogenesis // Cold Spring Harb Perspect Biol. 2016. Vol. 8, N8. P. a018945 / Lledo PM, Valley M. Adult Olfactory Bulb Neurogenesis. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2016;8(8):a018945.

15. Shetty A.K., Hattiangady B., Rao M.S., Shuai B. Deafferenta-tion enhances neurogenesis in the young and middle aged hippocampus but not in the aged hippocampus // Hippocampus. 2011. Vol. 21, N6. P. 631-646. DOI: 10.1002/hipo.20776 / Shetty AK, Hattiangady B, Rao MS, Shuai B. Deafferentation enhances neurogenesis in the young and middle aged hippocampus but not in the aged hippocampus. Hippocampus. 2011;21(6):631-46. DOI: 10.1002/hipo.20776.

Библиографическая ссылка:

Пожилов Д.А., Румянцева Т.А., Накибулла Д.А., Агаджанова Л.С. Реакция астроцитарной глии на острое нейротоксическое воздействие у крыс разного возраста // Вестник новых медицинских технологий. 2022. №3. С. 78-82. Б01: 10.24412/1609-2163-20223-78-82. ББМ CTRYFZ.

Bibliographic reference:

Pozhilov DA, Rumyantseva TA, Nakibulla DA, Agadzhanova LS. Reaktsiya astrotsitarnoy glii na ostroe neyrotoksicheskoe vozdeystvie u krys raznogo vozrasta [Response of astrocytic glia to acute neurotoxic effect in rats of different ages]. Journal of New Medical Technologies. 2022;3:78-82. DOI: 10.24412/1609-2163-2022-3-78-82. EDN CTRYFZ. Russian.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.