CC BY
26
УДК 612.824.4:577.325.6
Олйник Т. М., Савосько С. I., Рижа А. О., Чайковський Ю. Б.
УЛЬТРАСТРУКТУРН1 ЗМ1НИ У М0Т0РН1Й К0Р1 ЩУР1В ПРИ 1НСУЛЬТ1
Нацюнальний медичний ушверситет ¡меш 0. 0. Богомольця (м. КиГв)
БауоБко [email protected]
Доотдження е фрагментом науково-досл1дно|' роботи кафедри пстологп та ембрюлогп «Органи неврологи, ¡мунологп та сечостатево! системи в умо-вах експериментального пошкодження», № державно! реестрацп 0112и001413.
Вступ. Церебральний ¡нсульт розвиваеться через 3 години пюля ¡шемп мозку. Доогмдження па-тоф1з1олог1У розвитку ¡нсульту та способ1в впливу на його переб1г е актуальним напрямком фундаментально! нейронауки. На сьогодн розроблено значну ктькють експериментальних моделей ппоксп, ¡ше-мп-реперфузп, iшемiчного та геморагiчного ¡нсульту [8,12,19,23,24]. ВЫ вони характеризуются розви-тком значних нейродистрофiчних змiн у корi головного мозку та пщюркових анатомiчних утвореннях. Цi моделi вдало використовують для дослiдження морфолопчних та молекулярних основ розвитку ¡шемп та оцiнки терапевтично! дм лкарських засобiв.
Pанiше ми розробили модель геморапчного ¡н-сульту у щурiв та мишей, мета яко! полягае у вщтво-реннi локального внутршньомозкового крововиливу у внутрiшнiй капсулi [9,15,18]. Модель не потребуе значного техычного устаткування, характеризуеть-ся низькою летальнютю тварин i стала вдалим методом дослщження нейропротекторно! дм препара^в.
Гiстологiчнi та елекронномiкроскопiчнi дослг дження ще'! моделi виявили закономiрне зростання дистрофiчних змiн у корi мозку при прогресуванн набряку у перифокальнм дiлянцi, тобто навколо крововиливу, i поширення електроннопрозорих кJliтин (нейроыв та глiоцитiв) та нейропiля на ультраструктурному рiвнi (домiнування пдротчноУ дистрофii) [6,16]. На основi ствставлення даних свптлово! та електронно! мiкроскопii зробили висновок про те, що масова загибель нейроыв та глюци^в у головному мозку, в тому чи^ у вiддалених вщдшах нер-вово! системи, зокрема спинному мозку (1_3-1_5) та сiдничому нерв^ розвиваеться як наслiдок розпо-всюдження набряку (паравазального та внутршньо-клмтинного), одним з можливих механiзмiв якого е набряк аксоплазми нервових волокон. Кжтины ме-ханiзми таких змш також описують iншi автори [4].
В загальному контекст цей напрям нейронауко-вих дослiджень стрiмко розвиваеться, з'являються новi данi щодо загибелi та альтерацп уражених не-йроыв та глiальних кJliтин, вiдновлення мiжнейро-нальних зв'язкiв, що е основою пластичност мозку. Метод електронно! мiкроскопii дае можливiсть ви-явити ультраструктуры основи цих змЫ та можлив1 прояви захисного або стимулюючого впливу лкар-ських засобiв. Водночас лтературних даних щодо розвитку нейродегенеративних змЫ при внутрш-ньомозковому крововиливi з урахуванням чинника ппертензп вiдсутнi.
Метою роботи було дослщити ультраструктур-н змiни моторно! дiлянки кори головного мозку п-пертензивних щурiв при геморапчному iнсультi та при застосуванн лiкарських засобiв (ВОЫР, сульфат магню, кверцетин, торасемiд).
0б'ект I методи дослщження. Експерименти провели на 40 щурах ¡з артерiальною гiпертензieю лЫп Н1САГ (середня маса 205,3±6,6 г), як були роз-дiленi на 7 груп. Першу групу склали ¡нтактн твари-ни, ¡ншим шютьом групам моделювали локальний геморагiчний ¡нсульт. Обмежений крововилив у тварин вщтворювали шляхом мехаычного руйнування право! внутршньо! капсули (С.1. dextra, 1_=3,5-4,0; Н=6,0; АР=0,6-1,0) 4-ма обертальними рухами зг гнутого мандрена-ножа, з подальшим введенням в дiлянку внутршньо' капсули (через 3-4 хв пюля руйнування) 0,15-0,2 мл аутокровi [15]. Маыпуляцп здiйснювали пiсля введення тюпенталу натрiю (¡.р., 50 мг/кг).
Лкарсью засоби вводили внутрiшньоочеревинно за схемою та дозами, що наведен в таблиц!.
Таблиця.
Схема введення та дозування препаратш
№ Група/препарат Доза Схема введення
1 Контроль - -
2 1нсульт - -
3 1нсульт+ВйЫР 20 мкг/добу (80 мкг/кг) Через 2 години i на 3 добу тсля ¡нсульту
4 1нсульт+МдБ04 10 мл/добу (0,15 мл/кг) Через 2 години тсля ¡нсульту i у наступш 5 дiб раз на добу
5 1нсульт+кверцетин 500 мг/добу (7,2 мг/кг)
6 1нсульт+торасемщ 10 мг/добу (0,15 мг/кг)
7 lнсульт+комбiнацiя препаратiв * *
Примпжа: * - в груп1 комбЫовано! фармакокорекцп дослщжуваы засоби застосовували в дозi ¡ схемах, якi наведенi для !х окремого введення.
Тварин виводили з експериментiв на 10 добу.
Для доотдження ультраструктурних змiн ви-даляли фрагменти моторно! дiлянки неокортексу ^¡латерально! пiвкулi i фiксували у 2,5% розчин глютарового альдегiду на фосфатному буферi з до-фiксацieю в 1% забуфероному розчин чотирьохоки-су осмю. Зневоднення проводили у спиртах зроста-ючо! концентрацп (70%, 80%, 90%, 100%) та ацетонг Бюлопчы зразки просочували та заливали у сумш епон-аралдиту) згiдно з загальноприйнятою методикою. Для прицтьно|! орieнтацii напiвтонкi зрiзи забарвлювали толущиновим сиым, пiсля чого на ультратомi ЯеШаЬ: (Австрiя) виготовляли ультратонк1
зр1зи. Контрастування проводили 2% розчином ура-нтацетату та цитратом свинцю. Ультратонк зр1зи дослщжували та фотографували пщ електронним мкроскопом Tescan Mira 3 LMU (Чеxiя) при збть-шеннях у 10-80 тисяч разiв.
yci процедури з лабораторними тваринами були проведен у вiдповiдноcтi з положеннями бвропей-ськоУ конвенцii щодо захисту хребетних тварин, яких використовують в експериментальних та Ыших на-укових цiляx (Страсбург, 1986); Директиви Ради 6в-ропи 86/609/ЕЕС (1986 р.); Закону Укра'ши № 3447 -IV «Про захист тварин вщ жорстокого поводження»; Загальних етичних принцитв екcпериментiв на тва-ринах, ухвалених Першим нацюнальним конгресом Укра'ни з бiоетики (2001 р.).
Статистичну обробку отриманих чисельних даних провели iз застосуванням програми Statistica 6.0. Bибiрки порiвнювали за допомогою t-критер^ Стьюдента.
Результати дослщження та Yx обговорення.
B експериментальному доcлiдженнi оцiнили вплив лкарських заcобiв на розвиток диcтрофiчниx змiн у корi великого мозку щурiв на тлi iнcульту. Для цього порiвнювали гомологiчнi дiлянки моторного неокор-тексу iпciлатеральноi пiвкулi. У полях зору доогмджу-вали II-IV шари неокортексу.
На оcновi результа^в електронномiкроcкопiч-ного доcлiдження, встановили значн диcтрофiчнi змiни в iпciлатеральнiй кор^ що топографiчно належала до перифокально' дiлянки навколо крово-виливу. У неокортекс реестрували виражений набряк нейроци^в, нейритiв та глюци^в. У доcлiдниx групах вiдмiтили рiзке зменшення кiлькоcтi cинапciв i лише поодинок мiжнейрональнi контакти, тодi як у контрольна групi виявили значну ктьюсть cинапciв з чiтко окресленими пре- та постсинаптичними за-юнченнями, синаптичними везикулами та м^охон-дрiями (рис. 1 a, b). Характерними ознаками гщро-пiчноi диcтрофii нейроыв були набряк цитоплазми клiтин, аксоплазми нейри^в та нервових волокон, деструк^я дендритiв та аксональних синаптичних заюнчень. Ядра нейронiв характеризувалися набу-ханням, збтьшенням перинуклеарного простору, а також зменшенням електронно' щiльноcтi хроматину, що е проявом фрагментацii нуклеопроте'нових комплекciв. Останне пiдтверджено молекулярними методами [24]. Нервовi волокна характеризувалися розшаруванням ламел мieлiновиx оболонок (рис. 1 b). Гострий набряк нейритiв спричинив деструкцп значноi кiлькоcтi ультраструктурних утворень, що негативно позначилось на будовi всього нейроптю.
Ультраcтруктурнi порушення кровоносних судин полягали в еритроцитарному стаз^ збтьшены елек-тронно' щiльноcтi ендотелiальниx кJliтин, виражено-му паравазальному набряку. Оcтаннiй е результатом набряку та деструкцп паравазальних глiоцитiв, голо-вним чином астроци^в та ix вщростюв.
У нейродегенеративних змiнаx домiнувала гщро-пiчна диcтрофiя кiлькicть електронноcвiтлиx нейро-нiв була бiльшою порiвняно з електроннощтьними клiтинами. Ультраcтруктурнi порушення були вщ-мiченi i в глiальниx кJliтинаx: реестрували поодинокi
астроцити з ознаками набряку цитоплазми i редукцп органел.
суттбво' рiзницi в особливостях ультраструктурних змЫ кори мозку мiж групами порiвняння 2-6 ви-явлено не було (рис. 1 с-f), лише у групi 7 (комбЫа-цiя препаратiв) вiдмiтили меним набряк нейропiля i розвиток диcтрофiчниx змiн нейронiв та аcтроцитiв (рис. 1 g, h). Спiльними проявами набряку цитоплазми нейроыв були збтьшення дiаметру мiтоxон-дрiй нейри^в та cинапciв, набряк матриксу та крист органел (рис. 2). B бтьшос^ дослщжуваних зразкiв кiлькicнi показники вимiрювали як уcередненi щодо цитолопчних утворень нейрона, оcкiльки на тт набряку цитозолю i деструкцп нейролеми не можна було ч^ко визначити до яких структур належали за-реестроваы мiтоxондрii (цитозольнi чи синаптичы).
Рис. 2. Зм1ни дтметру м1тохондр1й у нейритах та синапсах при ¡нсульт1.
Прим1тка: * - достов1рно в1дносно групи 1 (р<0,05); # - достов1рно в1дносно групи 2 (р<0,05)
Таким чином, результати електронноi мiкроcкопii, пiдтвердили робочу ппотезу про те, що моделюван-ня геморапчного iнcульту у гiпертензивниx щурiв в значнiй мiрi вiдповiдаe тяжкому розвитку диcтрофiч-них змiн у корi головного мозку. Ультраструктурни-ми ознаками цих змш у перифокальнм дiлянцi е ди-фузний набряк нервових ктмтин i нервових волокон. Описаы змiни можна порiвнювати з даними, яю були отриманi авторами пщ час вивчення дiлянки натв^-нi або пенумбри при iшемiчному iнcультi, проте cлiд враховувати особливос^ рiзниx моделей для бiльш повного розумшня наcлiдкiв вiдтворениx порушень.
Так, зону натвт^ або пенумбри на оcновi мор-фологiчниx та бiоxiмiчниx доcлiджень описують як переxiдну дтянку, що розмежовуе вогнище з пору-шеною перфузieю i некрозом та неушкоджену тканину мозку з нормальним кровотоком. Ця дiлянка являе собою зону неповноi iшемii, де нейрони вже функцюнально неактивнi, проте доЫ життeздатнi. Розповсюдження iшемii вщ дiлянки некрозу призво-дить до загибелi пенумбри, а оточуюча неушкодже-на тканина трансформуеться в останню, що пояс-нюе прогресування шсульту.
Вважаеться, що в дiлянцi первинноi iшемii кJliти-ни гинуть шляхом некрозу, а прогресування пенумбри на неушкоджеы нервовi клiтини шляхом апоптозу [14]. Морфолопчы та ультраструктуры ознаки некрозу та апоптозу у цм зоы добре описанк Некроз проявляеться карiолiзиcом i набуханням ктмтин, у
Pиc. 1. Ультpacтpyктypнi змiни кopи вeликoгo мoзкy iпciлaтepaльнoГ пiвкyлi щypiв з iнcyльтoм.
Tepмiн cпocтepeжeння 10 дiб.
Пpим¡ткa: a - Tpyna 1: нeyшкoджeний нeйpoн тa ои^мои (x20000); b - гpyпa 2 (x11400); c - гpyпa 3 (x 15900); d - гpyпa 4 (x 16700); e - Tpyna 5 (x25000); f - Tpyna 6 (x 16700); g,h - Tpyna 7 (x29700; x18500); гк - гeмoкaпiляp; e - epитpoцит; мв - мieлiнoвe вoлoкнo; rep - гpaнyляpний eндoплaзмaтичний peтикyлyм; ян - ядpo нeйpoнa; яг - ядpo глioцитa; eщн - eлeктpoннoщiльний нeйpoн (aпoптoз нeйpoнa); нп - нeйpoпiль. Eлeктpoнoгpaмa.
тoй чac як aпoптoз - пiкнoзoм тa yщiльнeнням нeйpo-нiв [20]. Aвтopи пoгoджyютьcя з тим, щo aпoптoз, нa вiдмiнy вiд cтpiмкoгo нeкpoзy, мae пeвнi чacoвi пoдiÏ i тому мoжe poзглядaтиcя в якocтi тepaпeвтичнoÏ мiшeнi y бopoтьбi з гocтpим iнcyльтoм тa вiдтepмi-нoвaнoю нeйpoдeгeнepaцieю. Boднoчac cyттeвим нeдoлiкoм циx дocлiджeнь тa виcнoвкiв е тe, щo ocнoвнa кiлькicть дaниx бyлa oтpимaнa нa мoдeляx iшeмiчнoгo yшкoджeння мoзкy, чacтo кopoткoтpи-вaлoгo iшeмiчнoгo пoшкoджeння, нaпpиклaд iшeмiÏ-peпepфyзiÏ. Toмy зpoблeнi aвтopaми виcнoвки, щoдo poзвиткy iшeмiчнoгo iнcyльтy, йoгo пepeбiгy тa фap-мaкoкopeкцiï нe мoжнa в пoвнiй мipi eкcтpaпoлювaти нa мoдeль гeмopaгiчнoгo iнcyльтy. Kpiм тoгo, бaгaтo eкcпepимeнтaльниx мoдeлeй iнcyльтy тa peзyльтaти дocлiджeнь, якi oтpимaнi зa Ïx викopиcтaння, aвтopи ввaжaють нeвдaлими, ocкiльки жoднa з ниx в пoвнiй мipi нe вiдoбpaжae пaтoфiзioлoгiчнi змiни, як вщбу-вaютьcя пpи iнcyльтi. Öe пoяcнюe, чoмy peзyльтaти oцiнки нeйpoпpoтeктopнoï дiÏ дocлiджyвaниx пpe-пapaтiв нe cпiвпaдaють з peзyльтaтaми клiнiчниx ви-пpoбyвaнь [17].
У цьoмy дocлiджeннi були poзглянyтi yльтpa-cтpyктypнi змЫи мoтopнoï дiлянки кopи гoлoвнo-га мoзкy щypiв нaд дiлянкoю внyтpiшньoмoзкoвoгo кpoвoвиливy, яку ми тpaктyeмo як пepифoкaльнy (щo пiдтвepджyeтьcя мopфoлoгiчними дaними нa cвiтлooптичнoмy piвнi), тa зpoблeнa cпpoбa oцiни-ти cтyпiнь циx змiн пpи зacтocyвaннi лiкapcькиx зa-coбiв. Ультpacтpyктypними кpитepiями диcтpoфiч-ниx змiн кopи мoзкy були aпoптoз/нeкpoз нepвoвиx клiтин, нaбpяк тa дecтpyкцiя мiтoxoндpiй i циcтepн eндoплaзмaтичнoÏ Ытки, щiльнicть cинaпciв тa Ïx лicнicть. Для нayкoвo oбфyнтoвaнoгo викopиcтaння мeтoдy eлeктpoннoï мiкpocкoпiï тa oпиcy виявлeниx
змiн oцiнювaлиcя oднoтипнi дтянки мoтopнol кopи iпciлaтepaльниx пiвкyль ycix 7-ми eкcпepимeнтaль-ниx гpyп. B пoляx зopy мicтилиcь II-IV и^и нeoкop-тeкcy, щo дoзвoлилo oцiнити cтaн нeйpoнiв тa нepвo-виx вoлoкoн, a тaкoж нaявниx глюцитв.
Ha ocнoвi лiтepaтypниx дaниx тa влacниx дocлi-джeнь зpoбили виcнoвoк пpo тe, щo ocнoвним мexa-нiзмoм poзвиткy пapaвaзaльнoгo нaбpякy y rapi га-лoвнoгo мoзкy пpи гeмopaгiчнoмy iнcyльтi e нaбpяк тa нaбyxaння вiдpocткiв acтpoцитiв в toctpm фaзi iшeмiчнoгo пoшкoджeння. Ha цe вкaзye змeншeння кiлькocтi opгaнeл в acтpoцитax, збiльшeння poзмipy i кiлькocтi мiтoxoндpiй, y випaдкy piзкoгo нaбpякy -дecтpyкцiя клiтиннoÏ мeмбpaни тa зaгибeль a^po-цитiв [1]. Taкий acтpoцитapний нaбpяк нe oбмeжy-eтьcя лишe пapaвaзaльним oтoчeнням i пpoгpecye y нeйpoпiль, дe пoшкoджyютьcя нepвoвi вoлoкнa i нe-йpити пipaмiдниx нeйpoнiв. 3a дaними дeякиx aвтo-piв, iшeмiчнo ypaжeнi acтpoцити здaтнi дo peпapaцiï. peaктивниx змiн тa глioзy [11], пpoтe y жoднiй з дo-cлiдниx гpyп, яю були включeнi y дocлiджeння, тaкиx oзнaк виявлeнo нe бyлo.
Bвaжaeтьcя, щo iшeмiчнe ypaжeння кopи мoзкy викликae зaгибeль нeйpoнiв (aпoптoз aбo нeкpoз). Ocнoвними oзнaкaми цьoгo е зб^ьнюння eлeктpo-ннoÏ щiльнocтi нeйpoнiв тa Ïx дeфopмaцiя [2]. У влac-ниx дocлiджeнняx ми peecтpyвaли iнший тип, a caмe piзкий нaбpяк-нaбyxaння нeйpoнiв тa Ïx вiдpocткiв з нacтyпним пopyшeнням цiлicнocтi клiтиннoÏ мeмб-paни, тoбтo тoтaльнoю дecтpyкцieю. Boднoчac були вiдмiчeнi пooдинoкi eлeктpoннoщiльнi клiтини. Bcтa-нoвлeнo piзкe змeншeння кiлькocтi cинaпciв тa aкco-нaльниx тepмiнaлeй в дocлiджyвaниx ceктopax нe-йpoпiля. Taкi змiни cлiд poзглядaти як xapaктepний пpoяв гiдpoпiчнoï диcтpoфiï i вiн дoмiнye y випaдкy
моделювання геморапчного ¡нсульту. При цьому ак-сони i дендрити не е виключенням, вони також за-знають набряку цитозолю та пщлягають деструкцп, що також було виявлено в ураженому нейропл На це вказують дан ¡нших авторiв [21].
Вважаеться, що мертвi зморщенi нейрони фраг-ментуються, а деривати ix розпаду елiмiнуються з пенумбри за допомогою астроци^в i мiкроглii [10,13]. Водночас проявiв таких клiтинниx реакцм у власних дослiдженняx виявлено не було, що також вважаемо наслщком рiзкого набряку неокортексу.
1ншою особливютю пенумбри е здатнiсть до вщ-новлення. Вiдомо, що у дшянц напiвтiнi (пенумбри) можливе поступове збтьшення кiлькостi синапЫв, розмiрiв аксональних термшалей i щiльностi синап-тичних везикул [22]. Ктькють i обсяг(обсяг може бути роботи, краще прибрати) аксо-дендритних контакпв, як iменують шипиками, також збтьшу-еться, що пояснюе синаптогенез, ремоделювання мiжнейрональниx зв'язкiв та явище пластичност1 кори мозку [5,7]. У таких пресинаптичних закшчен-нях можливе збтьшення ктькост мiтоxондрiй [3]. Проте наведених ранше ознак репарацii у 2-7 до-слiдниx групах не вщм^или, у зв'язку з чим маемо пщставу стверджувати про малоймовiрний синаптогенез на тлi гострого набряку у перим 10 дiб гемора-гiчного ¡нсульту.
Електронна мiкроскопiя показала, що в ураженiй моторнм дiлянцi кори головного мозку гострий на-
бряк нейроптя е результатом деструкцп нейритiв i дендритiв, яка доповнюеться набряком-набуханням нейронiв. Загибель кгмтин шляхом апоптозу е менш характерною для дослщжувано'| зони, що вказуе на стрiмкий перебiг дистрофiчниx змЫ та вiдсутнiсть репарацii.
Висновки
1. Запропонована експериментальна модель геморапчного ¡нсульту на iмбреднiй л¡нii ппертен-зивних щурiв в повнiй мiрi вщповщае патогенезу внутрiшньомозкового крововиливу, що дозволяе дослiджувати наслiдки таких порушень та способи ix фармаколопчно'| корекцii.
2. Методом електронно'| мiкроскопii не виявлено суттево'| рiзницi нейропротекторноi дii BDNF, сульфату магыю, кверцетину i торасемiду. Нейропротек-торний вплив дослщжуваних засобiв встановлено лише при ix комбЫованому введеннi.
3. Oтриманi результати е експериментальним обфунтуванням розробки патогенетично'| комбшо-ваноi фармакокорекцii гострого порушення мозко-вого кровообiгу.
Перспективи подальших дослщжень. Результати дослiджень можуть бути використанi для подальшого вивчення впливу лкарських засобiв на патогенетичн ланки артерiальноi гiпертензii та ¡н-сульту.
^¡TepaTypa
1. Andersson B. Temporal profile of ultrastructural changes in cortical neurons after a compression lesion / B. Andersson, B. Bjelke, E. Sykov6 // Physiol. Res. - 2006. - Vol. 55. - P. 339-348.
2. Andersson B. Temporal profile of ultrastructural changes in cortical neurons after a photochemical lesion / B. Andersson, X. Wu, B. Bjelke, E. Sykova // Journal of Neuroscience Research. - 2004. - Vol. 77. - P. 901-912.
3. Briones T.L. Changes in number of synapses and mitochondria in presynaptic terminals in the dentate gyrus following cerebral ischemia and rehabilitation training / T.L. Briones, E. Suh, L. Jozsa [et al.] // Brain Res. - 2005. - Vol. 1033, № 1. - P. 51-57.
4. Budde M.D. Neurite beading is sufficient to decrease the apparent diffusion coefficient after ischemic stroke / M.D. Budde, J.A. Frank // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2010. - Vol. 107 (32). -P. 14472-14477.
5. Crepel V. Ischemia induces shortand long-term remodeling of synaptic activity in the hippocampus / V. Crepel, J. Epsztein, Y Ben-Ari // J. Cell Mol Med. - 2003. - Vol. 7. - P. 401-407.
6. Dovgan I.M. Research of systemic degenerative and demyelinating changes in nervous system at local cerebral hemorrhage / I.M. Dovgan, N.O. Melnyk, T.M. Oliinyk [et al.] // Reports of morphology. - 2016. - Vol. 22, № 2. - P. 247-253.
7. Frost S.B. Reorganization of remote cortical regions after ischemic brain injury: a potential substrate for stroke recovery / S.B. Frost, S. Barbay, K.M. Friel [et al.] // J Neurophysiol. - 2003. - Vol. 89. - P. 3205-3214.
8. Gu L. T cells contribute to stroke-induced lymphopenia in rats / L. Gu, X. Xiong, D. Wei [et al.] // PLoS ONE. - 2013. - Vol. 8 (3). - e59602.
9. Gumenyuk A.V. Mutual influence of herpes virus infection activation and cerebral circulation impairment on the state of brain cells / A.V. Gumenyuk, N.V. Motorna, S.L. Rybalko [et al.] // Biopolymers and cell. - 2016. - Vol. 32, № 2. - P. 126-130.
10. Ito U. How are ischemically dying eosinophilic neurons scavenged in the penumbra? An ultrastructural study / U. Ito, T. Kuroiwa, Y Hakamata [et al.] // In: Pharmacology of cerebral ischemia. Medpharm Science Publication, Stuttgart, 2002. - P. 261-265.
11. Ito U. Restitution of ischemic injuries in penumbra of cerebral cortex after temporary ischemia / U. Ito, E. Kawakami, J. Nagasao [et al.] // Acta Neurochir. - 2006. - 96 [Suppl]. - P. 239-243.
12. Jin R. Simvastatin attenuates stroke-induced splenic atrophy and lung susceptibility to spontaneous bacterial infection in mice / R. Jin, X. Zhu, L. Liu [et al.] // Stroke. - 2013. Vol. 44 (4). - P. 1135-1143.
13. Lemkey-Johnston N. Glial changes in the progress of a chemical lesion. An electron microscopic study / N. Lemkey-Johnston, V. Butler, W.A. Reynolds // J. Comp. Neurol. - 1976. Vol. 167. - P. 481-501.
14. Lipton P. Ischemic cell death in brain neurons / P. Lipton // Physiol Rev. - 1999. - Vol. 79. - P. 1431-1568.
15. Makarenko A.N. Simulation of repeated local hemorrhagic stroke in rats / A.N. Makarenko, S.G. Morozov, S.I. Savosko, I.G. Vasil'eva // Patologicheskaia Fiziologiia i Eksperimental'naia Terapiia. - 2013. - № 1. - P. 81-85.
16. Melnyk N. Sciatic nerve injury at intracerebral hemorrhage in internal capsule in rats / N. Melnyk, I. Dovgan, S. Savosko // Modern Science. - Moderni Veda. - 2016. - Vol. 3, № 1. - Р. 136-141.
17. Ruther J. Neuroprotection does not work! / J. Ruther // Stroke. - 2008. - Vol. 39 (2). - P. 523-524.
18. Savosko S.I. Features of histostructural changes in rat cerebral cortex in hemorrhagic stroke modeling / S.I. Savosko, J.B. Chaikovsky, N.Kh. Pogorela, A.N. Makarenko // International Journal of Physiology and Pathophysiology. - 2013. - Vol. 4, № 2. - Р. 113-121.
19. Sehba F.A. The importance of early brain injury after subarachnoid hemorrhage / F.A. Sehba, J. Hou, R.M. Pluta, J.H. Zhang. // Progress in Neurobiology. - 2012. - Vol. 97 (1). - P. 14-37.
20. Shen Y Morphological characteristics of eosinophilic neuronal death after transient unilateral forebrain ischemia in Mongolian gerbils / Y Shen, Z. Wang, F. Li, L. Sun // Neuropathology. - 2016. - Vol. 36 (3). - P. 227-236.
21. Solenski N.J. Ultrastructural changes of neuronal mitochondria after transient and permanent cerebral ischemia / N.J. Solenski, C.G. diPierro, PA. Trimmer [et al.] // Stroke. - 2002. - Vol. 33 (3). - P. 816-824.
22. Stroemer R.P. Neocortical neural sprouting, synaptogenesis, and behavioral recovery after neocortical infarction in rats / R.P. Stroemer, T.A. Kent, C.E. Hulsebosch // Stroke. - 1995. - Vol. 26. - Р. 2135-2144.
23. Wei L. Cell death mechanism and protective effect of erythropoietin after focal ischemia in the whisker-barrel cortex of neonatal rats / L. Wei, B.H. Han, Y Li [et al.] // JPET. - 2006. - Vol. 317, № 1. - P. 109-116.
24. Wei S. Acute and delayed protective effects of pharmacologically induced hypothermia in an intracerebral hemorrhage stroke model of mice / S. Wei, J. Sun, J. Li [et al.] // Neuroscience. - 2013. - Vol. 252. - P. 489-500.
УДК 612.824.4:577.325.6
УЛЬТРАСТРУКТУРН1 ЗМ1НИ У М0Т0РН1Й К0Р1 ЩУР1В ПРИ 1НСУЛЬТ1 0лшникТ. М., Савосько С. I., Рижа А. 0., Чайковський Ю. Б.
Резюме. В експериментальнм робот на ультраструктурному рiвнi дослщили змши моторно'| кори головного мозку на тл внутршньомозкового крововиливу. Були доогмджеы особливост розвитку нейродистрофiчниx змш, загибелi нейроыв, астроцитв, нервових волокон, порушення нейроптя. Була проведена морфометрична оцшка змш дiаметру мтохондрм в нейронах та нейритах, виявлен ix ктькюы змши при ¡нсульп. Встановили, що за умови ¡нсульту у ппертензивних тварин процеси гщротчно'| дистрофп домшували над апоптозом, що проявлялося у переважанн ктькост ушкоджених електронносв^лих нейроыв над електроннощтьними неушкодженими. Еритроцитарний стаз гемокапiлярiв та паравазаль-ний набряк були ультраструктурними проявами змш мiкроциркуляторноi системи у корi головного мозку. Метод електронно'| мiкроскопii не дозволив виявити суттево'| рiзницi мiж групами порiвняння, яким вводили лкарсью засоби (BDNF, сульфат магыю, кверцетин, торасемщ), лише при ix комбшованому застосуванн вiдмiтили менший ступшь набряку нейроптя та астроцитв, збереження органел (ендоплазматично'| Ытки, м^охондрм).
Ключовi слова: ¡нсульт, електронна мiкроскопiя, лкарсью засоби. УДК 612.824.4:577.325.6
УЛЬТРАСТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В М0Т0РН0Й К0РЕ КРЫС ПРИ ИНСУЛЬТЕ 0лейник Т. М., Савосько С. И., Рыжая А. А., Чайковский Ю. Б.
Резюме. В экспериментальной работе на ультраструктурном уровне исследовали изменения моторной коры головного мозга на фоне внутримозгового кровоизлияния. Были изучены особенности развития нейродистрофических изменений, гибели нейронов, астроцитов, нервных волокон, нарушение нейропи-ля. Была проведена морфометрическая оценка изменений диаметра митохондрий в нейронах и нейритах, выявлены их количественные изменения при инсульте. Установлено, что при инсульте у гипертензивных животных процессы гидропической дистрофии доминировали над апоптозом, что проявлялось в преобладании количества повреждённых електронносветлых нейронов над электронноплотными неповреждёнными. Эритроцитарный стаз гемокапилляров и паравазальной отёк были ультраструктурными проявлениями изменений микроциркуляторного системы в коре головного мозга. Метод электронной микроскопии не позволил выявить существенных различий между группами сравнения, которым вводили лекарственные средства (BDNF, сульфат магния, кверцетин, торасемид), только при их комбинированном применении было отмечено уменьшение отёка нейропиля и астроцитов, сохранение органелл (эндоплазматической сети, митохондрий).
Ключевые слова: инсульт, электронная микроскопия, лекарственные средства. UDC 612.824.4:577.325.6
THE ULTRASTRUCTURAL CHANGES IN THE MOTOR CORTEX OF RATS WITH STROKE Oliinyk T. M., Savosko S. I., Ryzha A. A., Chaikovsky Y. B.
Abstract. In the experiment was studied the drugs application impact on the development of degenerative changes in the cerebral cortex of hypertensive rats after hemorrhagic stroke. The homologous areas of motor
cortex from ipsilateral hemisphere were analyzed with the electron microscopy. The II-IV layers of the cortex were investigated.
The electron microscopy study found significant degenerative changes in the ipsilateral cortex: swelling of neurons, neurites and glial cells, a sharp reduction of synaptic density. The characteristic signs of neurons hydropic degeneration were swelling of cell's cytoplasm and nerve fibers axoplasm, degeneration of dendrites and axonal synaptic endings. The nucleus of neurons characterized by swelling, increased perinuclear space and decreased electron density of chromatin, what is the manifestation of nucleoprotein complexes fragmentation. The nerve fibers were characterized by lamination of myelin structure. The acute neurite swelling caused the significant destruction of ultrastructure and thus strongly affected the entire neuropile's structure.
The ultrastructural violations were detected in the blood vessels as well as in the glial cells. There were the erythrocyte stasis and strongly marked paravasal edema, an electron density of endothelial cells was increased. The astrocytes characterized by cellular swelling and organelles reduction.
After an experimental treatment the significant differences in the cerebral cortex ultrastructural changes were found only in the group with drugs combination (BDNF, magnesium sulfate, quercetin, torasemide). We marked the reduction of neuropile swelling and degenerative changes in the neurons and astrocytes.
In this way, the results of electron microscopy have confirmed the hypothesis about strong influence of hemorrhagic stroke on severe degenerative changes development in the cerebral cortex of hypertensive rats. The ultrastructural features of these changes in the perifocal area were diffuse swelling of the nerve cells and nerve fibers. The electron microscopy indicated that the acute neuropile swelling in the injured area of the motor cortex was the result of neurites and dendrites destruction as well as neuronal swelling. During the research we did not find out the apoptotic cells. Consequently, the rapid progress of degenerative changes took place while the repair did not occur
Keywords: stroke, electron microscopy, drugs.
Рецензент — проф. Врошенко Г. А.
Стаття надшшла 10.06.2017 року
