CC BY
23
УДК 616.831-005.4-57.084
ВЛИЯНИЕ ГЛОБАЛЬНОЙ ИШЕМИИ-РЕПЕРФУЗИИ НА МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ И СОДЕРЖАНИЕ НЕЙРОСПЕЦИФИЧЕСКИХ БЕЛКОВ В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ КРЫС
Г.А. Байбурина, Е.А. Нургалеева, А. Ф. Самигуллина
ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России Уфа, Россия
Аннотация. Исследовали структурные изменения коры головного мозга у крыс на протяжении 35 суток после 5-минутной остановки системного кровообращения и реперфузии. Морфологию мозга изучали методом световой микроскопии окраской гематоксилином и эозином и толуидиновым синим, клетки нейроглии визуализировали с помощью иммуногистохимического метода с антителами к глиофибриллярному кислому протеину на 1-е, 3-е, 5-е, 7-е, 14-е, 21-е и 35-е сутки восстановительного периода. Наибольшие изменения в коре головного мозга связаны с патологическими сдвигами в морфологии нейронов и со степенью повреждения сосудов микроциркуляторного русла. Во все сроки наблюдения фиксировалась слабая экспрессия глиофибриллярного кислого протеина в астро-цитах нейроглии вследствие повреждения этих структур.
Ключевые слова: мозг, гипоксия, ишемия, реперфузия, глиофибриллярный кислый протеин.
Введение. В результате многочисленных экспериментальных исследований установлен сложный каскад патологических реакций, приводящих к повреждению нервной ткани при ишемии-репер-фузии [1; 2]. В качестве маркеров тканевого повреждения мозга в последние годы предлагается использовать ряд нейроспецифических белков, входящих в состав нервной и глиальной ткани и появляющихся в крови в повышенных концентрациях при различных повреждениях мозга, возникших на фоне инсультов и других заболеваний
[3; 4].
Целью настоящего исследования является изучение особенностей структурных изменений в коре головного мозга крыс в динамике восстановительного периода после остановки системного кровообращения и последующей реперфузии.
Материалы и методы исследования. Серия экспериментов выполнена на 50 половозрелых сам-
цах беспородных белых крыс массой 150—180 г. Под общим эфирным наркозом моделировали 5-минутную аноксию интраторакальным пережатием сосудистого пучка сердца по методу [5] с последующей реанимацией. Контрольная группа крыс вводилась в наркоз без моделирования аноксии. Во временные отрезки на 1-е, 3-и, 5-е, 7-е, 14-е, 21-е, 35-е сутки после реанимации животные выводились из эксперимента. Морфологию мозга изучали методом световой микроскопии окраской гематоксилином и эозином и толуидиновым синим, клетки нейроглии визуализировали с помощью иммуно-гистохимического метода с антителами к глиофиб-риллярному кислому протеину (ОБ АР). Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета прикладных программ 81аЙ8йеа 6.0. Отношения между независимыми и зависимыми переменными исследовали с помощью дисперсионного анализа.
—--
Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК
—--—
Результаты. После моделирования 5-минутной аноксии было успешно реанимировано 85,4% животных. Общая летальность в течение всего эксперимента составила 24,6%.
На 1—3-е сутки эксперимента в слое крупных пирамидных клеток коры головного мозга были выявлены патогистологические изменения, проявившиеся в выраженном снижении плотности клеток нейроглии с нарушением фиброархитекто-ники, в первую очередь за счет межуточного отека. В самих пирамидальных нейронах коры отмечались выраженные дистрофические изменения, характеризующиеся снижением тинкториальных свойств, сглаживанием цитоплазматических и ядерных контуров. В астроцитах выявлялась слабая экспрессия GFAP, возможно за счет снижения их клеточной плотности. Изменения микроциркуля-торного русла включали в себя периваскулярный отек, неравномерное кровенаполнение, с преимущественным запустеванием просветов капилляров.
На 5—7-е сутки эксперимента обнаруживались очаговые дегенеративные изменения, характеризующиеся появлением аморфных эозинофиль-ных масс и снижением плотности клеток нейроглии. Кроме того, отмечали выраженную дезинтеграцию в цитоархитектонике слоёв нейронов коры, с потерей стратификации, а также изменение их тинкториальных свойств. В астроцитах выявлялась слабая экспрессия GFAP, как непосредственно по интенсивности реакции, так и опосредованно в результате снижения их клеточной плотности.
На 14-е сутки отмечались выраженные диф-фузно-очаговые нарушении фибро- и цитоархитек-тоники, преимущественно в молекулярном и наружном зернистом слоях коры головного мозга. Умеренно выраженные дистрофические изменения в пирамидальных и зернистых нейронах коры наблюдали преимущественно в участках нарушения микроциркуляции. В астроцитах по-прежнему сохранялась гипоэкспрессия GFAP, что свидетельствует о выраженных нарушениях в нейроглии.
На 21-е сутки эксперимента в коре головного мозга экспериментальных животных отмечалось значительное нарушение фиброархитектоники в результате выраженного межуточного отека и нарушений в микроциркуляторном русле с признаками
стаза и тромбоза в просветах сосудов. В слое пирамидальных нейронов наблюдалось нарушение стратификации со снижением клеточной плотности. Внутриклеточные изменения характеризовались выраженной вакуолизацией в цитоплазме нейронов, изменением формы и тинкториальныхсвойств в их ядрах. Плотность астроцитов также была заметно снижена, что сопровождалось умеренной экспрессией GFAP.
К 35-м суткам у крыс сохранялись стойкие па-тогистологические изменения. Была значительно снижена клеточная плотность нейронов и в меньшей степени клеток нейроглии с нарушением формирования слоёв. Большинство нейронов имело неправильную форму с неравномерным распределением красителя толуидинового синего: от гипо-до гиперхромии в различных нейронах, контуры ядер нечеткие. На фоне сохраняющихся изменений в сосудах микроциркуляторного русла наблюдался выраженный межуточный отёк. В астроцитах выявлялась слабая экспрессия GFAP.
Для оценки степени повреждения структур коры головного мозга все морфологические отклонения от нормы ранжировали по выраженности патологических изменений: 0 — отсутствие; 1 — слабая; 2 — умеренная; 3 — сильная. Максимальная интенсивность повреждений отмечалась в под-остром периоде на 14—21-е сутки (рис. 1).
Для анализа качественных изменений коры головного мозга были выделены следующие гистологические категории: 1) цитоархитектоника, 2) фиброархитектоника, 3) морфология клеток ней-роглии, в частности астроцитов, 4) морфология нейронов, 5) изменения в сосудах микроциркулятор-ного русла коры головного мозга.
Наибольшие морфологические изменения коснулись нейронов, что проявилось умеренными и тяжелыми дистрофическими нарушениями с расстройствами стратификации (рис. 2).
Также часто отмечались умеренно выраженные изменения в микроциркуляторном сосудистом русле с явлениями межуточного отека, с признаками стаза и тромбоза в просветах сосудов. Со стороны нейроглии (как астроцитов, так и нейрофиламен-тов) изменения были слабо выражены.
—--—
Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК
Байбурина ГА., Нургалеева Е.А., Самигуллина А.Ф. Влияние глобальной ишемии-реперфузии..
—--—
сутки; LS Means Current effect: F(4, 45)=,88866, p=,47850 Effective hypothess decompostion Vertical bars denote 0,95 confidence intervals
14 сутки
21
35
Рис. 1. Интенсивность повреждений структур мозга в динамике восстановительного периода
категория; LS Means Current effect: F(4, 45)=5,7441, p=,00080 Effective hypothess decompostion Vertical bars denote 0,95 confidence intervals
категория
Рис. 2. Выраженность морфологических повреждений коры головного мозга по гистологическим категориям:
1 — цитоархитектоника, 2 — фиброархитектоника, 3 — морфология клеток нейроглии, 4 — морфология нейронов, 5— изменения в сосудах микроциркуляторного русла
Выводы
1. У животных, перенесших глобальную ишемию длительностью 5 минут и последующую ре-перфузию, наибольшие изменения в коре головного мозга связаны с патологическими сдвигами
в морфологии нейронов и со степенью повреждения сосудов микроциркуляторного русла.
2. Во все сроки наблюдения фиксировалась слабая экспрессия ОБАР в астроцитах нейроглии вследствие повреждения этих структур.
Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК
~ 87 ~
2
2
5
ЛИТЕРАТУРА
1. Гуляев С.М., Федорова А.В., Лемза С.В, Мон-додоев А.Г., Урбанова Е.З., Николаев С.М. Влияние экстракта PЫojodicalpus Sibiricus на энергетический статус клеток головного мозга крыс после окклюзии сонных артерий // Сибирский медицинский журнал. 2015. № 8. С. 60—63.
2. Сафонова О.А., Попова Т.Н., Сливкин А.И. Активность некоторых НАДФ- генерирующих ферментов в тканях крыс при введении производных янтарной кислоты и хитозана в различных дозах на фоне развития ишемии/реперфузии головного мозга // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2015. № 3. С. 89—93.
3. Камчатов П.Р., Рулева Н.Ю., Дугин С.Ф. Содержание нейроспецифических белков и аутоантител к ним в сыворотке крови больных с острым ишемиче-ским инсультом // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2009. Т. 109. № 5. Вып. 2. С. 69—72.
4. Молочный В.П., Макарова Т.Е., Головкина Н.Ф., Обухова Г.Г. Нейроспецифическая енолаза и глиофиб-рилярный кислый протеин крови и цереброспинальной жидкости как маркер повреждения ткани мозга при бактериальных гнойных менингитах у детей // Дальневосточный медицинский журнал. 2012. № 2. С. 48—51.
5. Корпачев В.Г., Лысенков С.П., Телль Л.З. Моделирование клинической смерти и постреанимационной болезни у крыс // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 1982. № 3. С. 78—80.
THE IMPACT OF GLOBAL ISCHEMIA-REPERFUSION ON MORPHOLOGICAL CHANGES AND CONTENTS OF NEUROSPECIFIC PROTEINS IN RATS BRAIN
G.A. Bayburina, E.A. Nurgaleeva, A.F. Samigullina
Bashkir State Medical University Ufa, Russia
Annotation. The structural changes of the cerebral cortex in rats were studied during 35 days after the 5 minute stopping circulatory system and reperfusion. The morphology of the brain was studied by a light microscopy with hematoxylin and eosin staining and toluidine blue, glial cells were visualized by immunnogistochemical method with antibodies to glial fibrillary acidic protein on the 1st, 3-, 5-, 7-, 14-, 21- h 35-th day of recovery period. The greatest changes in cerebral cortex are associated with pathological shifts in neuronal morphology and levels of damage of the microvasculature channel. During all periods of observation a weak expression of glial fibrillary acidic protein in astrocytes glia as a result of damage to these structure was observed.
Key words: brain, ischemia, reperfusion, glial fibrillary acidic protein.
REFERENCES
1. Guljaev S.M., Fedorova A.V., Lemza S.V, Mon-dodoev A.G., Urbanova E.Z., Nikolaev S.M. Vlijanie jekst-rakta Phlojodicarpus Sibiricus na jenergeticheskij status kletok golovnogo mozga krys posle okkljuzii sonnyh arterij. Sibirskij medicinskij zhurnal, 2015, no. 8, pp. 60—63.
2. Safonova O.A., Popova T.N., Slivkin A.I. Aktiv-nost' nekotoryh NADF-generirujushhih fermentov v tkanjah krys pri vvedenii proizvodnyh jantarnoj kisloty i hitozana v razlichnyh dozah na fone razvitija ishemii/reperfuzii golovnogo mozga. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Serija: Himija. Biologija. Farmacija, 2015, no. 3, pp. 89—93.
3. Kamchatov P.R., Ruleva N.Ju., Dugin S.F. Soder-zhanie nejrospecificheskih belkov i autoantitel k nim v syvo-
rotke krovi bol'nyh s ostrym ishemicheskim insul'tom. Zhurnal nevrologii i psihiatrii im. S.S. Korsakova, 2009, vol. 109, no. 5, vyp. 2, pp. 69—72.
4. Molochnyj V.P., Makarova T.E., Golovkina N.F., Obuhova G.G. Nejrospecificheskaja enolaza i gliofibrilja-rnyj kislyj protein krovi i cerebrospinal'noj zhidkosti kak marker povrezhdenija tkani mozga pri bakterial'nyh gnojnyh meningitah u detej. Dal'nevostochnyj medicinskij zhurnal, 2012, no. 2, pp. 48—51.
5. Korpachev V.G., Lysenkov S.P., Tell' L.Z. Mode-lirovanie klinicheskoj smerti i postreanimacionnoj bolezni u krys. Patologicheskaja fiziologija i jeksperimental'naja terapija, 1982, no. 3, pp. 78—80.
—--—
Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК
