Морфологические изменения головного мозга у животных под влиянием барокамерной гипоксии
Автор: Алдашукуров Ырысбек Абдыжапарович, Тухватшин Рустам Романович
Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki
Рубрика: Медицинские науки
Статья в выпуске: 8 т.8, 2022 года.
Бесплатный доступ
Предметом исследования стало изучение головного мозга лабораторных крыс. Целью исследования является изучение морфологических изменений нейронов головного мозга у животных под воздействием острой гипоксии. Изучение этой проблемы представляет значительный интерес с точки зрения познания физиологических закономерностей интегративного ответа организма на воздействие экстремальных факторов окружающей среды. Несмотря на более чем столетнюю историю систематического изучения гипоксии, в этой области до сих пор существует ряд принципиальных вопросов, требующих ответа. Результаты проведенных экспериментальных исследований показали, что в строме оказались отек и набухания, отек перицеллюлярный, в виде пустот вокруг клеточных элементов, как нервных, так и нейросекреторных. Дистрофические изменения серого вещества коры головного мозга отмечаются в верхней зоне, то есть в зоне, расположенной ближе к мягкой мозговой оболочке. Признаки повреждения нейроцитов встречались во всех слоях мозжечка и видны как в клетках молекулярного, ганглионарного, так и зернистого слоев. Поражения сосудистой стенки проявлялись в виде гомогенизации сосудистой стенки, когда структура стенки не прослеживалась. Именно в таких тканях сосуда отмечались выраженные параваскулярные отеки, небольшие экстравазаты. Изменения в сосудах более крупного калибра не так ярко выражены, хотя они также полнокровны и застойны. В ткани мозга также выражен периваскулярный и перицелюлярный отек.
Кора, мозжечок, гипоталамус, гипоксия, дистрофия, нейроны
Короткий адрес: https://sciup.org/14124763
IDR: 14124763 | УДК: 616.092.4 | DOI: 10.33619/2414-2948/81/17
Morphological changes in the brain in animals under the influence of press chamber hypoxia
In this paper, the subject of research is the study of the brain of laboratory rats. The aim of the study is to study the morphological changes in brain neurons in animals under the influence of acute hypoxia. The study of this problem is of considerable interest from the point of view of understanding the physiological patterns of the body’s integrative response to the impact of extreme environmental factors. Despite more than a century of systematic study of hypoxia in this area, there are still a number of fundamental questions that need to be answered. The results of the experimental studies showed that, in the stroma, there were edema and swelling, pericellular edema, in the form of voids around the cellular elements, both nervous and neurosecretory. Dystrophic changes in the gray matter of the cerebral cortex are noted in the upper zone, that is, in the zone located closer to the pia mater. Signs of damage to neurocytes were found in all layers of the cerebellum and are visible both in the cells of the molecular, ganglionic, and granular layers. The lesions of the vascular wall were manifested as homogenization of the vascular wall, when the structure of the wall was not traced. It was in such tissues of the vessel that pronounced paravascular edema and small extravasations were noted. Changes in vessels of a larger caliber are not so pronounced, although they are also full-blooded and stagnant. Perivascular and pericellular edema is also expressed in the brain tissue.
Текст научной статьи Морфологические изменения головного мозга у животных под влиянием барокамерной гипоксии
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice
УДК 616-092.9
Устойчивость различных образований ЦНС к недостатку О 2 варьирует в довольно широких пределах. В настоящее время выделяют три группы нервных структур в зависимости от чувствительности к гипоксии. В соответствии с условиями реагирования ЦНС на снижение кислородного обеспечения организма, отмечается определеная фазность в реакциях головного мозга в ответ на развитие острой гипоксии [3]. Даже незначительные изменения в состоянии головного мозга, обусловленные гипоксией, отражаются на качественной стороне его условно-рефлекторной и аналитико-синтетической деятельности. На первой стадии, т.е. на легкой степени гипоксии обычно отмечают увеличение суммарной биоэлектрической активности мозга, повышение возбудимости его структур. Процессы возбуждения в этот период начинают преобладать над процессами торможения и охватывают практически все отделы ЦНС, что объясняют обычно возникновением легкой гипоксической деполяризации биомембран нервных клеток [4].
В дальнейшем по мере углубления состояния гипоксии развивается тормозная фаза, обуславливаемая нарастающим энергетическим голоданием нейронов. Торможение широко распространяется по коре головного мозга и переходит на подкорковые структуры. В результате происходит прогрессирующее угасание биоэлектрической активности мозга, что свидетельствует о развитии функциональных и структурных повреждений нейронов [5].
Материалы и методы исследования
Эксперименты были проведены на 16 белых лабораторных крысах с соблюдением Хельсинкской декларации Всемирной ассоциации от 2000 г. Все животные были подразделены на 2 группы. Первую контрольную группу составили 8 крыс, во вторую экспериментальную группу вошли 8 крыс подвергшихся к барокамерной гипоксии. Содержались в стандартных условиях вивария, масса животных к началу эксперимента составляла 150-220 г. Уход и содержание экспериментальных животных были стандартными — 12 часовой период освещения при комнатной температуре (18-22°С).
В течение всего периода проведения экспериментов крысы содержались в пластмассовых контейнерах размером 60× 30× 20 по 8 животных в каждой. Моделирование острой гипоксии осуществлялось в барокамере. Подъем животных длился 15 мин, с постепенным повышением высоты до 6000 м над у. м. со скоростью 5-6 м/с. Ориентировочно-исследовательская активность исследовалось с помощью теста «Открытое поле». Эксперименты проводились в первой половине дня (10-12 час), проверка производилась в течение семи суток с начала эксперимента.
Весь полученный фактический экспериментальный материал подвергнут компьютерной обработке с помощью пакета прикладных программ Microsoft Excel и с расчетом t-критерия Стьюдента [2].
Результаты и обсуждение
В первые дни после гипоксии животные реагировали так же, как и в контрольной группе. Так, видимые изменения в поведении экспериментальных животных были обнаружены на 4 и 5 сутки. Эти крысы становились вялыми. Отмечалось снижение болевой чувствительности. Шерсть становилась тусклой, теряла естественный блеск и интенсивно выпадала, вокруг носа и глаз наблюдались кровянистые красные ободки, диспепсические расстройства. На 6 сутки животные стали малоподвижными, тонус мышц ослаб. По сравнению с контрольными животными на корм реагировали пассивно, иногда еда оставалась несъеданной. У этих животных также наблюдались диарея.
Таким образом, воздействие гипоксии характеризовалось более заметным снижением активации механизмов адаптации организма животных. Схожие изменения описаны у Р. Д. Лапшина, А. А. Миронова [9].
В «открытом поле» наблюдали на следующие показатели их поведенческой активности: число посещений периферийных квадратов отдельно от числа посещений внутренних квадратов; «стоек» на задние лапы и грумингов — комплексов реакций в виде умывания, обыскивания, вылизывания шерсти (ориентировочно-исследовательский вертикальный компонент поведения). Наиболее значимым для выявления о состоянии нервной системы является исследование эмоционально-двигательного поведения в тесте «открытое поле». Это сведения дает о состоянии различных отделов мозгового ствола, мозжечка, базальных ядер и коры большого мозга, осуществляющих высший моторный контроль в организме [7].
Согласно Таблице 1 на вторые сутки эксперимента, количество пересеченных квадрат по периферии у контрольной группы в среднем составляло 158 (22,5±1,05).
Таблица 1
ЭМОЦИОНАЛЬНО-ДВИГАТЕЛЬНОЕ ПОВЕДЕНИЯ НА ВТОРЫЕ СУТКИ В ТЕСТЕ «ОТКРЫТОЕ ПОЛЕ»
|
Показатели |
Серии |
|
|
I (контр) n=8 |
III (гипок) n=8 |
|
|
Число периферических квадратов |
22,5±1,05 |
22,1±1,35** |
|
Число центральных квадратов |
5,87±0,51 |
4,5±0,56** |
|
Число центральных стоек |
5,37±0,80 |
4,8±0,42** |
|
Заглядывание в норки |
2,62±0,59 |
3,15±0,45** |
|
Груминг |
3,55±0,39 |
3,10±0,20** |
|
Примечания: n-количество животных, * -p≤ 0,5 по отношению к контролю, **-p≤ 0,5 по отношению ко II серии, ***-p≤ 0,5 по отношению к III серии |
||
Это доказывает о том, что, двигались в основном по периферии «открытого поля». Реже выходили в центральную его часть, где общее количество насчитывалась 60 квадратов (5,87±0,51). Отмечено 47 (5,37±0,80) центральных стоек I серии, что свидетельствовало о довольно низком уровне тревожности, поскольку все они были хорошо приручены до начала эксперимента. Периоды груминга были довольно редкими и непродолжительными. Умывание отмечено только у 6ти крыс контрольной серии, сум ма которых составляло 17 (3,55±0,39) и 24 (2,62±0,59) заглядываний в норки.
При исследовании горизонтальной двигательной активности III серии показало что, на вторые сутки животные реагировали как и в контрольной группе (22,1±1,35), хотя по данным Лукьянова Л. Д эти показатели уменьшались [10]. На вторые сутки эксперимента, число квадрат внутренних пересечений (54), характеризующие эмоциональное состояние животных, III серии не отличалась от нормы. У крыс с гипоксической нагрузкой, число стоек, на вторые сутки исследования, снизилась на 10% по сравнению с контролем.
Как показывает Таблица 1 на вторые сутки у животных III серии (гипоксия) число заглядываний в норки на 17% (4,8±0,42) ниже по сравнению с контролем. На второй день груминги у третьей группы по сравнению с нормой достоверно не отличались. Полученные результаты свидетельствуют о нарушении эмоционально-двигательного поведения у животных вследствие воздействия острой гипоксии, на вторые сутки нарушаются функции высших отделов ЦНС регулирующие ориентировочно-исследовательскую поведению. На третье сутки эксперимента были зафиксированы снижение от нормы внутренних квадрат на 35%, периферийных квадрата на 30%, число стоек на 29%. Число заглядываний в отверстие, относящееся к категории комфортного поведения в тесте «открытое поле» особо не отличались от нормы (2,58±0,43**).
Из этого следует заключить, что при острой гипоксии нарушаются метаболизмы и ведут к уменьшению выработки энергии в нервной клетке, резко угнетают возбудимость нейронов отвечающих за груминги.
Таблица-2
ЭМОЦИОНАЛЬНО-ДВИГАТЕЛЬНОЕ ПОВЕДЕНИЯ НА ЧЕТВЕРТЫЕ СУТКИ В ТЕСТЕ «ОТКРЫТОЕ ПОЛЕ»
|
Показатели |
Серии |
|
|
I (контр) n=8 |
II (гипок)n=8 |
|
|
Число периферических квадратов |
22,5±1,05 |
12,1±1,35** |
|
Число центральных квадратов |
5,87±0,51 |
2,45±0,41** |
|
Число центральных стоек |
5,37±0,80 |
2,8±0,42* |
|
Заглядывание в отверстие |
2,62±0,59 |
2,15±0,45* |
|
Груминг |
3,55±0,64 |
2,40±0,20 |
Список литературы Морфологические изменения головного мозга у животных под влиянием барокамерной гипоксии
- Гущин Я. А., Мужикян А. А. Влияние фиксирующих жидкостей на микроскопическую структуру органов мелких лабораторных животных // Международный вестник ветеринарии. 2014. №3. С. 88-95.
- Гущин Я. И., Мужикян А. А. Влияние различных методов эвтаназии на гистологическую картину легких мелких лабораторных животных // Международный вестник ветеринарии. 2014. №4. С. 96-104.
- Кумара Г. Л. Иммуногистохимические методы. М., 2011. 223 с.
- Мужикян А. А., Макарова М. Н., Гущин Я. А. Особенности патологоанатомического исследования группы экспериментальных животных // Международный вестник ветеринарии. 2014. №1. С. 75-80.
- Мужикян А. А., Макарова М. Н., Гущин Я. А. Особенности гистологической обработки органов и тканей лабораторных животных // Международный вестник ветеринарии. 2014. №2. С. 103-109.
- Молов А. А., Шхагумов К. Ю., Борукаева И. Х., Абазова З. Х., Костюченко Л. Н. Адаптация головного мозга и сердца к недостатку кислорода // Современные проблемы науки и образования. 2019. №2. С. 133-133.
- Рыбакова А. В., Макарова М. Н. Санитарный контроль экспериментальных клиник (вивариев) в соответствии с локальными и международными требованиями // Международный вестник ветеринарии. 2015. №4. С. 81-89.
- McInnes E. (ed.). Pathology for toxicologists: principles and practices of laboratory animal pathology for study personnel. John Wiley & Sons, 2017.
