Морфологические изменения в гиппокампе, вызванные воздействием центробежного ускорения при каудально-краниальном векторе

Одной из важнейших медицинских проблем на сегодняшний день остается ишемия головного мозга, поскольку различные формы цереброваскулярных болезней являются значимыми причинами инвалидизации и смертности населения [2]. Ишемия служит причиной необратимых поражения различных структур головного мозга и нарушению его функциональной активности [3, 4].

Целью морфофункционального исследования при ишемической патологии головного мозга является понимание развития ишемического каскада, реперфузионного синдрома и нарушения неврологического статуса, которые находят свое выражение, в зависимости от степени выраженности и стадии, прежде всего в эмоционально-личностных изменениях, снижении когнитивных функций и формировании ряда неврологических синдромов. В этой связи особенный интерес представляет изучение морфофункциональных изменений отделов мозга, которые принимают участие в формировании поведенческих и когнитивных навыков [1]. Одной из экспериментальных моделей воспроизведения ишемического повреждения головного мозга является гравитационное воздействие.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Показать в проведенных исследованиях, что изменение силы тяжести и гипергравитация могут приводить к нарушениям когнитивных функций, а также индуцировать апоптоз нейрональных клеток [5].

Гиппокампу, как показывают экспериментальные факты, принадлежит важная роль в процессе отбора и закрепления эмоционально значимых событий, регуляции двигательной и исследовательской активности, в контроле состояния гипоталамо-гипофизарно-надпочеч-никового механизма при адаптации к различным воздействиям. Гиппокамп играет одну из важнейших ролей в формировании таких когнитивных функций, как обучение, пространственное ориентирование, эпизодическая память, принимает участие в формировании эмоций [6, 7]. Таким образом, описание морфофункциональных изменений, касающихся гиппокампа при ишемической патологии приобретает особое значение как исследование патогенетических механизмов формирования и прогрессирования когнитивных нарушений, в том числе на моделях гравитационного воздействия, что обусловлено как диагностическим, так и терапевтическим фактором.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проведено на половозрелых крысах-самках линии Wistar массой 180–200 г (питомник «Рапполово»), со среднеактивным типом поведения в тестах «открытое поле» (ОП) и «экстраполяционного избавления» (ЭИ). Содержание животных соответствовало правилам лабораторной практики (GLP) и Приказу МЗ РФ № 267 от 19.06.2003 г. «Об утверждении правил лабораторной практики». При проведении экспериментов учитывались требования комиссии по проблеме этики отношения к животным Российского национального комитета по биоэтике при Российской академии наук; и этические нормы, признанные мировым сообществом, и изложенные в «Международных рекомендациях по проведению медико-биологических исследований с использованием животных». Экспериментальные группы формировались по принципу рандомизации. В зависимости от продолжительности гравитационного воздействия было сформировано 4 группы по 2 животных в каждой.

Гравитационное повреждение головного мозга моделировалось на бодрствующих животных, которых помещали в плексигласовые пеналы, размещенные по краям горизонтальной штанги центрифуги в строго каудальнокраниальном направлении.

Головной мозг фиксировали в 10%-м нейтральном формалине, с дальнейшим обезвоживанием в батарее спиртов и изготовлением парафиновых блоков. Срезы толщиной 5–7 мкм окрашивали гематоксилином и эозином, тиони-ном по методу Ниссля. Микрофотосъемку гистологических препаратов проводили на микроскопе «Micros» (Austria) цифровой фотокамерой «Olympus» (Japan).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

После двух недель гравитационного воздействия у экспериментальных животных в структурах головного мозга формировались умеренные гистологические изменения, проявляющиеся, прежде всего, в развитии отека головного мозга. Наблюдался умеренный отек вокруг крупных сосудов, а также сосудов микро-циркуляторного русла. Перицеллюлярный отек развивался преимущественно вокруг глиальных клеток. Гистологические изменения нейронов проявлялись в усилении гиперхромии отдельных клеток различных областей коры головного мозга, пирамидных клеток CA1, CA3 полей гиппокампа и зубчатой извилины, ядерных образований стволовой части головного мозга. У некоторых контрольных животных отмечались схожие изменения меньшей степени выраженности (рис. 1).

а

Рис. 1. Пирамидный слой СА3 поля гиппокампа: а – головной мозг крысы на фоне двухнедельного гравитационного воздействия. Уменьшение размеров и гиперхромия отдельных нервных клеток;

б – головной мозг интактной крысы (контроль).

Окр. тионином по методу Ниссля. Ув. x 400

При комплексном морфологическом исследовании головного мозга животных с 4-недельным гравитационным воздействием были получены следующие результаты.

Практически во всех отделах головного мозга отмечались признаки периваскулярного и перицеллюлярного отека. У 50 % экспериментальных животных гистологические изменения нейронов носили слабовыраженный характер и существенно не отличались от таковых, выявленных у крыс контрольной группы. В области CA3 поля наблюдались мозаичные изменения в виде гиперхромии и сморщивания части нервных клеток пирамидного слоя. Обращает на себя внимание, что данные изменения развивались в правом полушарии головного мозга при относительной сохранности левого (значимых отличий по сравнению с контрольной группой выявлено не было) (рис. 2).

Рис. 2. Головной мозг крысы на фоне 4-недельного гравитационного воздействия. Пирамидный слой СА1 поля гиппокампа (правое полушарие). Выраженная гиперхромия и сморщивание нейронов.

Окр. тионином по методу Ниссля. Ув. x 400

Однако у другой половины крыс в структурах лимбической системы наблюдались выраженные патоморфологические изменения, проявляющиеся в тотальном сморщивании и гипер-хромии нейронов пирамидного слоя CA1 и CA2 полей гиппокампа, что свидетельствует о процессах обратимых и необратимых повреждений нейронов [1]. Отростки поврежденных клеток приобретали извитой характер. Ядра у нейронов с подобными изменениями практически не визуализировались, сливаясь с гиперхром-ной цитоплазмой перикариона. Подобные изменения часто выявляются при ишемической патологии головного мозга [2, 7].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, наиболее выраженные морфологические изменения при 4-недельном гравитационном воздействии в головном мозге были обнаружены в гиппокампе в виде отека, сморщивании и гиперхромии нейронов пирамидного слоя CA1 и CA2 полей, появлении в поврежденных нейронах отростков извитого вида, что рассматривается как проявление ишемии головного мозга, способствующей нарушению неврологического статуса.