Гидропическая дистрофия сенсомоторной коры белых крыс в контексте формирования темных нейронов и изменения нейроглиальных взаимоотношений после краткосрочной окклюзии общих сонных артерий

Введение. Нейродегенеративные процессы являются ключевыми в развитии ряда заболеваний — инсульты, болезни Паркинсона и Альцгеймера, эпилепсия, при черепно-мозговой травме. Они включают в себя первичные и вторичные структурно-функциональные изменения нервной ткани, а также гибель нейронов и полное выпадение функций.

Цель. Изучение проявлений гидропической дистрофии и реорганизации глиоцитоархитектоники в процессе формирования темных нейронов в сенсомоторной коре (СМК) большого мозга половозрелых белых крыс после 40-минутной окклюзии общих сонных артерий (ООСА).

Материалы и методы. На белых крысах линии Wistar моделировали 40-минутную ООСА. Головной мозг фиксировали перфузионным способом. Проводили морфометрическую оценку проявлений отека-набухания, цито- и глиоцитоархитектоники СМК в норме (n = 6, контрольная группа), на 1-е (n = 6), 3-и (n = 6) и 7-е сутки (n = 6) после ООСА. Использовали окраску по Нисслю, гематоксилином и эозином, иммуногистохимические реакции NSE, MAP-2, GFAP и AIF1. Определяли относительную площадь зон отека-набухания, численную плотность нормохромных и темных пирамидных нейронов, олигодендроцитов (ОДЦ), микроглиоцитов (МГЦ).

Результаты. Высокое содержание (20–50 %) темных нейронов после ООСА сопровождалось увеличением в 3.3 раза относительной площади зон отека-набухания (r = 0.82, p = 0.01). Специфические белки (NSE, MAP-2) большей части темных нейронов сохранялись. Общая численная плотность нейронов СМК через 7 сут после ООСА уменьшалась на 26.4 % (слой III, p = 0.001) и 18.5 % (слой V, p = 0.01). Увеличивалось содержание астроцитов, МГЦ и ОДЦ. Пик численной плотности МГЦ отмечен на 1-е сутки, а ОДЦ — на 7-е сутки после острой неполной ишемии (p ≤ 0.001). Выявленные изменения носили диффузно-очаговый характер.

Заключение. После 40-минутной ООСА в СМК увеличивалось содержание темных нейронов и, как следствие, появлялись признаки гидропической дистрофии. На этом фоне возрастало количество сателлитарных ОДЦ, астроцитов и МГЦ. Вероятно, отек-набухание, активные МГЦ и астроциты предварительно (в 1-е – 3-и сутки) санируют нервную ткань, обеспечивая ее последующее (7-е сутки) структурно-функциональное восстановление с участием ОДЦ.

1. Rami A. Review: autophagy in neurodegeneration: fi refi ghter and/or incendiarist? // Neuropathol. Appl. Neurobiol. 2009. Vol. 35 (5). P. 449–461.

2. Zille M., Farr T.D., Przesdzing I. et al. Visualizing cell death in experimental focal cerebral ischemia: promises, problems, and perspectives // J. Cereb. Blood Flow Metabol. 2012. Vol. 32 (2). P. 213–231.

3. Harris T.C., de Rooij R., Kuhl E. The shrinking brain: cerebral atrophy following traumatic brain injury // Ann. Biomed. Eng. 2019. Vol. 47 (9). P. 1941–1959.

4. Cole J.H., Jolly A., de Simoni S. et al. Spatial patterns of progressive brain volume loss after moderate-severe traumatic brain injury // Brain. 2018. Vol. 141 (3). P. 822–836.

5. Степанов С.С., Акулинин В.А., Авдеев Д.Б., Степанов А.С., Горбунова А.В. Структурно-функциональная реорганизация ядрышкового аппарата нейронов неокортекса, архикортекса и базальных ганглиев головного мозга белых крыс после 20-минутной окклюзии общих сонных артерий // Журн. анатомии и гистопатологии. 2018. Т. 7, № 4. С. 67–74.

6. Бонь Е.И., Максимович Н.Е., Зиматкин С.М. Морфологические нарушения нейронов гиппокампа крыс с субтотальной и тотальной ишемией // Оренбургский мед. вестн. 2020. Т. 8, № 2 (30). С. 41–46.

7. Ahmadpour S., Behrad A., Fernández-Vega I. Dark neurons: A protective mechanism or a mode of death // J. Med. Histolog. 2019. Vol. 3 (2). P. 125–131.

8. Bolon B., Garman R., Jensen K. et al. A “best practices” approach to neuropathologic assessment in developmental neurotoxicity testing // Toxicol. Pathol. 2006. Vol. 34 (3). P. 296–313.

9. Gallyas F., Pál J., Bukovics P. Supravital microwave experiments support that the formation of “dark” neurons is propelled by phase transition in an intracellular gel system // Brain Res. 2009. Vol. 1270. P. 152–156.

10. Kövesdi E., Pál J., Gallyas F. The fate of “dark” neurons produced by transient focal cerebral ischemia in a nonnecrotic and non-excitotoxic environment: Neurobiological aspects // Brain Res. 2007. Vol. 1147. P. 272–283.

11. Garman R.H. Histology of the central nervous system // Toxicol. Pathol. 2011. Vol. 39. P. 22–35.

12. Lychko V.S., Malakhov V.A., Potapov A.A. Morphological changes of the brain tissue in rats with experimental model of ischemic stroke in the dynamics of treatment by immunobiological preparation Cryocell-Cryocord // СТМ. 2015. Vol. 7 (4). P. 58–62.

13. Яковлев А.А., Гуляева Н.В. Прекондиционирование клеток мозга к патологическим воздействиям: вовлеченность протеаз (обзор) // Биохимия. 2015. Т. 80, № 2. С. 204–213.

14. Степанов А.С., Акулинин В.А., Степанов С.С., Авдеев Д.Б. Клеточные системы восстановления и утилизации поврежденных нейронов головного мозга белых крыс после 20-минутной окклюзии общих сонных артерий // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2017. Т. 103, № 10. С. 1135–1147.

15. Степанов А.С., Акулинин В.А., Мыцик А.В., Степанов С.С., Авдеев Д.Б. Нейро-глио-сосудистые комплексы головного мозга после острой ишемии // Общая реаниматология. 2017. Т. 13, № 6. С. 6–17.

16. Chen Z., Trapp B.D. Microglia and neuroprotection // J. Neurochem. 2016. Vol. 136 (1). P. 10–17.

17. Paxinos G., Watson C. The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. 5th ed. San Diego: Elsevier Academic Press, 2005.

18. Ooigawa H., Nawashiro H., Fukui S. et al. The fate of Nissl-stained dark neurons following traumatic brain injury in rats: difference between neocortex and hippocampus regarding survival rate // Acta Neuropathol. 2006. Vol. 112. P. 471–481.

19. Боровиков В. Statistica. Искусство анализа данных на компьютере. СПб.: Питер, 2003.

20. Eyo U.B., Dailey M.E. Microglia: key elements in neural development, plasticity, and pathology // J. Neuroimmune Pharm. 2013. Vol. 8. P. 494–509.

21. Степанов С.С., Акулинин В.А., Авдеев Д.Б., Степа- нов А.С., Горбунова А.В. Реорганизазия астроцитов неокортекса белых крыс после 20-минутной окклюзии общих сонных артерий // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2019. Т. 105, № 5. С. 578–590.

22. Алексеева О.С., Кирик О.В., Гилерович Е.Г., Коржевский Д.Э. Микроглия головного мозга: происхождение, структура и функции // Журн. эволюционной биохимии и физиологии. 2019. Т. 55, № 4. С. 231–241.

23. Wagner D.-C., Scheibe J., Glocke I. et al. Object-based analysis of astroglial reaction and astrocyte subtype morphology after ischemic brain injury // Acta Neurobiol. Exper. 2013. Vol. 73 (1). P. 79–87.