Preview

Журнал анатомии и гистопатологии

Расширенный поиск

Изменения клеточного состава коры головного мозга у крыс с разным уровнем когнитивных функций при сочетании церебральной гипоперфузии с кратковременной физической нагрузкой

https://doi.org/10.18499/2225-7357-2020-9-4-45-54

Полный текст:

Аннотация

Цель исследования – изучение особенностей нейродистрофических изменений нейронов и глии моторной коры головного мозга у крыс с разным уровнем когнитивных функций и стрессоустойчивости при двусторонней перевязке общих сонных артерий в сочетании с кратковременной физической нагрузкой.

Материал и методы. Исследование выполнено на 136 крысах Wistar. Моделью гипоперфузии была двусторонняя перевязка общих сонных артерий (ПОСА). По результатам тестирования в водном лабиринте Морриса все животные были разделены на две подгруппы: с высоким и низким уровнем способностей к пространственному обстановочному обучению. Животные экспериментальной группы подвергались ежедневному свободному плаванию на протяжении 15 минут, начиная с 7-х и заканчивая 35-ми сутками исследования. Крыс выводили из эксперимента через 8, 14, 21, 35, 60 и 90 суток после ПОСА. Гистологические срезы первичной моторной коры головного мозга окрашивали по Нисслю, гематоксилином и эозином, метиловым зеленым и пиронином. Проверку статистических гипотез проводили с помощью t-критерия Стьюдента (p<0,05). Для оценки связи между расчетными показателями использовали коэффициент корреляции Кендала.

Результаты. На 8-е сутки эксперимента (1-е сутки кратковременной физической нагрузки) гемомикроциркуляторное русло коры головного мозга характеризовалось снижением венозной гиперемии и уменьшением признаков тканевого отека вокруг гемокапилляров, характерного для изолированной церебральной гипоперфузии. На протяжении 14, 21, 28 суток выявлялись нейроны с признаками гиперфункции и палочковидными включениями в ядрах (тельцами Ронкоронни). У гемокапилляров формировались компактные группы клеток. В дальнейшие сроки исследования нейродистрофические изменения были менее выражены по сравнению с изолированной церебральной гипоперфузией, это сопровождалось уменьшением венозной гиперемии, сохранением перивазальных групп клеток вплоть до 60-х суток эксперимента. Тельца Ронкорони исчезали на 90-е сутки наблюдения.

Заключение. Влияние кратковременной физической нагрузки на развитие церебральной гипоперфузии приводит к росту количества нейронов без необратимых изменений, снижению нейродегенеративных изменений, а также снижает выраженность глиоза. Адаптационное влияние кратковременной физической нагрузки более выражено у животных с высоким уровнем когнитивных способностей и сопровождается более значительным снижением числа погибших клеток коры головного мозга. 28-е сутки являются критическим сроком, когда глиоз и гибель нейронов сочетается с появлением телец Ронкоронни и гипертрофией перикариона части пирамидных нейронов, а также концентрацией глиоцитов около гемокапилляров. Последнее, вероятно, носит адаптационный характер, поскольку сопровождается снижением смертности у животных с высоким уровнем когнитивных способностей.

Об авторах

В. В. Криштоп
ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет ИТМО»
Россия

Криштоп Владимир Владимирович

Кронверкский пр-т, 49А, Санкт-Петербург, 197101



Т. А. Румянцева
ФГБОУ ВО «Ярославский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия
Ярославль


В. Г. Никонорова
ФГБОУ ВО «Ивановская государственная сельскохозяйственная академия им. Д.К. Беляева»
Россия
Иваново


Список литературы

1. Васильев Ю.Г., Чучков В.М. Нейро-глиососудистые отношения в центральной нервной системе (морфологическое исследование с элементами морфометрического и математического анализа). Ижевск: АНК; 2003

2. Гржибовский А.М. Корреляционный анализ. Экология человека. 2008;9. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/korrelyatsionnyy-analiz

3. Дуров Р.А. Кадровый потенциал промышленного развития России. Гуманитарные и социальные науки. 2013;(3):2–8.

4. Заднипряный И.В., Сатаева Т.П. Применение антигипоксантов в коррекции антенатальной гипоксии с позиций ее морфофунциональных особенностей (обзор литературы). Журнал клінічних та експериментальних медичних досліджень. 2013;1(1):13–21

5. Ивлиева А.Л., Петрицкая Е.Н., Рогаткин Д.А., Демин В.А. Методические особенности применения водного лабиринта Морриса для оценки когнитивных функций у животных. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. 2016; 102(1):3–17

6. Криштоп В.В., Никонорова В.Г., Румянцева Т.А. Изменения клеточного состава коры головного мозга у крыс с разным уровнем когнитивных функций при церебральной гипоперфузии. Журнал анатомии и гистопатологии. 2019;8(4):22–9

7. Криштоп В.В., Пахрова О.А., Румянцева Т.А. Развитие перманентной гипоксии головного мозга у крыс в зависимости от индивидуальных особенностей высшей нервной деятельности и пола. Медицинский вестник северного Кавказа. 2018;13(4):654–9

8. Монид М.В., Дробленков А.В., Сосин Д.В., Шабанов П.Д. Реактивные морфологические изменения переднего цингулярного поля головного мозга крыс после острой гипоксии. Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2013;12(4):31–4

9. Сергеев А.В. Иммуноморфологическая и морфометрическая характеристика тормозных и возбуждающих нейронов коры головного мозга человека в норме и при хронической ишемии: автореф. дис... канд. мед. наук. Новосибирск; 2014

10. Степанов А.С., Акулинин В.А., Мыцик А.В., Степанов С.С., Авдеев Д.Б. Нейро-глиососудистые комплексы головного мозга после острой ишемии. Общая реаниматология. 2017;13(6):6–17.

11. Aytac E, Oktay Seymen H, Uzun H, Dikmen G, Altug T. Effects of iloprost on visual evoked potentials and brain tissue oxidative stress after bilateral common carotid artery occlusion. Prostaglandins, Leukotrienes and Essential Fatty Acids. 2006 Jun;74(6):373–8. doi: 10.1016/j.plefa.2006.03.006

12. Bolduc V, Thorin-Trescases N, Thorin E. Endothelium-dependent control of cerebrovascular functions through age: exercise for healthy cerebrovascular aging. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 2013 Sep 1;305(5):H620–33. doi: 10.1152/ajpheart.00624.2012

13. Cechetti F, Pagnussat AS, Worm PV, Elsner VR, Ben J, da Costa MS, et al. Chronic brain hypoperfusion causes early glial activation and neuronal death, and subsequent long-term memory impairment. Brain Research Bulletin. 2012 Jan;87(1):109–16. doi: 10.1016/j.brainresbull.2011.10.006

14. Choi B-R, Lee SR, Han J-S, Woo S-K, Kim KM, Choi D-H, et al. Synergistic Memory Impairment Through the Interaction of Chronic Cerebral Hypoperfusion and Amlyloid Toxicity in a Rat Model. Stroke. 2011 Sep;42(9):2595–604. doi: 10.1161/strokeaha.111.620179

15. Choi D-H, Lee K-H, Kim J-H, Seo J-H, Kim HY, Shin CY, et al. NADPH Oxidase 1, a Novel Molecular Source of ROS in Hippocampal Neuronal Death in Vascular Dementia. Antioxidants & Redox Signaling. 2014 Aug;21(4):533–50. doi: 10.1089/ars.2012.5129

16. Chrishtop VV, Tomilova IK, Rumyantseva TA, Mikhaylenko EV, Avila-Rodriguez MF, Mikhaleva LM, et al. The Effect of Short-Term Physical Activity on the Oxidative Stress in Rats with Different Stress Resistance Profiles in Cerebral Hypoperfusion. Molecular Neurobiology. 2020 May 26;57(7):3014–26. doi: 10.1007/s12035-020-01930-5

17. Ding Y-H, Li J, Zhou Y, Rafols J, Clark J, Ding Y. Cerebral Angiogenesis and Expression of Angiogenic Factors in Aging Rats after Exercise. Current Neurovascular Research. 2006 Feb 1;3(1):15–23. doi: 10.2174/156720206775541787

18. Dolotov OV, Karpenko EA, Inozemtseva LS, Seredenina TS, Levitskaya NG, Rozyczka J, et al. Semax, an analog of ACTH(4–10) with cognitive effects, regulates BDNF and trkB expression in the rat hippocampus. Brain Research. 2006 Oct 30;1117(1):54–60. doi: 10.1016/j.brainres.2006.07.108

19. Farkas E, Luiten PGM, Bari F. Permanent, bilateral common carotid artery occlusion in the rat: A model for chronic cerebral hypoperfusion- related neurodegenerative diseases. Brain Research Reviews. 2007 Apr;54(1):162–80. doi: 10.1016/j.brainresrev.2007.01.003

20. Kwon KJ, Kim MK, Lee EJ, Kim JN, Choi B-R, Kim SY, et al. Effects of donepezil, an acetylcholinesterase inhibitor, on neurogenesis in a rat model of vascular dementia. Journal of the Neurological Sciences. 2014 Dec;347(1–2):66–77. doi: 10.1016/j.jns.2014.09.021

21. Liu J, Jin D-Z, Xiao L, Zhu X-Z. Paeoniflorin attenuates chronic cerebral hypoperfusioninduced learning dysfunction and brain damage in rats. Brain Research. 2006 May;1089(1):162–70. doi: 10.1016/j.brainres.2006.02.115

22. Ogoh S, Ainslie PN. Regulatory Mechanisms of Cerebral Blood Flow During Exercise. Exercise and Sport Sciences Reviews. 2009 Jul;37(3):123– 9. doi: 10.1097/JES.0b013e3181aa64d7

23. Ohtaki H, Fujimoto T, Sato T, Kishimoto K, Fujimoto M, Moriya M, et al. Progressive expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) and angiogenesis after chronic ischemic hypoperfusion in rat. Acta neurochirurgica. Supplement. 2006; 96: 283–287. doi: 10.1007/3-211-30714-1_61

24. Ozkaya YG, Agar A, Yargiçoglu P, Hacioglu G, Bilmen-Sarikçioglu S, Ozen I, et al. The effect of exercise on brain antioxidant status of diabetic rats. Diabetes and Metabolism. 2002;28(5):377–84.

25. Querido JS, Sheel AW. Regulation of Cerebral Blood Flow During Exercise. Sports Medicine. 2007;37(9):765–82. doi: 10.2165/00007256-200737090-00002

26. Radak Z, Toldy A, Szabo Z, Siamilis S, Nyakas C, Silye G, et al. The effects of training and detraining on memory, neurotrophins and oxidative stress markers in rat brain. Neurochemistry International. 2006 Sep;49(4):387–92. doi: 10.1016/j.neuint.2006.02.004

27. Schoenfeld R, Schiffelholz T, Beyer C, Leplow B, Foreman N. Variants of the Morris water maze task to comparatively assess human and rodent place navigation. Neurobiology of Learning and Memory. 2017 Mar;139:117–27. doi: 10.1016/j.nlm.2016.12.022

28. Servais S, Couturier K, Koubi H, Rouanet JL, Desplanches D, Sornay-Mayet MH, et al. Effect of voluntary exercise on H2O2 release by subsarcolemmal, and intermyofibrillar mitochondria. Free Radical Biology and Medicine. 2003;35(1):24–32. doi: 10.1016/s0891-5849(03)00177-1

29. Turtzo L, Lescher J, Janes L, Dean DD, Budde MD, Frank JA. Macrophagic and microglial responses after focal traumatic brain injury in the female rat. Journal of Neuroinflammation. 2014;11(1):82. doi: 10.1186/1742-2094-11-82


Рецензия

Для цитирования:


Криштоп В.В., Румянцева Т.А., Никонорова В.Г. Изменения клеточного состава коры головного мозга у крыс с разным уровнем когнитивных функций при сочетании церебральной гипоперфузии с кратковременной физической нагрузкой. Журнал анатомии и гистопатологии. 2020;9(4):45-54. https://doi.org/10.18499/2225-7357-2020-9-4-45-54

For citation:


Krishtop V.V., Rumyantseva T.A., Nikonorova V.G. Changes in the Cellular Composition of the Cerebral Cortex in Rats with Different Levels of Cognitive Function in Cerebral Hypoperfusion Combined with Short-Term Physical Activity. Journal of Anatomy and Histopathology. 2020;9(4):45-54. (In Russ.) https://doi.org/10.18499/2225-7357-2020-9-4-45-54

Просмотров: 269


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2225-7357 (Print)