Preview

Журнал анатомии и гистопатологии

Расширенный поиск

Отек-набухание как стандартная дозозависимая реакция зубчатой извилины гиппокампальной формации на острую ишемию

https://doi.org/10.18499/2225-7357-2021-10-3-15-26

Полный текст:

Аннотация

Цель – изучить структурные изменения и дать морфометрическую характеристику проявлениям отека-набухания зубчатой извилины (ЗИ) гиппокампальной формации половозрелых белых крыс после различной по продолжительности окклюзии (ООСА) и перевязки (ПОСА) общих сонных артерий.
Материал и методы. Острую ишемию моделировали на белых взрослых крысах Wistar путем 20-, 30- и 40-минутной ООСА и ПОСА общих сонных артерий. Для морфологического исследования использовали гистологические (окраска гематоксилином и эозином, окраска по Нисслю), иммуногистохимические (MAP-2, GFAP) и морфометрические методы исследования. Морфометрический анализ проявлений отеканабухания осуществляли на препаратах, окрашенных гематоксилином и эозином, с помощью плагинов программы ImageJ 1.53 (Find Maxima, Find Foci). Проверку статистических гипотез (непараметрические критерии) проводили в программе Statistica 8.0.
Результаты. В ЗИ гиппокампальной формации белых крыс после реперфузии выраженная инволюция крупных зон отека-набухания в группах I, II, III происходила через 7–14 сут, а в группе IV (перевязка) проявления отека-набухания сохранялись в течение 30 сут. Для молекулярного и полиморфного слоев ЗИ отмечалась аналогичная динамика, но значения, выбранной для оценки проявлений отека-набухания интегральной переменной (общей интенсивности пикселей пика) отличались. Наибольшую относительную площадь наиболее ярких пиков выявляли после двусторонней ООСА (группы II и III) и ПОСА (группа IV), наименьшую – после односторонней ООСА (группа I). Существенно то, что после легкой ишемии (20- и 30-мин ООСА) данный показатель увеличивался только через 1 и 3 сут, а затем уменьшался. После более тяжелой ишемии (40-мин ООСА) подобные проявления гипергидратации отмечались через 1–7 сут. При ПОСА высокий уровень гипергидратации ЗИ констатировали в течение всего периода наблюдения (30 сут), о чем свидетельствовала высокая относительная площадь всех наиболее ярких пиков. Статистически значимые различия выявлены при сравнении всех групп по всем срокам, между группами через 14 и 30 сут, между сроками в группах I, II и III (ANOVA Kruskal–Wallis test; Mann–Whitney U-test).
Заключение. После ООСА и ПОСА восстановление структур сенсорного входа гиппокампа (ЗИ) происходит на фоне длительного сохранения признаков гипергидратации нейропиля, перинейрональных и периваскулярных пространств (ножки астроцитов). Крайняя степень этих проявлений отмечается после ПОСА и свидетельствует о срыве дренажно-детоксикационной функции астроцитов. При ООСА длительное сохранение проявлений отека-набухания целесообразно рассматривать и как условие реализации механизмов саногенеза и восстановления нервной ткани ЗИ.

Об авторах

Д. Б. Авдеев
ФГБОУ ВО «Омcкий государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Омcк



В. А. Акулинин
ФГБОУ ВО «Омcкий государственный медицинский университет» Минздрава России; ФГБОУ ВО «Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина»
Россия

Акулинин Виктор Александрович

ул. Ленина, 12, г. Омск, 644099



А. В. Горбунова
ФГБОУ ВО «Омcкий государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Омcк



С. С. Степанов
ФГБОУ ВО «Омcкий государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Омcк



А. Ю. Шоронова
ФГБОУ ВО «Омcкий государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Омcк



Л. М. Макарьева
ФГБОУ ВО «Омcкий государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Омcк



А. Н. Кучерук
ФГБОУ ВО «Омcкий государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Омcк



М. С. Коржук
ФГБОУ ВО «Омcкий государственный медицинский университет» Минздрава России; ФГБОУ ВО «Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина»
Россия

Омcк



Список литературы

1. Акулинин В.А., Авдеев Д.Б., Степанов А.С., Горбунова А.В., Степанов С.С., Цускман И.Г. Особенности глиоархитектоники неокортекса, архикортекса и миндалевидного тела белых крыс после 20-мин окклюзии общих сонных артерий. Бюллетень сибирской медицины. 2019;18(4):7–15 doi: 10.20538/1682-0363-2019-4-7-15.

2. Бонь Е.И., Максимович Н.Е. Сравнительный анализ морфологических нарушений нейронов теменной коры и гиппокампа крыс при различных видах экспериментальной ишемии головного мозга. Оренбургский медицинский вестник. 2021;9(2):29–37

3. Боровиков В. Statistica. Искусство анализа данных на компьютере. 2-ое изд. Санкт-Петербург: Питер; 2003

4. Горбунова А.В., Авдеев Д.Б., Степанов С.С., Акулинин В.А., Степанов А.С., Шоронова А.Ю., и др. Глиоцитоархитектоника зубчатой извилины и поля СА4 гиппокампа головного мозга белых крыс после 20-минутной окклюзии общих сонных артерий. Общая реаниматология. 2019;15(6):26–37. doi: 10.15360/1813-9779-2019-6-26-37.

5. Горбунова А.В., Кошман И.П., Авдеев Д.Б., Акулинин В.А., Степанов С.С., и др. Сравнительная характеристика структурнофункциональных изменения поля СА3 гиппокампа после острой ишемии и травмы головного мозга белых крыс. Журнал анатомии и гистопатологии. 2020;9(4):19–30

6. Моргун А.В., Малиновская Н.А., Комлева Ю.К., Лопатина О.Л., Кувачева Н.В., Панина Ю.А., и др. Структурная и функциональная гетерогенность астроцитов головного мозга: роль в нейродегенерации и нейровоспалении. Бюллетень сибирской медицины. 2014;13(5):138–48. doi: 10.20538/1682-0363-2014-5-138-148.

7. 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 doi: 10.15360/1813-9779-2017-6-6-17.

8. Adeva MM, Souto G, Donapetry C, Portals M, Rodriguez A, Lamas D. Brain edema in diseases of different etiology. Neurochemistry International. 2012 Jul;61(2):166–74. doi: 10.1016/j.neuint.2012.05.007.

9. Akdemir G, Kaymaz F, Gursoy-Özdemir Y, Akalan N, Akdemir E. The time course changes in expression of aquaporin 4 and aquaporin 1 following global cerebral ischemic edema in rat. Surgical Neurology International. 2016;7(1):4. doi: 10.4103/2152-7806.173316.

10. Amaral DG, Scharfman HE, Lavenex P. The dentate gyrus: fundamental neuroanatomical organization (dentate gyrus for dummies). The Dentate Gyrus: A Comprehensive Guide to Structure, Function, and Clinical Implications. 2007;163:3–790. doi: 10.1016/S0079-6123(07)63001-5.

11. Bai J, Lyden PD. Revisiting Cerebral Postischemic Reperfusion Injury: New Insights in Understanding Reperfusion Failure, Hemorrhage, and Edema. International Journal of Stroke. 2015 Jan 19;10(2):143–52. doi: 10.1111/ijs.12434.

12. Belov Kirdajova D, Kriska J, Tureckova J, Anderova M. Ischemia-Triggered Glutamate Excitotoxicity From the Perspective of Glial Cells. Frontiers in Cellular Neuroscience. 2020 Mar 19;14:51. doi: 10.3389/fncel.2020.00051.

13. Bolon B, Garman R, Jensen K, Krinke G, Stuart B. A “Best Practices” Approach to Neuropathologic Assessment in Developmental Neurotoxicity Testing—for Today. Toxicologic Pathology. 2006 Apr;34(3):296–31. doi: 10.1080/01926230600713269.

14. Dalkara T, Alarcon-Martinez L, Yemisci M. Pericytes in Ischemic Stroke. Advances in Experimental Medicine and Biology. 2019;1147:189–213. doi: 10.1007/978-3-030-16908-4_9.

15. Ding Y, Liu J, Xu Y, Dong X, Shao B. Evolutionary Adaptation of Aquaporin-4 in Yak (Bos grunniens) Brain to High-Altitude Hypoxia of QinghaiTibetan Plateau. High Altitude Medicine & Biology. 2020 Mar 9. doi: 10.1089/ham.2019.0076.

16. Dreier JP, Lemale CL, Kola V, Friedman A, Schoknecht K. Spreading depolarization is not an epiphenomenon but the principal mechanism of the cytotoxic edema in various gray matter structures of the brain during stroke. Neuropharmacology. 2018 May;134:189–207. doi: 10.1016/j.neuropharm.2017.09.027.

17. Duncan GJ, Simkins TJ, Emery B. NeuronOligodendrocyte Interactions in the Structure and Integrity of Axons. Frontiers in Cell and Developmental Biology. 2021 Mar 8;9:653101. doi: 10.3389/fcell.2021.653101.

18. Ferrer I, Vidal N. Neuropathology of cerebrovascular diseases. Handbook of Clinical Neurology. 2018;(145):79–114. doi: 10.1016/B978-0-12-802395-2.00007-9.

19. Herbert AD, Carr AM, Hoffmann E. FindFoci: A Focus Detection Algorithm with Automated Parameter Training That Closely Matches Human Assignments, Reduces Human Inconsistencies and Increases Speed of Analysis. Lichten M, editor. PLoS ONE. 2014 Dec 5;9(12):e114749. doi: 10.1371/journal.pone.0114749.

20. Hinzman JM, DiNapoli VA, Mahoney EJ, Gerhardt GA, Hartings JA. Spreading depolarizations mediate excitotoxicity in the development of acute cortical lesions. Experimental Neurology. 2015 May;267:243–53. doi: 10.1016/j.expneurol.2015.03.014.

21. Ito U, Hakamata Y, Kawakami E, Oyanagi K. Degeneration of Astrocytic Processes and Their Mitochondria in Cerebral Cortical Regions Peripheral to the Cortical Infarction. Stroke. 2009 Jun;40(6):2173–81. doi: 10.1161/STROKEAHA.108.534990.

22. Keep RF, Jones HC, Drewes LR. This was the year that was: brain barriers and brain fluid research in 2019. Fluids and Barriers of the CNS. 2020 Mar 5;17(1):20. doi: 10.1186/s12987-020-00181-9.

23. Krueger M, Mages B, Hobusch C, Michalski D. Endothelial edema precedes blood-brain barrier breakdown in early time points after experimental focal cerebral ischemia. Acta Neuropathologica Communications. 2019 Feb 11;7(1):17. doi: 10.1186/s40478-019-0671-0.

24. Nishi K, Tanegashima A, Yamamoto Y, Ushiyama I, Yamazaki S, Nishikawa Y, et al. Histochemical characteristic of perivascular space in the brain with an advanced edema. Legal Medicine. 2003 Mar;5:S280–4. doi: 10.1016/s1344-6223(02)00150-5.

25. Ooigawa H, Nawashiro H, Fukui S, Otani N, Osumi A, Toyooka T, et al. The fate of Nisslstained dark neurons following traumatic brain injury in rats: difference between neocortex and hippocampus regarding survival rate. Acta Neuropathologica. 2006 Jul 21;112(4):471–81. doi: 10.1007/s00401-006-0108-2.

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

27. Pekny M, Pekna M. Astrocyte Reactivity and Reactive Astrogliosis: Costs and Benefits. Physiological Reviews. 2014 Oct;94(4):1077–98. doi: 10.1152/physrev.00041.2013.

28. Ramachandran VS. Encyclopedia of human behavior. 2nd ed. Amsterdam. Elsevier Academic Press; 2012.

29. Salmond CH. Cognitive sequelae of head injury: involvement of basal forebrain and associated structures. Brain. 2004 Nov 17;128(1):189–200. doi: 10.1093/brain/awh352.

30. Schultz C, Engelhardt M. Anatomy of the Hippocampal Formation. Frontiers of Neurology and Neuroscience. 2014;(34):6–17. doi: 10.1159/000360925.

31. Shi K, Tian D-C, Li Z-G, Ducruet AF, Lawton MT, Shi F-D. Global brain inflammation in stroke. The Lancet Neurology. 2019 Nov 1;18(11):1058–66. doi: 10.1016/S1474-4422(19)30078-X.

32. Spitz G, Bigler ED, Abildskov T, Maller JJ, O’Sullivan R, Ponsford JL. Regional cortical volume and cognitive functioning following traumatic brain injury. Brain and Cognition. 2013 Oct;83(1):34–44. doi: 10.1016/j.bandc.2013.06.007.

33. von Kummer R, Dzialowski I. Imaging of cerebral ischemic edema and neuronal death. Neuroradiology. 2017 May 24;59(6):545–53. doi: 10.1007/s00234-017-1847-6.

34. Wang Y-F, Parpura V. Astroglial Modulation of Hydromineral Balance and Cerebral Edema. Frontiers in Molecular Neuroscience. 2018 Jun 12;11:204. doi: 10.3389/fnmol.2018.00204.


Рецензия

Для цитирования:


Авдеев Д.Б., Акулинин В.А., Горбунова А.В., Степанов С.С., Шоронова А.Ю., Макарьева Л.М., Кучерук А.Н., Коржук М.С. Отек-набухание как стандартная дозозависимая реакция зубчатой извилины гиппокампальной формации на острую ишемию. Журнал анатомии и гистопатологии. 2021;10(3):15-26. https://doi.org/10.18499/2225-7357-2021-10-3-15-26

For citation:


Avdeev D.B., Akulinin V.A., Gorbunova A.V., Stepanov S.S., Shoronova A.Yu., Makar'eva L.M., Kucheruk A.N., Korzhuk M.S. Edema-Swelling as a Standard Dose-Dependent Response of the Dentate Gyrus of the Hippocampal Formation to Acute Ischemia. Journal of Anatomy and Histopathology. 2021;10(3):15-26. (In Russ.) https://doi.org/10.18499/2225-7357-2021-10-3-15-26

Просмотров: 210


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


ISSN 2225-7357 (Print)