Features of the White Rats’ Neocortex, Archicortex and Amygdala Changes After Acute Ischemia

The aim of the study is to evaluate neurons and synapses of the sensorimotor cortex, hippocampus and amygdala of the brain of white rats in the normal state and after 20-minute occlusion of the common carotid arteries. Material and methods. Light microscopy, immunohistochemistry (synaptophysin or P38) and morphometry were used to study the total numerical density of neurons and the area of sections of synaptic terminals of the brain in normal (n=5) and 1, 3, 7, 14, 30 days (n=25) after acute ischemia. Results. Within 30 days of the postischemic period, of the sensorimotor cortex in the layer III irreversible destruction have been 21.5% and in layer V of 19.0% of neurons in field CA₁ of the hippocampus - 33.0%, CA₃ - 17,4%, СА₄ - 5.3% of neurons in the amygdala - the 15.1% average and 6.2% of the large neurons. The decrease in the relative area of P38-positive material of mainly axospines and axodendritic synapses changed the ratio of functioning synapses on the bodies and dendrites of neurons in favor of axosomatic, which are mainly inhibitory. Conclusion. All of this could be the basis of recovery and of dysfunction of interneuronal relationships, predisposing to the development of postischemic encephalopathy.

крыса, острая ишемия, реперфузия, неокортекс, архикортекс, миндалевидное тело, синаптофизин, морфометрия, rat, acute ischemia, reperfusion, neocortex, archicortex, amygdala, synaptophysin, morphometry

1. Боровиков В. Statistica. Искусство анализа данных на компьютере. Изд-во Питер; 2003: 688.

2. Семченко В. В., Степанов С. С., Боголепов Н. Н. Синаптическая пластичность головного мозга (фундаментальные и прикладные аспекты). М.: Медицина; 2014: 408.

3. Степанов А. С., Акулинин В. А., Степанов С. С. и др. Клеточные системы восстановления и утилизации поврежденных нейронов головного мозга белых крыс после 20-минутной окклюзии общих сонных артерий. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2017; 103(10): 1135-1147.

4. Степанов А. С., Акулинин В. А., Степанов С. С. и др. Иммуногистохимическая характеристика структур коммуникации нейронов коры головного мозга человека в норме и после реперфузии. Журнал анатомии и гистопатологии. 2016; 5(4): 61-68.

5. Степанов А. С., Акулинин В. А., Степанов С. С. и др. Методические особенности морфометрической характеристики синаптоархитектоники неокортекса человека при иммунофлюоресцентном выявлении нейромодулина. Морфология. 2018; 153(1): 65-70.

6. Baron J. C., Yamauchi H., Fujioka M., et al. Selective neuronal loss in ischemic stroke and cerebrovascular disease. J. Cereb. Blood Flow Metab. 2014; 34(1): 2-18. DOI: 10.1038/jcbfm.2013.188.

7. Nudo R. J. Functional and structural plasticity in motor cortex: implications for stroke recovery. Phys. Med. Rehabil. Clin. N. Am. 2003; 14(1): 57-76. PMID: 12625638

8. Pagnussat A. S., Faccioni-Heuser M. C., Netto C. A., et al. An ultrastructural study of cell death in the CA1 pyramidal field of the hippocampus in rats submitted to transient global ischemia followed by reperfusion. J. Anat. 2007; 211(5): 589-599. DOI: 10.1111/j.1469-7580.2007.00802.x

9. Ruan Y. W., Ling G. Y., Zhang J. L., et al. Apoptosis in the adult striatum after transient forebrain ischemia and the effects of ischemic severity. Brain Res. 2003; 982(2): 228-240. PMID: 12915258

10. Winkelmann E. R., Charcansky A., Faccioni-Heuser M. C., et al. An ultrastructural analysis of cellular death in the CA1 field in the rat hippocampus after transient forebrain ischemia followed by 2, 4 and 10 days of reperfusion. Anat. Embryol. 2006; 211(5): 423-434. DOI: 10.1007/s00429-006-0095-z

11. Zeng Y. S., Xu Z. C. Co-existence of necrosis and apoptosis in rat hippocampus following transient forebrain ischemia. Neurosci. Res. 2000; 37(2): 113-125. PMID: 10867174

12. 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 Metab. 2012; 32(2): 213-231. DOI: 10.1038/jcbfm.2011.150