CYTOARCHITECTURE OF THE SENSORIMOTOR CORTEX AND CA1 FIELD OF THE HIPPOCAMPUS IN THE BRAIN OF ALBINO RATS WITH DIFFERENT SEIZURE ACTIVITY IN POST-TRAUMATIC PERIOD

Full Text

Изучение цитоархитектоники различных отделов головного мозга при черепно-мозговой травме (ЧМТ) остается актуальной проблемой нейроморфологии [2, 4]. Исход функционального восстановления нервной ткани зависит от состояния сохранившихся нейронов и ряда сопутствующих патологических факторов [3, 4, 6]. Одним из таких факторов является низкий порог судорожной готовности поврежденного мозга (СГМ) [2]. Целью настоящей работы являлось сравнительное изучение после тяжелой ЧМТ цитоархитектоники соматосенсорной коры и зоны СА1 гиппокампа головного мозга у белых крыс, отличающихся величиной порога судорожной готовности мозга. Материал и методы. Эксперимент выполнен на белых крысах-самцах (n=60) массой 220-250 г. Животные содержались в обычных условиях вивария, регламентируемых приказом МЗ СССР № 1179 от 10.10.1983 г. Опыты проводили в соответствии с приказами МЗ СССР № 755 от 12.08.1977 г. и№ 701 от 27.07.1978 г. об обеспечении принципов гуманного обращения с экспериментальными животными. Тяжелая сочетанная черепно-мозговая травма (ТСЧМТ) моделировалась у белых крыс по способу Нобла-Коллипа [5] под нембуталовым наркозом (внутрибрюшинно 30 мг/кг). Общая летальность сразу после травмы составила 55,2%. В группу сравнения вошли животные (n=25) без судорожного синдрома, в основную группу - животные (n=25) с различными клиническими проявлениями снижения порога СГМ (спонтанное двигательное возбуждение, судорожные пароксизмы). Судорожный синдром наблюдался у 76% крыс. Контролем служили интактные животные (n=10) без ТСЧМТ. Забор материала для морфологического исследования осуществляли через 1, 3, 7, 14, 30 сут после травмы (по 5 животных на срок). Эвтаназию под эфирным наркозом осуществляли путем обескровливания (рассечение верхушки сердца). Головной мозг животных фиксировали путем иммерсии в смеси 4% раствора параформальдегида, 1% раствора глутарового альдегида, 5% раствора сахарозы на 0,1М фосфатном буфере (рН 7,4), заключали в парафин, готовили фронтальные серийные срезы толщиной 4 мкм, окрашивали метиленовым синим по Нисслю. В пределах каждого срока на цифровых изображениях 100 полей зрения изучали пирамидные клетки слоя III соматосенсорной коры (ССК) и зоны СА1 гиппокампа. Определяли общую численную плотность нейронов (ОЧПН) на 1 мм2 среза, абсолютное и относительное (%) содержание нормохромных и реактивно измененных (темные нейроны) клеток. Морфометрическое исследование проводили с помощью программы ImageJ 1.46. Проверку статистических гипотез проводили с помощью программы Statistica 8.0, использовали непараметрические методы (ANOVA Краскела-Уоллиса, критерий Манна-Уитни). Нулевая гипотеза отвергалась при уровне значимости p<0,05. Материал представлен как медиана (нижний и верхний квартили) [1]. Результаты исследования. У интактных животных в слое III СМК и зоне CA1 гиппокампа преобладали нормохромные нейроны (96- 98%) с большим круглым или овальным ядром (рисунок, а, в). ОЧПН в СМК составляла 672,3 (588,4-784,2) на 1 мм2, а в гиппокампе - 2145,2 (1838,4-2277,5) на 1 мм2 плоскости среза. После ТСЧМТ в СМК и зоне СА1 гиппокампа развивались типичные очаговые и диффузноочаговые ишемические повреждения нервной ткани - появлялись различные проявления гидропической дистрофии клеток, очаговый и тотальный хроматолиз, кариоцитолизис, эктопия ядер, гиперхроматоз, гомогенизация ядра и цитоплазмы, распад ядра и ядрышка, нейронофагия. Среди реактивно измененных превалировали различные гиперхромные (темные - ТН) нейроны (см. рисунок, б, г). Например, в группе сравнения через 1 сут содержание ТН в СМК составило 61,8% (95% доверительный интервал: 51,5-71,3%) - 416,6 (338,2-465,3) на 1 мм2, а в гиппокампе - 66,7% (56,6-75,8%) - 1431,3 (1255,6-1342,5) на 1 мм2. Среди ТН преобладали несморщенные нейроны: в СМК - 62,5% (52,3-71,9%), в гиппокампе - 68,4% (58,3-77,4%). В группе сравнения на протяжении последующих 30 сут после травмы 35,0% (25,7-45,2%) ТН СМК, образовавшихся в раннем периоде, подвергались необратимой деструкции и элиминации, а в зоне СА1 гиппокампа - 82% (73,1-89,0%) (p<0,001). Остальные ТН, вероятно, восстанавливались до нормохромных или частично сохранялись в виде сморщенных пикноморфных клеток. При этом ОЧПН нейронов в СМК снижалась до 506,1 (445,2-538,5) на 1 мм2 на 24,7%, а в зоне СА1 гиппокампа - до 1216,3 (1097,8- 1294,7) на 1 мм2 на 43,3% в сравнении с контролем (таблица). Таким образом, через 30 сут после травмы в большей степени (в сравнении с СМК) страдала популяция пирамидных нейронов зоны СА1 гиппокампа. В основной группе через 1 сут после травмы содержание ТН в СМК составило 68,5%, а в гиппокампе - 72,3% (62,5-80,8%). Также преобладали несморщенные ТН. Низкий порог СГМ, вероятно, препятствовал восстановлению ТН в посттравматическом периоде. В течение 30 сут после ТСЧМТ в СМК элиминации подвергались 45,5% (35,5-55,8%), а в зоне СА1 гиппокампа - 97,3% (91,9-99,5%) ТН. При этом ОЧПН нейронов в СМК снижалась до 454,5 (401,4-469,3) на 1 мм2 на 32,4%, а в зоне СА1 гиппокампа - до 952,5 (877,1-1062,1) на 1 мм2 на 55,6% в сравнении с контролем, что было статистически значимо больше, чем в группе без СП (см. таблицу). Обсуждение полученных данных. Таким образом, через 1 сут после ТСЧМТ в СМК и зоне СА1 гиппокампа значительно увеличивалось количество ТН, преобладали несморщенные клетки. Однако в более позднем восстановительном периоде «судьба» ТН различалась в зависимости от отдела мозга и наличия судорожных пароксизмов. В группе сравнения до нормохромных восстанавливались 65,0% ТН СМК, а в зоне СА1 гиппокампа - 18%. Появление СП препятствовало восстановлению ТН: в СМК восстанавливались 54,5%, а в зоне СА1 гиппокампа - только 2,7% клеток. В результате при низком пороге СГМ (основная группа) ОЧПН в СМК уменьшалась на 32,4%, в зоне СА1 гиппокампа - на 55,6%, а в группе сравнения - на 24,7 и 43,3% соответственно. Полученные результаты важны для понимания патологической роли СП в посттравматическом периоде. Вероятно, профилактика развития СП может быть положительным фактором структурно-функционального восстановления головного мозга после перенесенной черепно-мозговой травмы. Вклад авторов: Концепция и дизайн исследования: Е. Ю. С., В. В. С. Сбор и обработка материала: Е. Ю. С. Статистическая обработка данных: Е. Ю. С. Написание текста: Е. Ю. С., В. В. С. Авторы сообщают об отсутствии в статье конфликта интересов.

About the authors

Ye. Yu. Sokolov

Omsk P. A. Stolypin State Agrarian University

Email: sokolovnew22@yandex.ru
Department of Anatomy, Histology, Physiology and Pathological Anatomy, Institute of Veterinary Medicine and Biotechnologies

V. V. Semchenko

Omsk P. A. Stolypin State Agrarian University

Department of Anatomy, Histology, Physiology and Pathological Anatomy, Institute of Veterinary Medicine and Biotechnologies

References

Supplementary files