APPEARANCE OF STELLATE SMOOTH MUSCLE CELLS IN THE RAT BRAIN AFTER TRANSITORY FOCAL ISCHEMIA



Cite item

Full Text

Abstract

One of the poorly studied problems of the pathogenesis of the brain ischemic damage is the early reorganization of blood vessels in the zone of the transitory ischemia. The aim of the present study was to investigate the structural organization and cytochemical characteristics of smooth muscle cells (SMC) in the wall of the intracerebral blood vessels in 16 Wistar rats during the early postischemic period (48 hrs after a 30 minute-long ischemia). Examination of the lesioned hemisphere revealed the stellate cells, demonstrating positive reaction to alpha-smooth muscle actin, which seem to be a special population of structurally modified SMC, uncharacteristic to the intact brain of control animals (n=5). The functional role of these cells remains to be elucidated.

Full Text

Ишемическое повреждение головного мозга у человека является причиной таких тяжелых заболеваний, как ишемический инсульт и постишемическая энцефалопатия [1]. Эти состояния моделируются на лабораторных животных с целью исследования патогенеза заболеваний, изучения возможностей их фармакологической коррекции и разработки новых профилактических приемов [4, 5]. Одной из малоисследованных проблем в рамках этого направления является ранняя реорганизация кровеносных сосудов в зоне транзиторной ишемии. Цель настоящего исследования — изучение структурной организации и цитохимических характеристик гладких миоцитов (ГМ) стенки кровеносных сосудов мозга в ранний постишемический период. Материал и методы. Эксперименты выполнены на половозрелых крысах-самцах линии Вистар. Содержание животных и все экспериментальные манипуляции осуществляли с учетом «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» (приказ № 755 от 12.08.1977 г. МЗ СССР). Индукцию ишемии у 16 животных проводили при помощи эндоваскулярной окклюзии средней мозговой артерии [4] под общей анестезией (тиопенталнатрий, 60 мг/кг). Продолжительность нарушения кровообращения в бассейне левой средней мозговой артерии в каждом случае составляла 30 мин, а время реперфузии — 48 ч. Контролем служил головной мозг интактных животных (n=5). Материал фиксировали в цинк-этанол-формальдегиде, обезвоживали и заливали в парафин обычным способом. Морфологическому исследованию подвергали фронтальные срезы конечного мозга. Для иммуноцитохимического выявления специфической формы актина, характерной для ГМ — α-актина, были использованы мышиные моноклональные антитела (клон 1А4; Dako, Дания) и набор EnVision+ System Labelled Polymer-HRP Anti-Mouse (Dako, Дания). После постановки иммуноцитохимических реакций часть срезов докрашивали гематоксилином. Фотосъемку выполняли, используя микроскоп Leica DM750 и фотокамеру ICC50 (Leica, Германия). Результаты исследования. В контроле при проведении иммуноцитохимической реакции на актин отчетливо выявлялись ГМ, располагающиеся в стенках крупных кровеносных сосудов как артерий, так и вен, в мягкой мозговой оболочке, сосудистом сплетении и нервной ткани головного мозга. Капилляры были, как правило, иммунонегативны. Через 48 ч после 30-минутного прекращения кровотока у 10 крыс в бассейне левой средней мозговой артерии в левом полушарии регистрировалось повреждение нейронов стриатума, иу 6 крыс формировался очаг ишемического инсульта (ишемический некроз части стриатума, иногда с захватом прилежащего неокортекса). У животных экспериментальной серии в неповрежденной части мозга (рис. 1) и даже в области некроза нервной ткани сохранялась иммунопозитивность стенок кровеносных сосудов. В отличие от интактных животных и неповрежденного полушария экспериментальных крыс, в их ишемизированном полушарии были обнаружены иммунопозитивные крупные звездчатые клетки (рис. 2). У большей их части контакта с кровеносными сосудами не было, но отдельные из них имели отростки, соприкасающиеся с тонкостенными сосудами. При этом тела иммунопозитивных клеток были расположены вне стенки сосуда. Обнаруженные клетки имели крупные ядра с преобладанием эухроматина. Преимущественная локализация иммунопозитивных звездчатых клеток соответствовала ростральному миграционному пути, прилежащей части субкортикального белого вещества и верхней части латеральной субвентрикулярной зоны. Обсуждение полученных данных. Известно, что α-актин является маркером ГМ, что в полной мере подтверждает и окраска средней оболочки артерий в контрольных препаратах. Ранее было показано, что в мелких кровеносных сосудах как в мозгу, так и вне мозга, α-актиниммунопозитивными являются клетки, имеющие сложную отростчатую форму [2, 3]. Однако эти отростчатые клетки по выполняемой ими функции, развитию сократительного аппарата и локализации представляют собой особую популяцию ГМ. Их отростки охватывают стенку сосуда (эндотелиальную трубку) и не направлены во вне. Поэтому появление внесосудистых звездчатых ГМ в участках полушария мозга, подвергнутого ишемии, кажется необъяснимым. Тем не менее, сходные по строению и цитохимическим свойствам клетки были обнаружены при индукции ишемического инсульта у другой линии крыс на 3-и сутки перфузии [6]. В поставленном нами эксперименте необычным представляется раннее (48 ч) появление новых клеток, структурно и цитохимически являющихся дифференцированными клеточными элементами. Организация отростков выявленных клеток не характерна для типичных микроглиоцитов и астроцитов мозга крысы. Не похожи они и на олигодендроциты, которые обычно имеют меньшие размеры. Контакт части иммунопозитивных клеток со стенкой кровеносного сосуда указывает на возможность их выселения в нервную ткань из этой области локализации типичных ГМ. Таким образом, обнаруженные звездчатые клетки, вероятно, представляют особую популяцию структурно измененных ГМ, не характерную для интактного мозга. Функциональное значение появления этих клеток остается непонятным и нуждается в дальнейшем изучении.
×

About the authors

D. E. Korzhevskiy

RAMS North-Western Branch Institute of Experimental Medicine

Email: DEK2@yandex.ru

O. V. Kirik

RAMS North-Western Branch Institute of Experimental Medicine

Email: iemmorphol@yandex.ru

T. D. Vlasov

I. P. Pavlov State Medical University

Email: tvlasov@yandex.ru

References

  1. Гусев Е. И. и Скворцова В. И. Ишемия головного мозга. М., Медицина, 2001.
  2. Коржевский Д. Э. Сосудистое сплетение головного мозга человека: гистогенез и тканевая организация: Автореф. дис. … д-ра мед. наук. СПб., 2001.
  3. Коржевский Д. Э., Отеллин В. А., Неокесарийский А. А. и др. Организация и цитохимические особенности барьерных структур плаценты человека. Морфология, 2006, т. 129, вып. 3, с. 63–64.
  4. Korzhevskii D. E., Kirik O. V., Baisa A. E. and Vlasov T. D. Simulation of unilateral ischemic injury to the striatal neurons inflicted by short-term occlusion of the middle cerebral artery. Bull. Exp. Biol. Med., 2009, v. 147, № 2, p. 255–256.
  5. Otellin V. A., Korzhevskii D. E., Kostkin V. B. et al. The neuroprotective effect of creatin in rats with cerebral ischemia. Dokl. Biol. Sci., 2003, v. 390, p. 197–199.
  6. Sharma V., Ling T. W., Rewell S. S. et al. A novel population of α-smooth muscle actin-positive cells activated in rat model of stroke: an analysis of the spatio-temporal distribution in response to ischemia. J. Cereb. Blood Flow Metab., 2012., v. 32, № 11, p. 2055–2065.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2013 Eco-Vector


Периодический печатный журнал зарегистрирован как СМИ Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор): № 0110212 от 08.02.1993.
Сетевое издание зарегистрировано как СМИ Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор): ЭЛ № ФС 77 - 84733 от 10.02.2023.