Role of surgical trauma in the hippocampal dopaminergic system response in simulated surgical interventions on the nasal cavity, paranasal sinuses, and alveolar process of the maxilla in rats
Authors: S.G. Dragunova , D.V. Gordeev , A.I. Chernolev , D.A. Shishkova , K.P. Shalamov , V.I. Popadyuk , I.V. Kastyro , N.E. Senin , A.F. Kartasheva , I.B. Ganshin , M.I. Barannik , P.V. Sarygin 
Published: November 2024

Aim of the study: to evaluate the impact of surgical trauma on the hippocampal dopaminergic system response in simulated surgical interventions on the nasal cavity, paranasal sinuses, and alveolar process of the maxilla in rats. Material and methods. Surgery simulation was performed on male Wistar rats under general anesthesia with Zoletil 100 solution. Septoplasty was simulated in group 1 (n=10). Dental implantation was performed in group 2 (n=10). In group 3 (n=10), a cavity was created in the alveolar process of the maxilla. In group 4, 10 rats underwent sinus lift surgery with dental implantation. In group 5 (n=10), maxillary sinusotomy was performed with injury to the mucosa of the ipsilateral maxillary sinus. Liquid chromatography with electrochemical detection was used to determine the concentration of dopamine (DA), homovanillic acid (HVA), 3,4-dihydroxyphenylacetic acid (DOPAC), 3-methoxytyramine (3-MT) in the hippocampal formation. The DOPAC/DA, HVA/DA, 3-MT/DA ratios were also determined. The control group included 10 intact rats of the same lineage. Results. The DA concentration in the hippocampus was significantly higher in group 5 and lower in group 4 compared with the control. HVA concentration was significantly higher in group 2, in group 5 (p<0.01) and in group 1 (p<0.05). Inter-group comparison revealed that HVA concentration was significantly higher in group 2 compared with the rest of the experimental groups (p<0.001). This parameter was significantly lower in groups 1, 3, and 4 compared with group 5 (p<0.01). DOPAC level was significantly higher in group 5 (p<0.01) compared with the control data. 3-MT concentration was significantly higher in groups 4 and 5 (p<0.001), as well as in groups 1 (p<0.05) and 3 (p<0.01). DOPAC/DA was significantly lower in groups 2 and 4 compared with controls (p<0.001), which was also observed in group 5 (p<0.01). HVA/DA ratio was significantly lower in groups 4 and 5 compared with the control animals (p<0.001). The 3-MT/DA ratio was significantly lower in groups 2 and 5 (p<0.01) as well as in group 4 (p<0.001) compared with the control group. Conclusion. The concentration of dopamine metabolites 3-MT, HVA, and DOPAC increases, while the dopaminergic activity of the hippocampal formation decreases in simulated sinus lift surgery with simultaneous implantation and dental implantation complicated by maxillary sinusotomy compared with the parameters in simulated septoplasty and simple maxillary alveolar process injury. Surgical trauma during the simulated operations on the nasal cavity, paranasal sinuses, and alveolar process of the maxilla in rats provokes a pronounced stress response of the hippocampal dopaminergic system, which can be interpreted as disruption of adaptive mechanisms and the development of maladaptation in the early postoperative period.
Цель: оценить влияние хирургической травмы на ответ дофаминергической системы гиппокампа при моделировании хирургических вмешательств в полости носа, околоносовых пазухах и альвеолярном отростке верхней челюсти у крыс. Материал и методы. Моделирование операций проводилось на крысах-самцах линии Wistar под общей анестезией раствором Золетил 100. В 1-й группе (n=10) проводили моделирование септопластики. Во 2-й группе (n=10) проводили дентальную имплантацию. В 3-й группе (n=10) в альвеолярном отростке верхней челюсти делали лунку. В 4-й группе 10 крысам проводили синус-лифтинг с дентальной имплантацией. В 5-й группе (n=10) проводили гайморотомию с повреждением слизистой оболочки ипсилатеральной верхне- челюстной пазухи. При помощи жидкостной хроматографии с электрохимической детекцией определяли концентрацию в гиппокамповой формации дофамина (DA), гомованилиновой кислоты (HVA), 3,4-дигидрок- сифенилуксусной кислоты (DOPAC), 3-метокситирамина (3-МТ). Определяли также DOPAC/DA, HVA/DA, 3-MT/DA. Контролем являлись 10 интактных крыс той же линии. Результаты. Концентрация DA в гиппокампе по сравнению с контролем была достоверно выше в 5-й группе и ниже в 4-й группе. Концентрация HVA была значимо выше во 2-й группе, в 5-й (p<0,01) и 1-й (p<0,05) группах. Межгрупповое сравнение выявило, что концентрация HVA была значимо выше во 2-й группе по сравнению с остальными экспериментальными группами (p<0,001). В группах 1, 3 и 4 этот показатель был значимо ниже по сравнению с 5-й группой (p<0,01). Уровень DOPAC был значимо выше в 5-й группе (p<0,01) по сравнению с контрольными данными. Концентрация 3-МТ была достоверно выше в 4-й и 5-й группах (p<0,001), а также в 1-й (p<0,05) и 3-й (p<0,01) группах. DOPAC/DA было значимо ниже во 2-й и 4-й группах по сравнению с контр- олем (p<0,001), а также это отмечалось в 5-й группе (p<0,01). Отношение HVA/DA по сравнению с контрольной группой животных было достоверно ниже в группах 4 и 5 (p<0,001). Во 2-й и 5-й группах (p<0,01), а также в группе 4 (p<0,001) отношение 3-MT/DA было статистически ниже, чем у контрольной группе. Заключение. При проведении моделирования синус-лифтинга с одномоментной имплантацией и дентальной имплантации, осложненной гайморотомией, отмечается рост концентрации метаболитов DA 3-MT, HVA и DOPAC при одновременном снижении дофаминергической активности гиппокампальной формации по сравнению с моделированием септопластики и простым повреждением альвеолярного отростка верхней челюсти. Хирургическая травма при моделировании операций в полости носа, околоносовых пазухах и альвеолярном отростке верхней челюсти у крыс провоцирует выраженный стрессорный ответ дофаминергической системы гиппокампа, что можно интерпретировать как срыв адаптационных механизмов и развитие дезадаптации в раннем послеоперационном периоде.