Морфологическая характеристика коры мозжечка белых крыс при экспериментальной травме

УДК 615.45

МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОРЫ МОЗЖЕЧКА БЕЛЫХ КРЫС ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ТРАВМЕ

О. С. Шубина, М.В. Егорова

ФГБОУ ВО «Мордовский государственный педагогический институт им. М.Е. Евсевьева» г. Саранск, Россия

Аннотация. В работе представлены результаты исследования, целью которого являлось изучение влияния экспериментальной черепно-мозговой травмы на морфологическую характеристику коры мозжечка половозрелых белых крыс-самцов в посттравматическом периоде.

Ключевые слова: кора мозжечка, нейрон, цитоархитектоника, черепно-мозговая травма, экспериментальная модель.

Введение. Патологические изменения, возникающие при черепно-мозговой травме (ЧМТ) и поиск эффективных средств их лечения требует предварительного экспериментального исследования и оценки результатов проведенного эксперимента.

В современной литературе преобладает оценка влияния экспериментальной ЧМТ на различные биохимические, иммунологические, электрофизиологические и прочие показатели функций центральной нервной системы (ЦНС). При этом недостаточно внимания уделяется изучению морфологических изменений в эксперименте [1].

Считается, что черепно-мозговая травма, инициируемая механическим воздействием на центральную нервную систему приводит к ряду различных патобиохимических, гуморальных реакций, которые опосредованно усиливают повреждение мозговой ткани, вызванное первичным механическим воздействием [8]. К таковым относится травматический отек головного мозга. К вторичным процессам относится высвобождение нейромедиа-торов, генерация свободных радикалов, кальций-опосредованные повреждения, активация генов, нарушение функций митохондрий и воспалительные реакции [9]. По данным ряда авторов, вследствие травматического повреждения мозга запус-

каются каскадные необратимые морфофункцио-нальные дистрофические и некротические процессы, которые во многом определяют выраженность моторных и когнитивных нарушений в посттравматическом периоде [2]. Считается, что именно морфологические изменения паренхимы мозга вследствие механического воздействия на его ткань во многом определяют характер и выраженность последствий ЧМТ [3—5; 7].

Целью работы явилось изучение морфологической характеристики коры мозжечка белых крыс при экспериментальной травме.

Материалы и методы исследования. В экспериментальной модели ЧМТ использовали половозрелых белых беспородных крыс-самцов массой 200—250 г в количестве 20 животных. Контрольную группу составили 10 интактных животных. Опытную группу — 10 животных, которым наносилась черепно-мозговая травма легкой степени путем свободного падения груза на теменно-заты-лочную область полушарий головного мозга под общей анестезией. Масса груза составляла 50 г, высота падения 100 см. После нанесения удара крысы, как правило, впадали в легкое бессознательное состояние в течение промежутка времени до 30 секунд. В течение нескольких минут животные оставались заторможенными, дезориентиро-

—--—-

Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК

~ 99 ~

----—

ванными, вялыми. Затем в течение первого часа их состояние улучшалось. Отмеченные особенности поведения опытной группы животных свидетельствуют о легкой степени тяжести ЧМТ [1; 4]. Отсутствие необходимости выполнять трефинацию черепа и непродолжительность подготовки животного к нанесению травмы делают эту модель простой и удобной. Животные забивались путем дека-питации под наркозом (эфир и хлороформ — 1 : 1) через 24 часа после нанесения черепно-мозговой травмы. Исследования проводились с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директивах Европейского сообщества (86/609/ЕЕС) и Хельсинкской декларации, и в соответствии с требованиями правил проведения работ с использованием экспериментальных животных.

Морфологическим материалом для исследования служили участки коры полушарий мозжечка головного мозга белых крыс. Для получения материала с полости черепа ножницами срезали кож-но-мышечные покровы, обнажая костную ткань. Из черепной коробки мозжечок доставали путем отделения височной, теменной, лобной, затылочной, носовой, слезной, клиновидной и других костей, с последующим рассечением твердой и мягкой мозговых оболочек анатомическими ножницами [6]. Мозжечок осторожно извлекали из полости черепа, макроскопически оценивали состояние мягких оболочек, рельефа, наличие кровоизлияний, видимых очагов ушиба. Для гистологического исследования мозжечок фиксировали в 10%-ном растворе нейтрального формалина, затем, его подвергали промывке в проточной воде, обезвоживанию путем помещения исследуемого материала в спирты возрастающей концентрации и заливали в парафин по общепринятой методике. Изготавливали фронтальные срезы толщиной 5—7 мкм (по 2 среза с каждого материала исследования). Срезы помещали на предметные стекла и окрашивали гематоксилином-эозином. Изучали 20 срезов коры полушарий мозжечка головного мозга белых крыс в норме и 20 срезов при черепно-мозговой травме. На каждом срезе была проведена цитоархитекто-ническая дифференцировка коры полушарий мозжечка в соответствии с его характеристикой. Также была вычислена концентрация нейронов по формуле:

К = х х 106 / 41 500 х п,

где х — количество клеток (не менее 100); п — количество полей зрения (не менее 4); 41 500 — площадь каждого поля зрения, мкм2.

Результаты исследования. Клинические проявления черепно-мозговой травмы в первые минуты и часы обусловлены выраженностью первичных и вторичных (обратимых и необратимых) изменений в головном мозге. Первичные изменения возникают от непосредственного воздействия травмирующего агента, вторичные — чаще всего в результате гипоксии мозга, причинами которой могут быть нарушения кровообращении мозга, а также сдавление мозга и его дислокация при внутричерепных гематомах. В этот период важно определить степень тяжести повреждения мозга, локализацию преобладающего его поражения, причины нарушения мозговых функций.

В наших исследованиях через 24 часа после нанесения черепно-мозговой травмы морфологическое обследование головного мозга крыс-самцов показало наличие на поверхности мозжечка участков фрагментарного отслоения мягких оболочек и их набухание. Субарахноидальные кровоизлияния выявлялись по ходу борозд и извилин. Вокруг очагов травматического повреждения полушарий мозжечка обнаруживались щелевидные расширения периваскулярных и перинейрональных пространств, что свидетельствует о наличии диффузного отека ткани мозга.

Общая микроструктура коры полушарий мозжечка белых крыс после черепно-мозговой травмы сохраняла сходную архитектонику с контролем. В большинстве нейронах молекулярного слоя преобладали гидропические изменения. В осветленной нейроплазме обнаруживалась губчатая пенистость, ядра были измененной формы, осветленные либо пикнотичные, некоторые из них утратили ядрышко. Также встречались гиперхромные нейроны с признаками пикноморфного набухания, реже начинающегося сморщивания, с плохо различимыми ядром и ядрышком. Обнаруживались также единичные нейроны с нечеткими контурами, прогрессирующим кариоплазмоцитолизом, практически утратившие ядро. При морфометрическом исследовании молекулярного слоя по сравнению с контролем отмечено значительное уменьшение концентрации его перикарионов: корзинчатых нейронов на 42% (703,4 в 1 мкм2), а звездчатых нейронов на 26% (800,9 в 1 мкм2).

В большинстве клеток Пуркинье в коре полушарий мозжечка наблюдались гипохромные нейроны, предполагается, что эти клетки долгое время находились на пике функциональной активности, а на момент исследования в них произошло исто-

—--—-

Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК

Шубина О.С., Егорова М.В. Морфологическая характеристика коры мозжечка белых крыс...

----—-

щение компенсаторных механизмов и, соответственно, снижение активности. Также встречались отдельные гиперхромные клетки, которые характеризуются нечеткими очертаниями ядра. После перенесенной травмы отмечалось распространение признаков некроза среди клеток Пуркинье, что

подтверждает формирование симптомов повреждения и дисфункцию мозжечка после экспериментальной травмы (рис. 1). Концентрация нейронов

составила 520,1 в в контроле.

1 мкм , что 15% меньше чем

Рис. 1. Клетки Пуркинье слоя клеток грушевидных нейроцитов коры полушарий мозжечка головного мозга белых крыс после черепно-мозговой травмы с признаками некроза

Окраска гематоксилин-эозин. Об. 100 х ок. 10

В зернистом слое встречаются гиперхромные нейроны, считается, что такие клетки находятся в неактивном состоянии и представляют собой нейроны, за счет которых происходит функциональное восстановление мозга после различных повреждающих воздействий. Концентрация нейронов зернистого слоя составила 3243,8 в 1 мкм2, что на 23% меньше по сравнению с контролем.

Заключение. Как показали приведенные данные, морфологические характеристики позволяют оценивать травматические нарушения головного мозга в экспериментальной модели ЧМТ легкой степени тяжести. К таковым относятся: значительное уменьшение по сравнению с контролем концентрации корзинчатых нейронов на 42%, звездчатых нейронов на 26%, клеток Пуркинье на 15% и клеток-зерен на 23%. В молекулярном слое преобладали гидропически измененные нейроны, ги-перхромные нейроны с признаками пикноморфно-го набухания; в слое клеток грушевидных нейро-цитов отмечены клетки с признаками некроза; в зернистом слое большую часть составляли ги-перхромные нейроны.

ЛИТЕРАТУРА

1. Белошицкий В.В. Принципы моделирования черепно-мозговой травмы в эксперименте // Украинский нейрохирургический журнал. 2008. № 4. С. 9—15.

2. Курако Ю.Л., Букина В.В., Перькова А.В. Мор-фофункциональные соотношения в патогенезе сотрясения головного мозга // Неврология и психиатрия. Киев: Здоров'я, 1989. С. 9—11.

3. Лихтерман Л.Б., Потапов А.А., Кравчук А.Д. Клиническая классификация и концептуальные подходы к лечению последствий ЧМТ // Вопросы нейрохирургии. 1999. № 3. С. 3—6.

4. Макаров А.Ю. Последствия ЧМТ и их классификация // Неврологический журнал. 2001. Т. 6. № 2. С. 38—42.

5. Мякотных В.С., Тачанкина Н.З., Боровкова Т. А. Клинические, патофизиологические и морфологические аспекты отдаленного периода закрытой ЧМТ // Журнал неврологии и психиатрии им. Корсакова. 2002. Т. 102. № 4. С. 61—65.

6. Ноздрачев А. Д., Поляков Е.Л. Анатомия крысы (Лабораторные животные). СПб.: Издательство «Лань», 2001.

7. Incidence of hospital-admitted severe traumatic brain injury and in-hospital fatality in Norway: a national

—--—-

Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК

cohort study / N. Andelic, A. Anke, T. Skandsen et al // Neu-roepidemiology. 2012. № 38 (4). P. 259—267.

8. Gaetz M. The neurophysiology of brain // Clin. Neurophysiol. 2004. Vol. 115(1). P. 4—18.

9. Maas A.I.R., Stocchetti N., Bullock R. Moderate and severe traumatic brain injury in adults // Lancet Neurol. 2008. Vol. 7. P. 728—741.

Работа проводилась при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках государственного задания ФГБОУ ВО «Мордовский государственный педагогический институт имени М.Е. Евсевьева» (проект «Влияние антропогенных факторов на мор-фофункциональное состояние организма»).

MORPHOLOGICAL CHARACTERISTICS OF BARK OF THE CEREBELLUM OF WHITE RATS AFTER EXPERIMENTAL INJURY

O.S. Shubina, M. V. Egorova

M.E. Evseveva Mordovia State Pedagogical Institute Saransk, Russia

Annotation. The paper presents the morphological characteristics of the bark of the hemispheres of the cerebellum of the brain of sexually Mature white male rats in norm and under experimental injury. Shown cytoarchitectonically features of the neuronal layers of the cortex of the hemispheres of the cerebellum trauma.

Key words: cerebellar cortex, neuron, cytoarchitecture, brain injury.

REFERENCES

1. Beloshitsky V.V. Principles of modeling of traumatic brain injury in the experiment. Ukrainian Neurosurgical Journal, 2008, no. 4, pp. 9—15.

2. Kurako Yu.L., Bukin V.V., Pirkova A.V. Morphological and functional correlations in the pathogenesis of brain concussion. Neurology and psychiatry. Kiev, Health protection, 1989. P. 9—11.

3. Likhterman L.B., Potapov A.A., Kravchuk A.D. Clinical classification and conceptual approaches to the treatment of CCI. Problems of neurosurgery, 1999, no. 3, pp. 3—6.

4. Makarov A.Yu. The consequences of TBI and their classification. Neurological journal, 2001, vol. 6, no. 2, pp. 38—42.

5. Myakotnykh V.S., Tachankina N.Z., Borovko-va T.A. Clinical, pathophysiological and morphological as-

pects of the long-term period of closed head injury. Journal of neurology and psychiaty. them. Korsakov, 2002, vol. 102, no. 4, pp. 61—65.

6. Nozdrachev A.D., Polyakov E.L. Anatomy of rat

7. Andelic N., Anke A., Skandsen T. et al Of the incidence of MD in hospital-admitted severe traumatic brain injury in hospital fatality in Norway: a national cohort study. Illinois, 2012, no. 38 (4), pp. 259—267.

8. Gaetz M. the neurophysiology of brain injury. Klin. Neurophysiol, 2004, vol. 115(1), pp. 4—18.

9. Maas A.I.R., Stocchetti N., Bullock R. Moderate and severe traumatic brain injury in adults. The Lancet Neurol., 2008, vol. 7, pp. 728—741.