sibmedСибирский научный медицинский журналСибирский научный медицинский журнал2410-25122410-2520ИЦиГ СО РАН10.15372/SSMJ20200204sibmed-369Research ArticleМЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИBIOMEDICINEМорфологические нарушения нейронов теменной коры и гиппокампа крыс в динамике ступенчатой субтотальной ишемии головного мозгаMorphological disturbances of rat parietal cortex and hippocampus neurons in the dynamics steady subtotal ischemia of the brainБоньЕ. И.BonE. I.

Елизавета Игоревна Бонь, к.б.н.

230009, г. Гродно, ул. Горького, 80

Elizaveta I. Bon, candidate of biological science

230009, Grodno, Gorkogo str., 80

asphodela@list.ruМаксимовичН. Е.MaksimovichN. E.

Наталия Евгеньевна Максимович, д.м.н., профессор

230009, г. Гродно, ул. Горького, 80

Natalia E. Maksimovich, doctor of medical science, professor

230009, Grodno, Gorkogo str., 80

mne@grsmu.byЗиматкинС. М.ZimatkinS. M.

Сергей Михайлович Зиматкин, д.б.н, профессор

230009, г. Гродно, ул. Горького, 80

Sergey M. Zimatkin, doctor of biological science, professor

230009, Grodno, Gorkogo str., 80

smzimatkin@mail.ruВалькоН. А.ValkoN. A.

Никита Андреевич Валько

230009, г. Гродно, ул. Горького, 80

Nikita A. Valko

230009, Grodno, Gorkogo str., 80

mailbox@grsmu.buКотВ. Н.KotV. N.

Виктория Николаевна Кот

230009, г. Гродно, ул. Горького, 80

Victoria N. Kot

230009, Grodno, Gorkogo str., 80

mailbox@grsmu.buГродненский государственный медицинский университетБеларусьGrodno State Medical UniversityBelarus2020010520204023139Copyright © Бонь Е.И., Максимович Н.Е., Зиматкин С.М., Валько Н.А., Кот В.Н., 20202020Бонь Е.И., Максимович Н.Е., Зиматкин С.М., Валько Н.А., Кот В.Н.Bon E.I., Maksimovich N.E., Zimatkin S.M., Valko N.A., Kot V.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sibmed.elpub.ru/jour/article/view/369

Цель работы – анализ изменений морфологических характеристик нейронов филогенетически разных отделов коры головного мозга (теменной коры и гиппокампа) крыс в различные периоды в динамике ступенчатой субтотальной экспериментальной церебральной ишемии. Материал и методы. Эксперименты выполнены на 42 самцах беспородных белых крыс. Ступенчатую субтотальную церебральную ишемию осуществляли следующим образом: сначала перевязывали одну общую сонную артерию, моделируя при этом частичную ишемию, затем с интервалом 1 сутки (подгруппа 1), 3 суток (подгруппа 2) или 7 суток (подгруппа 3) – вторую общую сонную артерию. Результаты. Микроскопическое изучение размеров, формы, степени хроматофилии цитоплазмы и содержания рибонуклеопротеинов в пирамидных нейронах филогенетически разных отделов коры головного мозга показало зависимость тяжести повреждения головного мозга от интервала между прекращением кровотока по обеим сонным артериям. Адаптация лучше проходила при 7-суточном интервале между перевязками, в то время как при перевязке с интервалом 1 сутки степень морфологических изменений была максимальна, что указывает на недостаточность ресурсов для реализации адаптационных механизмов.

The purpose of the work is to analyze changes in the morphological characteristics of neurons of phylogenetical different parts of the cerebral cortex (parietal cortex and hippocampus) of rats at different periods in the dynamics of stepwise subtotal experimental cerebral ischemia. Methods. The experiments were performed on 42 males of outbred white rats. Step subtotal cerebral ischemia was performed as follows: first, one common carotid artery was ligated, simulating partial ischemia. Then, with an interval of 1 day (subgroup 1), 3 days (subgroup 2) or 7 days (subgroup 3), the second common carotid artery was ligated. Results. A microscopic study of the size, shape, degree of chromatophilia of the cytoplasm and the content of ribonucleoproteins in pyramidal neurons of phylogenetically different parts of the cerebral cortex have shown the dependence of the severity of brain damage on the interval between the cessation of blood flow in both carotid artery. Adaptation was better with a 7-day interval between dressings, while the ligation with an interval of 1 day, the degree of morphological changes was maximum indicating a lack of resources for the implementation of adaptation mechanisms.

ишемиямозгнейроныischemiabrainneuronsReferencesБонь Е.И., Максимович Н.Е. Способы моделирования и морфофункциональные маркеры ишемии головного мозга. Биомедицина. 2018; (2): 9–71.Bon E.I., Maksimovich N.E. Methods of modeling morphological and functional markers of cerebral ischemia. Biomeditsina = Biomedicine. 2018; (2): 59–71. [In Russian].Бонь Е.И., Зиматкин С.М. Микроскопическая организация изокортекса крысы. Новости мед.биол. наук. 2017; 16 (2): 80–88.Bon E.I., Zimatkin S.M. Microscopic organization of the rat isocortex. Novosti mediko-biologicheskikh nauk = News of Biomedical Sciences. 2017; 16 (2): 80–88. [In Russian].Бонь Е.И., Максимович Н.Е., Зиматкин С.М. Морфофункциональные нарушения в гиппокампе крыс при субтотальной ишемии. Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2018; 17 (1): 24–29.Bon E.I., Maksimovich N.Ye., Zimatkin S.M. Morphofunctional disturbances in the hippocampus of rats after incomplete ischemia. Vestnik Smolenskoy gosudarstvennoy meditsinskoy akademii = Vestnik of Smolensk State Medical Academy. 2018; 17 (1): 24–29. [In Russian].Дубченко Е.А., Иванов А.В., Бойко А.Н., Спирина Н.Н., Гусев Е.И., Кубатиев А.А. Гипергомоцистеинемия и эндотелиальная дисфункция при сосудистых и аутоиммунных заболеваниях головного мозга. Журн. неврологии и психиатрии. 2019; 119 (11): 133–138. doi: 10.17116/jnevro2019119111133Dubchenko E.A., Ivanov A.V., Boiko A.N., Spirina N.N., Gusev E.I., Kubatiev A.A. Hyperhomocysteinemia and endothelial dysfunction in patients with cerebral vascular and autoimmune diseases. Zh. Nevrol. Psikhiatr. Im S.S. Korsakova. 2019; 119 (11): 133–138. doi: 10.17116/jnevro2019119111133Каркищенко Н.Н., Грачева С.В. Руководство по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских исследованиях. М.: Профиль-2С, 2010. 358 c.Karkishchenko N.N., Gracheva S.V. Guide to laboratory animals and alternative models in biomedical research. Moscow: Profil-2S, 2010. 358 p. [In Russian].Самойлов М.О. Влияние умеренной гипобарической гипоксии в режиме прекондиционирования на экспрессию транскрипционных факторов pCREB И NF-κB в гиппокампе мозга крыс до и после тяжелой гипоксии. Морфология. 2009; 136 (6): 38–42.Samoilov M.O. The effect of mild hypobaric hypoxia in preconditioning regime on the expression of pcreb and nf-κb transcription factors in rat hippocampus before and after severe hypoxia. Morfologiya = Morphology. 2009; 136 (6): 38–42. [In Russian].Семченко В.В., Степанов С.С., Алексеева Г.В. Постаноксическая энцефалопатия. Омск, 1999. 446 с.Semchenko V.V., Stepanov S.S., Alekseeva G.V. Postanoxic encephalopathy. Omsk, 1999. 446 p. [In Russian].Шмидт-Ниельсен К. Физиология животных: приспособление и среда: в 2 кн. Т. 1. М.: Мир, 1982. 416 c.Shmidt-Niel’sen K. Physiology of animals: adaptation and environment: in 2 books. Vol. 1. Moscow: Mir, 1982. 416 p. [In Russian].Ярыгин Н.Е., Ярыгин В.Н. Патологические и приспособительные изменения нейрона. М.: Медицина, 1973. 191 c.Yarygin N.E., Yarygin V.N. Pathological and adaptive changes in the neuron. Moscow: Meditsina, 1973. 191 p. [In Russian].Bon L.I., Maksimovich N.E., Zimatkin S.M. Effects of experemental cerebral ishemia on metabolic characteristics of parietal cortex neurons. Bioprocess Engineering. 2018; 2 (1): 1–5. doi: 10.11648/j.be.20180201.11Bon L.I., Maksimovich N.E., Zimatkin S.M. Effects of experemental cerebral ishemia on metabolic characteristics of parietal cortex neurons. Bioprocess Engineering. 2018; 2 (1): 1–5. doi: 10.11648/j.be.20180201.11Karakayali O., Utku U., Yilmaz S., Uzuner N. Neurological symptoms and evaluation of cerebral blood flow changes with synthetic cannabinoids use. J. Coll. Physicians. Surg. Pak. 2019; 29 (12): 1183–1188. doi: 10.29271/jcpsp.2019.12.1183Karakayali O., Utku U., Yilmaz S., Uzuner N. Neurological symptoms and evaluation of cerebral blood flow changes with synthetic cannabinoids use. J. Coll. Physicians. Surg. Pak. 2019; 29 (12): 1183–1188. doi: 10.29271/jcpsp.2019.12.1183Kotoda M., Hishiyama S., Ishiyama T., Mitsui K., Matsukawa T. Amiodarone exacerbates brain injuries after hypoxic-ischemic insult in mice. BMC Neurosci. 2019; 20 (1): 62–67. doi: 10.1186/s12868019-0544-2Kotoda M., Hishiyama S., Ishiyama T., Mitsui K., Matsukawa T. Amiodarone exacerbates brain injuries after hypoxic-ischemic insult in mice. BMC Neurosci. 2019; 20 (1): 62–67. doi: 10.1186/s12868019-0544-2LaManna J.С., Vendel L.M., Farrell R.M. Brain adaptation to chronic hypobaric hypoxia in rats. J. Appl. Physiol. 1992; 72: 2238–2243. doi: 10.1152/jappl.1992.72.6.2238LaManna J.С., Vendel L.M., Farrell R.M. Brain adaptation to chronic hypobaric hypoxia in rats. J. Appl. Physiol. 1992; 72: 2238–2243. doi: 10.1152/jappl.1992.72.6.2238Meerson F.Z., Malyshev I.Yu., Zamotrinsky A.V. Differences in adaptive stabilization of structures in response to stress and hypoxia relate with the accumulation of hsp 70 isoforms. Mol. Cell Biochem. 1992; 111: 87–95. doi: 10.1007/bf00229578Meerson F.Z., Malyshev I.Yu., Zamotrinsky A.V. Differences in adaptive stabilization of structures in response to stress and hypoxia relate with the accumulation of hsp 70 isoforms. Mol. Cell Biochem. 1992; 111: 87–95. doi: 10.1007/bf00229578Murphy B.J., Andrews G.K., Bittel D., Discher D.J., McCue J., Green C.J., Yanovsky M., Giaccia A., Sutherland R.M., Laderoute K.R., Webster K.A. Activation of metallothionein gene expression by hypoxia involves metal response elements and metal transcription factor-1. Cancer Res. 1999; 59 (6): 13151322.Murphy B.J., Andrews G.K., Bittel D., Discher D.J., McCue J., Green C.J., Yanovsky M., Giaccia A., Sutherland R.M., Laderoute K.R., Webster K.A. Activation of metallothionein gene expression by hypoxia involves metal response elements and metal transcription factor-1. Cancer Res. 1999; 59 (6): 13151322.Patt S., Sampaolo S., Théallier-Jankó A., Tschairkin I., Cervós-Navarro J. Cerebral angiogenesis triggered by severe chronic hypoxia displays regional differences. J. Cereb. Blood Flow Metab. 1997; 17: 801–806. doi: 10.1097/00004647-199707000-00010Patt S., Sampaolo S., Théallier-Jankó A., Tschairkin I., Cervós-Navarro J. Cerebral angiogenesis triggered by severe chronic hypoxia displays regional differences. J. Cereb. Blood Flow Metab. 1997; 17: 801–806. doi: 10.1097/00004647-199707000-00010Paxinos G., Watson C. The Rat Brain in stereotaxic coordinates. Australia: Academic Press, 1998. 472 p.Paxinos G., Watson C. The Rat Brain in stereotaxic coordinates. Australia: Academic Press, 1998. 472 p.Risau W. Mechanisms of angiogenesis. Nature. 1997; 386: 671–674. doi: 10.1038/386671a0Risau W. Mechanisms of angiogenesis. Nature. 1997; 386: 671–674. doi: 10.1038/386671a0

The authors declare that there are no conflicts of interest present.