Вплив гіпоксичного прекондиціювання на чутливість нейронів зони СА1 гіпокампа при експериментальній ішемії мозку

Автор(и)

  • T. M. Kovalenko Інститут фізіології імені О. О. Богомольця НАН України, Київ, Україна
  • I. O. Osadchenko Інститут фізіології імені О. О. Богомольця НАН України, Київ, Україна
  • N. V. Chaika Інститут фізіології імені О. О. Богомольця НАН України, Київ, Україна
  • G. G. Skybo Інститут фізіології імені О. О. Богомольця НАН України, Київ, Україна

DOI:

https://doi.org/10.30978/UNJ2019-1-75

Ключові слова:

гіпокамп, гіпоксичне прекондиціювання, глобальна ішемія мозку, нейрони, астроцити

Анотація

Мета — визначити ефективність нейропротекторного впливу прекондиціювання (ПРК) на структуру СА1 зони гіпокампа ішемізованих піщанок монгольських.

Матеріали і методи. Дослідження впливу ПРК проведено на самцях піщанок монгольських, яких розподілили на чотири групи: 1 — контрольні (інтактні) тварини, 2 — група тварин, у яких моделювали ішемію мозку, 3 — група тварин, які підлягали ПРК без ішемії, 4 — група тварин з ПРК + ішемія. Перед ішемічним впливом проводили інтервальні гіпоксичні тренування (5 разів по 5 хв з 5‑хвилинним інтервалом щоденно протягом 21 доби) із застосуванням нормобаричної гіпоксичної газової суміші (10 % О2 у N2). Глобальну ішемію мозку моделювали оклюзією обох загальних сонних артерій протягом 5 хв. Забір тканини мозку проводили на 7‑му добу після оклюзії. На зрізах гіпокампа визначали ступінь ішемічного ушкодження пірамідних нейронів та астроцитів у зоні CA1 гіпокампа за допомогою світлової мікроскопії та імуногістохімічного методу.

Результати. Структурний аналіз показав, що у групі тварин з ішемією на 7‑му добу після 5‑хвилинної оклюзії сонних артерій у зоні СА1 гіпокампа був високий рівень відстроченої загибелі нейронів. У групі тварин, яких піддавали ПРК та ішемії, ця зона була структурно більш збереженою. За даними імуногістохімічного дослідження, хоча у групі ПРК + ішемія певна кількість пірамідних нейронів загинула, кількість нейронів, які вижили, була значно більшою, ніж у групі з ішемією. Крім того, в групі ПРК + ішемія відзначено тенденцію до зменшення постішемічної активації астроцитів, хоча їх кількість була більшою, ніж у контрольній групі.

Висновки. При аналізі впливу гіпоксичного прекондиціювання на виживання нейронів у зоні СА1 гіпокампа виявлено більшу (на 28,5 %) кількість пірамідних нейронів на 7‑му добу після ішемії порівняно з групою ішемізованих тварин. Збільшення кількості нейронів, які вижили, і зменшення постішемічної активації астроцитів у групі прекондиціювання та ішемії свідчать про запуск тривалих ендогенних механізмів нейропротекції, ініційованих прекондиціюванням.

Біографії авторів

T. M. Kovalenko, Інститут фізіології імені О. О. Богомольця НАН України, Київ

Т. М. Коваленко

I. O. Osadchenko, Інститут фізіології імені О. О. Богомольця НАН України, Київ

І. О. Осадченко

N. V. Chaika, Інститут фізіології імені О. О. Богомольця НАН України, Київ

Чайка Наталія Вікторівна,
ст. лаборант

G. G. Skybo, Інститут фізіології імені О. О. Богомольця НАН України, Київ

Г. Г. Скибо

Посилання

Abusueva BA, Ismail-zade EN, Kamchatnov PR, Manysheva KB. Ischemic preconditioning — the possibility of use in clinical neurology. Prakticheskaya meditsina (Russian). 2017;1, 1 (102):20-27.

Galushko OA. Intensive therapy of ischemic stroke: modern recommendations (Ukrainian). 2013;7:88-95.

Kovalenko TM, Osadchenko IO, Tsupykov O, Pivneva TA et al. Neuroprotective effect of quercetin during experimental brain ischemia. Fiziol. Zh (Ukrainian). 2006;52(5):21-27.

Mishchenko TS. Epidemiology of cerebrovascular diseases and organization of medical care for patients with stroke in Ukraine. Ukr. visn. psykhonevr (Ukrainian). 2017;25,1 (90):22-24.

Skybo GG, Kovalenko TM, Osadchenko IO et al. Strukturni zminy v gipokampi pry eksperymentaljnii ishemii mozku. Ukr. nevr. zhurn (Ukrainian). 2006;4:38-44.

Weakley B. A Beginner’s Handbook in Biological Electron Microscopy (Russian), 1975:324.

Tseytlin AM, Lubnin AYu, Zelman VL, Eliava ShSh. Ishemicheskoe prekonditsionirovanie mozga. Mezhdunarodnyiy kongress «Serdtse–mozg». Patologiya krovoobrascheniya i kardiohirurgiya (Russian). 2010;3:11-22. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ishemicheskoe-prekonditsionirovanie-mozga.

Shlyakhto EV, Barantsevich EP, Shcherbak NS, Galagudza MM. Molecular mechanisms of development of cerebral tolerance to ischemia. Part 1. Annals of the Russian academy of medical sciences (Russian). 2012;67(6):42-50. DOI: http://doi.org/10.15690/vramn.v67i6.283.

Balduini W et al. Long-lasting behavioral alterations following a hypoxic/ischemic brain injury in neonatal rats. Brain Res. 2000;859:318-325. DOI: http://doi.org/10.1016/s0006-8993 (00)01997-1.

Bhuiyan MI.H., Kim YJ. Mechanisms and prospects of ischemic tolerance induced by cerebral preconditioning. Int Neurourol J. 2010;14:203-212. DOI: http://doi.org/10.5213/inj.2010.14.4.203.

Cai Zh, Manalo DJ, Manalo G, Wei G et al. Hearts from rodents exposed to intermittent hypoxia or erythropoietin are protected against ischemia-reperfusion injury. Circulation. 2003;108(1):79-85. DOI: http://doi.org/10.1161/01.cir.0000078635.89229.8a.

Cassella CR, Jagoda A. Ischemic stroke: advances in diagnosis and management. Emerg Med Clin North Am. 2017;35(4):911-930. DOI: http://doi.org/10.1016/j.emc.2017.07.007.

Guo Sh et al. Hypoxic preconditioning improves spatial cognitive ability in mice. Neurosignals. 2006;15(6):314-21. DOI: http://doi.org/10.1159/000121368.

Kitagawa K, Matsumoto M et al. ‘Ischemic tolerance’ phenomenon found in the brain. Brain Res. 1990;528:21-24. DOI: http://doi.org/10.1016/0006-8993 (90)90189-i.

Lee JC, Tae JC, Lee HJ et al. Roles of HIF-1α, VEGF, and NF-κB in Ischemic Preconditioning-Mediated Neuroprotection of Hippocampal CA1 Pyramidal Neurons Against a Subsequent Transient Cerebral Ischemia. Mol Neurobiol. 2017;54(9):6984-6998. DOI: http://doi.org/10.1007/s12035-016-0219-2.

McDonough A, Weinstein JR. Correction to: Neuroimmune response in ischemic preconditioning. Neurotherapeutics. 2017;15:511-524. DOI: http://doi.org/10.1007/s13311-017-0580-5.

Murry CE, Jennings RB et al. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. Circulation. 1986;74(5):1124-1136. DOI: http://doi.org/10.1161/01.cir.74.5.1124.

Serebrovskaya TV, Xi L. Intermittent hypoxia training as non-pharmacologic therapy for cardiovascular diseases: Practical analysis on methods and equipment. Exp Biol Med. 2016;241(15):1708-1723. DOI: http://doi.org/10.1177/1535370216657614.

Stocchetti N, Taccone FS, Citerio G et al. Neuroprotection in acute brain injury: An up-to-date review. Crit Care — 2015;19(1):1-11. DOI: http://doi.org/10.1186/s13054-015-0887-8.

Stokfisz K, Ledakowicz-Polak A, Zagorski M, Zielinska M. Ischaemic preconditioning — Current knowledge and potential future applications after 30 years of experience. Adv Med Sci. 2017;62(2):307-316. DOI: http://doi.org/10.1016/j.advms.2016.11.006.

Vijayakumar NT, Sangwan A, Sharma B et al. Cerebral ischemic preconditioning: the Road so far.... Mol Neurobiol. 2016;53(4):2579-2593. DOI: http://doi.org/10.1007/s12035-015-9278-z.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-03-29

Номер

Розділ

Експериментальні дослідження