Вплив гіпоксичного прекондиціювання на чутливість нейронів зони СА1 гіпокампа при експериментальній ішемії мозку
DOI:
https://doi.org/10.30978/UNJ2019-1-75Ключові слова:
гіпокамп, гіпоксичне прекондиціювання, глобальна ішемія мозку, нейрони, астроцитиАнотація
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.
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.
