ПОЛИТРАВМА / POLYTRAUMA

Цель исследования — сравнительное изучение морфофункциональных свойств нервных клеток пирамидальной формы крупноклеточного слоя неокортекса крыс после тяжелой травматизации и одномоментной перевязки общих сонных артерий.

Материалы и методы. У крыс Wistar моделировали тяжелую черепно-мозговую травму (ТЧМТ) (n = 30) с помощью падающего груза и пережатия общих сонных артерий (n = 30) наложением лигатур. Пирамидные нейроны изучали с использованием световой микроскопии (окраска гематоксилин-эозином и тионином) через 1, 3, 7, 14 и 30 суток после воздействия. Контролем подопытных животных служили интактные крысы (n = 6). Путем морфометрии подсчитывали общую численную плотность нейронов, включая определение численной плотности нормохромных, гиперхромных сморщенных и несморщенных, гипохромных нейронов и клеток-теней, при этом уделяя внимание подсчету нейроглии: микроглиальных и астроцитарных клеток на 1 мм² поля зрения, определяли нейроглиальный индекс. Статистическая гипотеза проверялась непараметрическими методами, основанными на выборочных показателях критериев, с использованием версии программного обеспечения Statistica 10.0.1011 Enterprise ×64 и среды R.

Результаты. После пережатия общих сонных артерий, в сравнении с ТЧМТ, статистически значимо выше были показатели численной плотности нормохромных нейронов и нейроглиального индекса, ниже – показатели численной плотности гиперхромных несморщенных нейронов, гипохромных нейронов и клеток теней, астроцитов и микроглиоцитов. Максимально выраженные различия для нейронов были характерны в острый период (через 1 и 3 суток после воздействия). Так, через 1 сутки после начала эксперимента различия по численной плотности нормохромных нейронов составили 26,3 %, гиперхромных сморщенных нейронов – 38,3 %, гиперхромных несморщенных нейронов – 42,9 %, клеток-теней – 47,1 %. Для численной плотности гипохромных нейронов максимальные различия выявлены через 14 и 30 суток – 38,1 и 44,4 % соответственно. Численная плотность астроцитов максимально различалась между группами через 1 и 3 суток – 26,6 и 29,3 %, а численная плотность микроглиоцитов – через 14 (23,1 %) и 30 (23,36 %) суток. О наличии разной динамики изменения нейронов и глиальных клеток свидетельствовал также метод ядерной непараметрической оценки плотности распределения объектов. После пережатия общих сонных артерий виден явный разброс максимумов графических кривых распределения переменных по срокам, а после ТЧМТ такого разброса нет. Вероятно, это связано с особенностями восстановления микроциркуляции после ТЧМТ и пережатия общих сонных артерий. Пережатие общих сонных артерий смещает равновесие между процессами повреждения и восстановления в сторону первого. После травмы характерны активные процессы восстановления поврежденных нейронов с выраженным участием глиальных клеток.

Заключение. После пережатия общих сонных артерий и ТЧМТ в сенсомоторной коре превалируют диффузно-очаговые реактивные и дегенеративные изменения пирамидных нейронов, увеличивается количество глиальных клеток, уменьшается общая численная плотность нейронов, отмечаются де- и гипергидратационные изменения. Сравнение выявило морфометрические различия, свидетельствующие о наличии специфики реализации реактивных механизмов, повреждения и восстановления, что может быть полезным для разработки индивидуального лечения и реабилитации пациентов с подобными повреждениями.

Makarieva LM, Akulinin VA, Stepanov SS, Shoronova AYu, Avdeev DB, Korzhuk MS. Morphological and morphometric description of neurons in the sensorimotor cortex of rats after ligation of common carotid arteries. Journal of Anatomy and Histopathology. 2022; 11(1): 49-58. Russian (Макарьева Л. М., Акулинин В. А., Степанов С. С., Шоронова А. Ю., Авдеев Д. Б., Коржук М. С. Морфологическое и морфометрическое описание нейронов сенсомоторной коры головного мозга крыс после перевязки общих сонных артерий // Журнал анатомии и гистопатологии. 2022. Т. 11, №1. С. 49-58)

Makarieva LM, Akulinin VA, Korzhuk MS, Stepanov SS, Shoronova AYu, Avdeev DB, Tsuskman IG. Structural and functional reorganization of the sensorimotor cortex during ligation of common carotid arteries (experimental study). Journal of General intensive care. 2022; 18(5): 32-43. Russian (Макарьева Л. М., Акулинин В. А., Коржук М. С., Степанов С. С., Шоронова А. Ю., Авдеев Д. Б., Цускман И. Г. Структурно-функциональная реорганизация сенсомоторной коры при перевязке общих сонных артерий (экспериментальное исследование) // Общая реаниматология. 2022. Т18, № 5. 32-43)

Solovyova YuA, Shurygin AA. Epidemiology of traumatic brain injury among the adult population of the Chelyabinsk region. Journal of modern problems of healthcare and medical statistics. 2023; (1): 697-714. Russian (Соловьева Ю. А., Шурыгин А. А. Эпидемиология черепно-мозговой травмы среди взрослого населения Челябинской области // Современные проблемы здравоохранения и медицинской статистики. 2023. №1. C. 697-714)

Stepanov SS, Shoronova AYu, Akulinin VA, Korzhuk MS, Makarieva LM, Avdeev DB, et al. Immunohistochemical characteristics of the reorganization of glial cells of the neocortex as a result of severe traumatic brain injury. Journal of Anatomy and Histopathology. 2023; 12(3): 86-95. Russian (Степанов С. С., Шоронова А. Ю., Акулинин В. А., Коржук М. С., Макарьева Л. М., Авдеев Д. и др. Иммуногистохимическая характеристика реорганизации глиальных клеток неокортекса в результате тяжелой черепно-мозговой травмы // Журнал анатомии и гистопатологии. 2023. Т.12, № 3. С. 86-95)

Shoronova AYu, Akulinin VA, Korzhuk MS, Stepanov SS, Makarieva LM, Tsuskman IG, et al. Morphological characteristics of neurons of the sensorimotor cortex and assessment of the neuropsychiatric status of rats after severe traumatic brain injury (message 1). Journal of Polytrauma. 2023; (1): 72-82. Russian (Шоронова А. Ю., Акулинин В. А., Коржук М. С., Степанов С. С., Макарьева Л. М., Цускман И. Г. и др. Морфологическая характеристика нейронов сенсомоторной коры и оценка психоневрологического статуса крыс после тяжелой черепно-мозговой травмы (сообщение 1) // Политравма. 2023. № 1. С. 72-82)

Shoronova AYu, Stepanov SS, Akulinin VA, Korzhuk MS, Makarieva LM, Tsuskman IG, et al. Changes in the structural organization of pyramidal neurons in two parts of the brain of sexually mature rats as a result of severe traumatic brain injury. Journal of Polytrauma. 2023; (3): 59-68. Russian (Шоронова А. Ю., Степанов С. С., Акулинин В. А., Коржук М. С., Макарьева Л. М., Цускман И. Г. и др. Изменения структурной организации пирамидных нейронов двух отделов головного мозга половозрелых крыс в результате тяжелой черепно-мозговой травмы // Политравма. 2023. № 3. С. 59-68)

Gandy S, Ikonomovic MD, Mitsis E, Elder G, Ahlers ST, Barth J, et al. Chronic traumatic encephalopathy: clinical-biomarker correlations and current concepts in pathogenesis. Journal of Molecular Neurodegeneration. 2014; 17: 9-37

Hossain MA. Hypoxic-ischemic injury in neonatal brain: involvement of a novel neuronal molecule in neuronal cell death and potential target for neuroprotection. International Journal of Developmental Neuroscience. 2008; 26(1): 93-101

Terry DP, Brassil M, Iverson GL, Panenka WJ, Silverberg ND. Effect of depression on cognition after mild traumatic brain injury in adults. Journal of Clinical Neuropsychology. 2019; 33(1): 124-136

Karchevskaya AE, Payushina OV, Sharova EV, Oknina LB, Titov OYu. Neuroinflammation as a process of secondary damage in traumatic brain injury. Annals of clinical and experimental neurology. 2023; 17(1): 55-68. Russian (Карчевская А. Е., Паюшина О. В., Шарова Е. В., Окнина Л. Б., Титов О. Ю. Нейровоспаление как процесс вторичного повреждения при черепно-мозговой травме // Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2023. Т.17, № 1. С. 55-68)

Blennow K, Hardy J, Zetterberg H. The neuropathology and neurobiology of traumatic brain injury. Journal of Neuron. 2012; 76(5): 886-899

Harris TC. The shrinking brain: cerebral atrophy following traumatic brain injury. Journal of Annals of Biomedical Engineering. 2019; 47(9): 1941-1959

Jacquens A, Needham EJ, Zanier ER, Degos V, Gressens P, Menon D. Neuro-inflammation modulation and post-traumatic brain injury lesions: from bench to bed-side. International Journal of Molecular Sciences. 2022; 23(19): 11-19

Loane DJ, Kumar A. Microglia in the TBI brain: the good, the bad, and the dysregulated. Journal of Experimental Neurology. 2016; 275: 316-327

Shrey DW, Griesbach GS, Giza CC. The pathophysiology of concussions in youth. Physical medicine and rehabilitation clinics of North America. 2011; 22(4): 577-602

Witcher KG, Bray CE, Chunchai T, Zhao F, O'Neil SM, Gordillo AJ, et al. Traumatic brain injury causes chronic cortical inflammation and neuronal dysfunction mediated by microglia. Journal of Neuroscience. 2021; 41(7): 1597-1616

Makarieva LM, Korzhuk MS, Akulinin VA, Stepanov SS, Shoronova AYu, Avdeev DB. Neuroglial relationships and structures of interneuronal communication in layer V of the sensorimotor cortex of albino rats after ligation of the common carotid arteries. Journal of Anatomy and Histopathology. 2022; 11(2): 43-51. Russian (Макарьева Л. М., Коржук М. С., Акулинин В. А., Степанов С. С., Шоронова А. Ю., Авдеев Д. Б. Нейроглиальные взаимоотношения и структуры межнейронной коммуникации слоя V сенсомоторной коры белых крыс после перевязки общих сонных артерий // Журнал анатомии и гистопатологии. 2022. Т.11, №2. C. 43-51)

Stepanov SS, Makarieva LM, Akulinin VA, Korzhuk MS, Shoronova AYu, Avdeev DB, et al. Comparison of immunohistochemical and ultrastructural studies of the reaction of axonal terminals of the sensorimotor cortex of white rats to ligation of common carotid arteries. Journal of Anatomy and Histopathology. 2022; 11(3): 65-74. Russian (Степанов С. С., Макарьева Л. М., Акулинин В. А., Коржук М. С., Шоронова А. Ю., Авдеев Д. Б., и др. Сопоставление иммуногистохимического и ультраструктурного изучения реакции аксональных терминалей сенсомоторной коры белых крыс на перевязку общих сонных артерий // Журнал анатомии и гистопатологии. 2022. Т.11, № 3. С. 65-74)

Freeman LC, Ting JP. The pathogenic role of the inflammasome in neurodegenerative diseases. Journal of Neurochemistry. 2016; 136(1): 29-38

Koizumi S, Hirayama Y, Morizawa Y.M. New roles of reactive astrocytes in the brain; an organizer of cerebral ischemia. Journal of Neurochemistry International. 2018; 119(10): 107-114

Jayaraj RL, Azimullah S, Beiram R, Jalal FY, Rosenberg GA. Neuroinflammation: friend and foe for ischemic stroke. Journal of Neuroinflammation. 2019; 16(1): 142

Zhao SC, Ma LS, Chu ZH, Xu H, Wu WQ, Liu F. Regulation of microglial activation in stroke. Journal of Acta Pharmacologica Sinica. 2017; 38(4): 445-458

Paxinos G, Watson C. The rat brain in stereotaxic coordinates. 5-th ed. Amsterdam, Boston: Elsevier Academic Press, 2005. 367 p.

Devroy L, Gyorfi L. Nonparametric density estimation. L1 is the approach. / Translated from English. Moscow.: Mir. 1988. 408 p. Russian (Деврой Л., Дьёрфи Л. Непараметрическое оценивание плотности. L1-подход. / Пер.с англ. Москва: Мир. 1988. 408 с.)

Borovikov V. Statistica. The art of data analysis on a computer. Publishing house of St. Petersburg. 2003. 688 p. Russian (Боровиков В. Statistica. Исскуство анализа данных на компьютере. 2-ое изд. Санкт -Петербург: Питер, 2003. 688 с.)