MORPHOFUNCTIONAL ASSESSMENT OF THE BRAIN TISSUE UNDER THE CONDITIONS OF VARIOUS METHODS OF MODELING ACUTE DISORDERS OF CEREBRAL CIRCULATION IN RATS


Cite item

Abstract

The aim of our study was: to study morphofunctional changes in rat brain tissues using various methods of ischemic stroke modeling.Material and Methods. 20 male non-linear white rats at the age of 6 weeks by the beginning of the experiment were selected to model ischemic stroke. The applied modeling methods were based on: simultaneous ligation of one and both common carotid arteries, as well as the method of thromboembolism of the middle cerebral artery (MCA). Conclusion. The most adequate model is a method based on blocking blood flow in the basin of the middle cerebral artery using thromboembolism with embolus-like substances, which is confirmed by the results obtained.

 

 

Full Text

Актуальность. Инсульт является основной причиной инвалидности и второй причиной смертности во всем мире. На сегодняшний день наблюдается тенденция к смещению частоты встречаемости инсульта в сторону более молодых возрастных групп. Варианты лечения, которые используются в современной медицине сегодня хоть и значительно повышают количество благоприятных исходов данной патологии, тем не менее частота развития неблагоприятных последствий в виде когнитивных дисфункций, парезов и параличей остается значительной. Связано это с недостаточными знаниями механизмов развития данного заболевания. Некоторые вопросы патогенеза могут быть выяснены при моделировании ишемического инсульта на животных, в частности на грызунах (крысы, мыши).

Цель исследования. Морфофункциональная характеристика изменений тканей головного мозга крыс при использовании различных методов моделирования ишемического инсульта.

Материалы и методы. Материалом для исследования послужили 20 самцов нелинейных белых крыс в возрасте 6 недель к началу эксперимента. Животных содержали в стандартных условиях вивария со свободным доступом к воде и пище. Анестезия проводилась с использованием эфирной седация, введения подкожно Золетила-100 (Virbac, Франция) и Ксиланита (Нита-фарм, Россия) в дозах 4.0 мг/кг и 2.0 мг/кг соответственно. Измерение глубины наркоза проводилось с опорой на существующие стандарты [1]. Непосредственно оперативное вмешательство проводилось с соблюдением всех правил асептики и антисептики. Воспроизведение ишемии головного мозга в послеоперационном периоде приводит к развитию ряда изменений, сопровождающихся появлением клинических признаков, для фиксации которых, использовались стандартизированные методы оценки неврологического дефицита у животных [2]. Последующие процедуры эвтаназии, а также забора аутопсийного материала и работа с ним проводились согласно принятым на сегодняшний день стандартам. На работу получено разрешение Этического комитета Тверского ГМУ (протокол от 11.05.2018.).

Результаты и их обсуждение. Для моделирования ишемического инсульта были выбраны подходы, основанные на одномоментной перевязке одной и обеих общих сонных артерий, а также метод тромбоэмболии средней мозговой артерии (СМА).

Одномоментная перевязка обеих общих сонных артерий (ОСА) ведет к субтотальной ишемии головного мозга. При этом, объемы повреждения тканей головного мозга, которые наблюдаются у экспериментальных животных, являются обширными. Летальность животных при двусторонней перевязке ОСА весьма высока и достигает 60-70%, что значительно затрудняет использование данной модели для проведения исследований. Клинические проявления в данном случае заключались в полном отсутствие спонтанной активности животных в клетке в течение 5 минут, а также отсутствием реакцией на прикосновение к каждой стороне туловища и к вибриссам. Морфологические изменения, наблюдаемые в головном мозге, включают наличие обширной зоны некроза с гиперхромными сморщенными нейронами с неразличимыми контурами ядер.

Одномоментная перевязка одной общей сонной артерии влечет частичную ИГМ. Одним из главных преимуществ данной модели является практически полное отсутствие летальности как во время оперативного вмешательства, так в послеоперационном периоде. Данное преимущество объясняется незначительными объемами повреждения тканей головного мозга, а, следовательно низкой степенью тяжести инсульта. Клинические проявления были малозаметными и фиксировались лишь при проведении специальных тестов по оценки неврологического дефицита. Морфологические изменения при этом слабо различимы и характеризуются развитием перинуклеарного и перицеллюлярного отека.

Модель острого нарушения мозгового кровообращения, основанная на тромбоэмболии, проводилась с использованием эмболоподобных веществ из синтетических материалов. Процедура включала введение сфер в СМА через внутреннюю сонную артерию (ВСА) с помощью микрокатетера, которые пассивно смывались в мозговое кровообращение. Клинические проявления при данном методе моделирования включали снижение спонтанной активности, уменьшение реакции на прикосновения с противоположной от повреждения стороны, а также снижение функций передней конечности с противоположной от повреждения стороны. Морфологические изменения, которые наблюдаются при данном способе моделирования включают в себя перинуклеарный и перицеллюлярный отёк, присутствие нейронов с бледной цитоплазмой, грубое нарушение структуры цитоплазмы, ядра, ядрышек, в том числе — кариолизис, побледнение цитоплазмы и ядра, диффузный тотальный лизис субстанции Ниссля и клетки-тени. Также обращает на себя внимание большое количество нейронов с эксцентричным расположением ядер и ядрышек.  

Выводы. Таким образом, после проведения сравнительной характеристики существующих способов воспроизведения ишемического инсульта, мы пришли к выводу, что наиболее адекватной моделью является метод, основанный на блокировании кровотока в бассейне средней мозговой артерии с помощью тромбоэмболии эмболоподобными веществами.

×

About the authors

Roman Dmitrievich Pavlov

Tver State Medical University

Email: roma.pavlov.2002@mail.ru
ORCID iD: 0009-0006-1215-6979
Russian Federation, 4, Sovetskaya str., Tver,170000, Russia

Ilyas Dmitrievich Atadzhanov

Tver State Medical University

Email: ilyaaatadz975@gmail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1995-2661
Russian Federation, 4, Sovetskaya str., Tver,170000, Russia

Vasilii Maksimovich Terehov

Tver State Medical University

Author for correspondence.
Email: terekhov-200002@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-8207-8764
Russian Federation, 4, Sovetskaya str., Tver,170000, Russia

References

  1. Whelan G, Flecknell PA. The assessment of depth of anaesthesia in animals and man. Lab Anim. 1992 Jul;26(3):153-62. doi: 10.1258/002367792780740602. PMID: 1501428.
  2. Дайнеко А. С., Шмонин А.А., Шумеева А. В., Коваленко Е. А., Мельникова Е. В., Власов Т. Д. Методы оценки неврологического дефицита у крыс после 30-минутной фокальной ишемии мозга на ранних и поздних сроках постишемического периода. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2014;13(1):68-78. https://doi.org/10.24884/1682-6655-2014-13-1-68-78
  3. Fluri F, Schuhmann MK, Kleinschnitz C. Animal models of ischemic stroke and their application in clinical research. Drug Des Devel Ther. 2015; 9:3445-3454. Published 2015 Jul 2. doi: 10.2147/DDDT.S56071

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies