Морфологічна характеристика гематоенцефалічного бар’єру у 1 добу експериментальної вибухо-індукованої травми головного мозку
Ключові слова:
blood-brain barrier, explosion, brain, trauma.Анотація
Актуальність. Все більш поширеною стає вибухо-індукована травма головного мозку у зв’язку із застосуванням вибухівки у воєнних конфліктах в усьому світі і на сьогодні в Україні, що потребує розробки сучасних патогенетично обгрунтованих засобів лікування гострого періоду і профілактики віддалених ускладнень. Науковці встановили, що одним із вагомих первинних ушкоджень, що лежить в основі реалізації вторинних, при легкій вибухо-індукованій травмі головного мозку є порушення не тільки власне нейронів, а й гематоенцефалічного бар’єру. Мета. Морфологічне визначення змін гематоенцефалічного бар’єру в 1 добу експериментальної вибухо-індукованої травми головного мозку при використанні власного пристрою для моделювання вибухової травми. Методи. За допомогою світлової мікроскопії дослідили зрізи головного мозку 12 білих щурів-самців лінії Wistar (вагою 220-270 г, віком 6-7 місяців). Щури були рандомно розділені на 2 групи: І – експериментальна (n=6), тварин якої наркотизували Галотаном, фіксували головою до дульного кінця власно виготовленого і запатентованого пристрою на відстані 5 см та піддавали дії вибухової хвилі 26-36 kPa; ІІ – контрольна (n=6). Через 1 добу щурам обох груп проводили евтаназію та вилучення головного мозку, який надалі фіксували та готували зрізи і зафарбовували гематоксиліном та еозином за стандартними методиками. Результати. Встановили достеменні ознаки порушення гематоенцефалічного бар’єру при застосуванні власного пристрою для відтворення вибухо-індукованої травми головного мозку, що є первинними пошкодженнями в результаті дії вибухової хвилі і лежать в основі запуску вторинних механізмів пошкодження, які запускають процеси нейродегенерації. Висновки. Вибухо-індукована травма головного мозку легкого ступеня при використанні власного пристрою підтверджено морфологічно наявними змінами гематоенцефалічного бар’єру в 1 добу посттравматичного періоду у вигляді розірваних і паретично дилатованих капілярів та десквамації ендотелію судин, наявних агрегантів еритроцитів. Підвищення проникності судин призвело до набряку тканини мозку і набухання нейроцитів.
Посилання
Zhang JK, Botterbush KS, Bagdady K, Lei CH, Mercier P, Mattei TA. Blast-related traumatic brain injuries secondary to thermobaric explosives: implications for the War in Ukraine. World Neurosurg. 2022;22:1878-8750. DOI: 10.1016/j.wneu.2022.08.073.
Rusiecki J, Levin LI, Wang L, Byrne C, Krishnamurthy J, Chen L, Galdzicki Z, French LM. Blast traumatic brain injury and serum inflammatory cytokines: a repeated measures case-control study among U.S. military service members. J Neuro inflammation. 2020;17(1):20. DOI: 10.1186/s12974-019-1624-z.
Yamamoto S, DeWitt DS, Prough DS. Impact & blast traumatic brain injury: implications for therapy. Molecules. 2018;23(2):245. DOI: 10.3390/molecules23020245.
Ratliff WA, Mervis RF, Citron BA, Schwartz B, Rubovitch V, Schreiber S, Pick CG. Mild blast-related TBI in a mouse model alters amygdalar neurostructure and circuitry. Exp Neurol. 2019;315:9-14. DOI: 10.1016/j.expneurol.2019.01.020.
Kozlova YuV, Abdul-Ogly LV, Kosharnyj AV, Kytova IV, Korzachenko MA, inventors; Kozlova YuV, asignee. Device for studying the effect of the shock wave of an explosion on the body. Ukrainian patent UA 146858. 2021 Mar. Int. CI. G09B 23/28, B01J 3/00. Ukrainian. Available from: https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=275099
Sundar S, Ponnalagu A. Biomechanical analysis of head subjected to blast waves and the role of combat protective headgear under blast loading: a review. J Biomech Eng. 2021;143(10):100801. DOI: 10.1115/1.4051047. PMID: 33954580.
Marsh JL, Bentil SA. Cerebrospinal fluid cavitation as a mechanism of blast-induced traumatic brain injury: a review of current debates, methods, and findings. Front Neurol. 2021;12:626393. DOI: 10.3389/fneur.2021.626393.
Vogel EW, Panzer MB, Morales FN, Varghese N, Bass CR, Meaney DF, Morrison B. Direct observation of low strain, high rate deformation of cultured brain tissue during primary blast. Ann Biomed Eng. 2020;48(4):1196-1206. DOI: 10.1007/s10439-019-02437-4.
Fan K, Ma J, Xiao W, Chen J, Wu J, Ren J, Hou J, Hu Y, Gu J, Yu B. Mangiferin attenuates blast-induced traumatic brain injury via inhibiting NLRP3 inflammasome. Chem Biol Interact. 2017;271:15-23. DOI: 10.1016/j.cbi.2017.04.021.
Kawoos U, Abutarboush R, Gu M, Chen Y, Statz JK, Goodrich SY, Ahlers ST. [Blast-induced temporal alterations in blood-brain barrier properties in a rodent model]. Sci Rep. 2021;11(1):5906.
Kozhemyakin YuM, Khromov OS, Boldyreva NE, Dobrelya V, Saifetdinova GA. [Scientific and practical recommendations for keeping and working with laboratory animals]. Interservice. 2017;1:150-182. Ukrainian.
Bagriy MM, Dibrova VA, Popadynets OG, Grischuk MI, authors; Bagriy MM, Dibrova VA, editors. Metodu morfologichnogo doslidzennya [Methods of morphological research]. Vinnitsa: New book; 2016. 328 p. Ukrainian.
Kuriakose M, Rama Rao KV, Younger D, Chandra N. Temporal and spatial effects of blast overpressure on blood-brain barrier permeability in traumatic brain injury. Sci Rep. 2018;8(1):8681. DOI: 10.1038/s41598-018-26813-7.
Benz F, Liebner S. Structure and function of the blood-brain barrier (BBB). Handb Exp Pharmacol. 2022;273:3-31. DOI: 10.1007/164_2020.
Kadry H, Noorani B, Cucullo L. A blood-brain barrier overview on structure, function, impairment, and biomarkers of integrity. Fluids Barriers CNS. 2020;17(1):69. DOI: 10.1186/s12987-020.
Murugan M, Ravula A, Gandhi A, Vegunta G, Mukkamalla S, Mujib W, Chandra N. Chemokine signaling mediated monocyte infiltration affects anxiety-like behavior following blast injury. Brain Behav Immun. 2020;88:340-352. DOI: 10.1016/j.bbi.2020.03.029.
Kuriakose M, Younger D, Ravula AR, Alay E, Rama Rao KV, Chandra N. Synergistic role of oxidative stress and blood-brain barrier permeability as injury mechanisms in the acute pathophysiology of blast-induced neurotrauma. Sci Rep. 2019; 9(1):7717. DOI: 10.1038/s41598-019-44147-w.
Ritzel RM, He J, Li Y, Cao T, Khan N, Shim B, Sabirzhanov B, Aubrecht T, Stoica BA, Faden AI, Wu LJ, Wu J. Proton extrusion during oxidative burst in microglia exacerbates pathological acidosis following traumatic brain injury. Glia. 2021;69(3):746-764. DOI: 10.1002/glia.23926.
Rand D, Ravid O, Atrakchi D, Israelov H, Bresler Y, Shemesh C, Omesi L, Liraz-Zaltsman S, Gosselet F, Maskrey TS, Beeri MS, Wipf P, Cooper I. Endothelial Iron homeostasis regulates blood-brain barrier integrity via the HIF2α-Ve-Cadherin pathway. Pharmaceutics. 2021;13(3):311. DOI: 10.3390/pharmaceutics13030311.
Xie BS, Wang YQ, Lin Y, Mao Q, Feng JF, Gao GY, Jiang JY. Inhibition of ferroptosis attenuates tissue damage and improves long-term outcomes after traumatic brain injury in mice. CNS Neurosci Ther. 2019;25(4):465-475. DOI: 10.1111/cns.13069.
Needham EJ, Helmy A, Zanier ER, Jones JL, Coles AJ, Menon DK. The immunological response to traumatic brain injury. J Neuroimmunol. 2019;332:112-125. DOI: 10.1016/j.jneuroim.2019.04.005.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0), яка дозволяє іншим особам вільно поширювати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому журналі.
Автори, направляючи рукопис до редакції журналу «Morphologia», погоджуються з тим, що редакції передаються права на захист і використання рукопису (переданого до редакції матеріалу, в тому числі таких об'єктів, що охороняються авторським правом, як фотографії автора, малюнки, схеми, таблиці і т.п.), в тому числі на відтворення в пресі і в мережі Інтернет; на поширення; на переклад рукопису на будь-які мови; експорту та імпорту примірників журналу зі статтею Авторів з метою поширення, доведення до загального відома. Зазначені вище права Автори передають Редакції без обмеження терміну їх дії і на території всіх країн світу без обмеження.
Автори гарантують, що вони мають виняткові права на використання матеріалів, переданих до редакції. Редактори не несуть відповідальності перед третіми особами за порушення гарантії, надані авторами. Розглянуті права передаються до редакції з моменту підписання поточної публікації для публікації. Відтворення матеріалів, опублікованих в журналі іншими особами та юридичними особами, можливе лише за згодою редакції, з обов'язковим зазначенням повної бібліографічного посилання первинної публікації. Автори залишають за собою право використовувати опублікований матеріал, його фрагменти і частини для навчальних матеріалів, усні презентації, підготовку дисертації дисертації з обов'язковою бібліографічною посиланням на оригінальну роботу. Електронна копія опублікованій статті, що завантажується з офіційного веб-сайту журналу в форматі .pdf, може бути розміщена авторами на офіційному веб-сайті їх установ, будь-яких інших офіційних ресурсах з відкритим доступом.
