Кількісна морфологічна характеристика змін зубчастої фасції гіпокампа у щурів з різними нейрокогнітивними розладами після тяжкої черепно-мозкової травми

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.26641/1997-9665.2024.4.81-87

Ключові слова:

черепно-мозкова травма, щури, нейрокогнітивні розлади, зубчаста фасція гіпокампа, морфологія.

Анотація

Актуальність. У вирішенні численних питань, пов'язаних із лікуванням та реабілітацією пацієнтів з травматичним ушкодженням головного мозку, інтерес представляє вивчення патоморфологічних механізмів, які визначають характер формування та динаміки нейрокогнітивних порушень у різні терміни після травми. Метою дослідження було визначення тканинних і клітинних посттравматичних змін структури кори зубчастої звивини головного мозку щурів з різними нейрокогнітивними розладами у різні терміни після тяжкої ЧМТ. Методи. Для відтворення тяжкої черепно-мозкової травми у щурів застосовували «модель ударного прискорення». За результатами неврологічних тестів щури були розподілені на три групи: 1) перша – тварини після травми з нейрокогнітивними розладами і порушеннями пам’яті; 1) друга – тварини після травми з нейрокогнітивними розладами без порушень пам’яті; 3) група порівняння  – тварини після травми без нейрокогнітивних розладів. Проводили гістологічне, морфометричне та імуногістохімічне дослідження зубчастої звивини з використанням маркерів β-tubulin, Synaptophysin, GAP43, NCAM1, N-cadherin, GFAP. Результати та підсумок. Нейрокогнітивні розлади з порушеннями пам’яті у віддаленому періоді після тяжкої черепно-мозкової травми супроводжуються поглибленням дегенерації нейроцитів і хронізацією нейрозапалення з активацією механізмів апоптозу нейронів і аутофагії гліоцитів, що призводить до незворотної деформації цитоархітектоніки зубчастої звивини. Прогресування нейродегенерації супроводжується активацією мікроглії і призводить до дезінтеграції та міграції макрогліоцитів з формуванням незворотного мозаїчного астроцитарного дефіциту і утворенням гліальних нашарувань у вигляді муфт навколо гемокапілярів. Збереження функції пам’яті у тварин з нейрокогнітивними розладами пов’язано з обмеженням вторинної загибелі нейроцитів і стабілізацією адгезивних властивостей астроглії зубчастої кори, що запобігає утворенню астроцитарних муфт навколо новоутворених гемокапілярів при збереженні цілісності гемато-енцефалічного бар’єру. У тварин без нейрокогнітивних розладів у віддаленому посттравматичному періоді в зубчастій корі компенсаторні механізми реалізуються через ефективний неоваскулогенез, обмеження периваскулярої гіперплазії астроцитів і нейрозапалення, що запобігає загибелі нейроцитів і призводить до активації синаптичного ремоделювання від енторинальної кори до ділянки СА1 і від зубчастої звивини до ділянки СА3 гіпокампа через 40 діб після травми. 

Посилання

Nie L, He J, Wang J, Wang R, Huang L, Jia L, Kim YT, Bhawal UK, Fan X, Zille M, Jiang C, Chen X, Wang J. Environmental Enrichment for Stroke and Traumatic Brain Injury: Mechanisms and Translational Implications. Compr Physiol. 2023;14(1):5291-323. doi: 10.1002/cphy.c230007

Wu M, Wang C, Gong Y, Huang Y, Jiang L, Zhang M, Gao R, Dang B. Potential mechanism of TMEM2/CD44 in endoplasmic reticulum stress-induced neuronal apoptosis in a rat model of traumatic brain injury. Int J Mol Med. 2023;52(6):119. doi: 10.3892/ijmm.2023.5322

Chary K, Nissi MJ, Nykänen O, Manninen E, Rey RI, Shmueli K, Sierra A, Gröhn O. Quantitative susceptibility mapping of the rat brain after traumatic brain injury. NMR Biomed. 2021;34(2):e4438. doi: 10.1002/nbm.4438

Zohar O, Lavy R, Zi X, Nelson TJ, Hongpaisan J, Pick CG, Alkon DL. PKC activator therapeutic for mild traumatic brain injury in mice. Neurobiol Dis 2011;41(2):329-337. DOI: 10.1016/j.nbd.2010.10.001

Wu M, Wang C, Gong Y, Huang Y, Jiang L, Zhang M, Gao R, Dang B. Potential mechanism of TMEM2/CD44 in endoplasmic reticulum stress-induced neuronal apoptosis in a rat model of traumatic brain injury. Int J Mol Med. 2023;52(6):119. doi: 10.3892/ijmm.2023.5322.

Di Giovanni S, Movsesyan V, Ahmed F. Cell cycle inhibition provides neuroprotection and reduces glial proliferation and scar formation after traumatic brain injury. Proc Natl Acad Sci USA. 2005;102(23):8333-8338. DOI: 10.1073/pnas.0500989102

Jones NC, Cardamone L, Williams JP, Salzberg MR, Myers D, O'Brien TJ. Experimental traumatic brain injury induces a pervasive hyperanxious phenotype in rats. J Neurotrauma. 2008;25(11):1367-1374. DOI: 10.1089/neu.2008.0641

Bachstetter AD, Zhou Z, Rowe RK. MW151 Inhibited IL-1β Levels after Traumatic Brain Injury with No Effect on Microglia Physiological Responses. PLoS One. 2016;11(2):e0149451. DOI: 10.1371/journal.pone.0149451

Shaw BC, Anders VR, Tinkey RA, Habean ML, Brock OD, Frostino BJ, Williams JL. Immunity impacts cognitive deficits across neurological disorders. J Neurochem. 2023;10.1111/jnc.15999. doi: 10.1111/jnc.15999.

Macks C, Jeong D, Bae S, Webb K, Lee JS. Dexamethasone-Loaded Hydrogels Improve Motor and Cognitive Functions in a Rat Mild Traumatic Brain Injury Model. Int J Mol Sci. 2022;23(19):11153. doi: 10.3390/ijms231911153.

Yang Z, Zhu T, Pompilus M, Fu Y, Zhu J, Arjona K, Arja RD, Grudny MM, Plant HD, Bose P, Wang KK, Febo M. Compensatory functional connectome changes in a rat model of traumatic brain injury. Brain Commun. 2021;3(4):244. doi: 10.1093/braincomms/fcab244.

Griffiths DR, Law LM, Young C, Fuentes A, Truran S, Karamanova N, Bell LC, Turner G, Emerson H, Mastroeni D, Gonzales RJ, Reaven PD, Lifshitz J. Chronic Cognitive and Cerebrovascular Function after Mild Traumatic Brain Injury in Rats. J Neurotrauma. 2022;39(19-20):1429-1441. doi: 10.1089/neu.2022.0015.

Gu YL, Zhang LW, Ma N. Cognitive improvement of mice induced by exercise prior to traumatic brain injury is associated with cytochrome c oxidase. Neurosci Lett. 2014;570:86-91. DOI: 10.1016/j.neulet.2014.04.004

Hui Y, Zhao H, Shi L, Zhang H. Traumatic Brain Injury-Mediated Neuroinflammation and Neurological Deficits are Improved by 8-Methoxypsoralen Through Modulating PPARγ/NF-κB Pathway. Neurochem Res. 2023;48(2):625-640. doi: 10.1007/s11064-022-03788-6.

Song H, Chen C, Kelley B, Tomasevich A, Lee H, Dolle JP, Cheng J, Garcia B, Meaney DF, Smith DH. Traumatic brain injury recapitulates developmental changes of axons. Prog Neurobiol. 2022;217:102332. doi: 10.1016/j.pneurobio.2022.102332.

Foda MA, Marmarou A. A new model of diffuse brain injury in rats. Part II: Morphological characterization. J Neurosurg. 1994;80(2):301-313. doi:10.3171/jns.1994.80.2.0301

Marmarou AI, Foda MA, van den Brink W. A new model of diffuse brain injury in rats. Part I: Pathophysiology and biomechanics. J Neurosurg. 1994;80(2):291-300. doi:10.3171/jns.1994.80.2.0291

Bureš J, Burešová O, Huston JP. Techniques and basic experiments for the study of brain and behavior. Second edition. Amsterdam – New York : Elsevier science publishers BV; 2016. 326 p.

European Convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes. Strasburg : Council of Europe. 1986;123:52.

Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of 22 September 2010 on the Protection of Animals Used for Scientific Purposes. Off J Eur Union. 2010;53(L276):33-79.

Mulish M, Welsh U. (Eds.). Romeis Mikroscopiche technic. Heidelberg : Spektrum Akademischer Verlag; 2010. 551 p. https://doi.org/ 10.1007/978-3-8274-2254-5

Suvarna SK, Layton C, Bancroft GD. (Eds.). Bancroft's Theory and Practice of Histological Techniques, 8th Edition. Elsevier; 2019. 558 p. https:// doi.org/10.1016/B978-0-7020-6864-5.00008-6

Magaki S, Hojat SA, Wei B, So A, Yong WH. An Introduction to the Performance of Immunohistochemistry. Methods Mol Biol. 2019;1897:289-98. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-8935-5_25

Nguyen T. Immunohistochemistry: A Technical Guide to Current Practices. Cambridge : Cambridge University Press; 2022. 272 p.

Poslavska, OV. [Determination of linear dimensions and areas of individual morphological objects on photomicrographs using the ImageJ program]. Morphologia. 2016;10(3):377-81.

Hruzieva TS, Lekhan VM, Ohniev VA, Haliienko LI, Kriachkova LV, Palamar BI. [Biostatistics]. Vinnytsia : New Book; 2020. 384 p.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-01-15

Номер

Розділ

Статті