Нарушения психонейроиммунных взаимоотношений у белых крыс после тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы
|
|
Скачать 421.58 Kb.
|
На правах рукописиЕМЕЛЬЯНОВ Юрий Валерьевич НАРУШЕНИЯ ПСИХОНЕЙРОИММУННЫХ ВЗАИМООТНОШЕНИЙ У БЕЛЫХ КРЫС ПОСЛЕ ТЯЖЕЛОЙ СОЧЕТАННОЙ ЧЕРЕПНО-МОЗГОВОЙ ТРАВМЫ 14.00.16 – патологическая физиология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Омск – 2009 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Омская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию ^ доктор медицинских наук Соколова Татьяна Федоровна Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Лисаченко Геннадий Васильевич (Кемеровская государственная медицинская академия) доктор медицинских наук, Русаков Владимир Валентинович (Омская государственная медицинская академия) ^ ГОУ ВПО Тюменская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию Защита состоится «___» _______________ 2009г. в ______ часов на заседании диссертационного совета Д 208.065.04 при Омской государственной медицинской академии по адресу: 644043, г. Омск, ул. Ленина, 12; тел. (3812) 23-32-89. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омской государственной медицинской академии и на сайте www.omsk-osma.ru. Автореферат разослан «___» ______________ 2009 г. Ученый секретарь диссертационного совета Е. А. Потрохова ^ Актуальность проблемы. В последние десятилетия черепно-мозговая травма представляет собой одну из важнейших социально-медицинских проблем. Это обусловлено возросшей частотой травматизма и тяжестью травм, преобладанием в их структуре сочетанных повреждений, высокой летальностью (А.Н.Коновалов и соавт., 1998; В.В.Агаджанян, 2006). Среди выживших высока инвалидизация, ведущими причинами которой являются психические расстройства, психопатоподобные состояния, грубые двигательные и речевые нарушения, эпилептические припадки (Е.Салгавник, 2004; И.В.Осипова и соавт., 2005; В.А.Сергеев, 2006). Актуальность и важность медицинского аспекта проблемы ранних нарушений и отдаленных последствий тяжелой черепно-мозговой травмы обусловлено тем, что развитие травматической болезни головного мозга сопровождается не только структурно-функциональными изменениями в ЦНС, но и комплексом патофизиологических сдвигов, формирующихся в иммунной системе, которые не только обусловливают высокую летальность больных от гнойно-септических осложнений, но и могут запускать различные механизмы отсроченного по времени повреждения структур мозга. В настоящее время нервная и иммунная системы все чаще рассматриваются как единая психонейроиммунная система регуляции общего гомеостаза и адаптации организма к меняющимся условиям внешней и внутренней среды (В.А. Евсеев, 2006; С.В. Магаева, 2006; С.Г. Морозов и соавт., 2006; И.Д. Столяров и соавт., 2006). Молекулярные механизмы взаимодействия составляющих психонейроиммунной системы хорошо изучены: наряду с гормональными факторами они обеспечиваются медиаторами нейроиммунного взаимодействия – цитокинами (И.М. Кветной, 2002; А.Ф. Повещенко и соавт., 2003; О.А. Гомазков, 2006; С.Г. Морозов и соавт., 2006; Н.А. Добротина и соавт., 2007). Высшим уровнем регуляции в этой системе является головной мозг, повреждение которого при черепно-мозговой травме приводит к расстройству комплексного контроля функций иммунной системы, сопровождающемуся развитием посттравматического иммунодефицита (А.Н. Хлуновский, А.А. Старченко, 1999; Т.Ф. Соколова, 2004), а иммунные расстройства усугубляют деструктивные процессы головного мозга у больных энцефалопатиями посттравматического генеза (Л.В. Липатова и соавт., 2005). Все вышеуказанное, свидетельствующее о существовании единой психонейроиммунной системы, необходимо рассматривать с позиций существования различий типов высшей нервной деятельности и иммунного ответа у млекопитающих. Однако работ в этом направлении мало, еще меньше сравнительных исследований последствий черепно-мозговой травмы на психонейроиммунную систему в зависимости от типа нервной системы, а работ в этом аспекте, посвященных изучению отдаленного посттравматического периода вообще нет. Кроме того, отсутствие четких критериев центральной дизрегуляции иммунной системы ограничивает возможности целенаправленной ее коррекции. В этом плане перспективным является использование естественных регуляторов мозга опиоидных пептидов (или их синтетических аналогов), главное назначение которых защита от стрессорных повреждений, обезболивание и координация работы тканей, органов, систем и организма в целом путем воздействия на опиоидные рецепторы соответствующей нейромедиаторной системы, входящей в психонейроиммунной систему. ^ Выявление основных закономерностей нарушений нервной регуляции функций системы иммунитета белых крыс с высоким и низким типом высшей нервной деятельности после тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы, обоснование возможности целенаправленной коррекции функции психонейроиммунной системы организма с помощью синтетического аналога опиоидных пептидов даларгина. ^ 1. Изучить особенности ориентировочно-исследовательского поведения, долговременной памяти, эмоционального состояния и болевой чувствительности у крыс с высоким и низким типом высшей нервной деятельности в период ранних проявлений и отдалённых последствий тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы. 2. Исследовать изменения иммунного ответа, системы крови, содержания цитокинов в крови и ткани головного мозга, системы антирадикальной защиты лимфоцитов в период ранних проявлений и отдаленных последствий травмы у животных с высоким и низким типом высшей нервной деятельности. 3. Провести морфометрический сравнительный анализ структурно-функционального состояния популяции нейронов высших отделов (поле СА1 гиппокампа, заднее гипоталамическое поле) регуляции иммунного ответа белых крыс в отдаленном периоде тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы у животных с высоким и низким типом высшей нервной деятельности. 4. На основании сравнительного изучения психоневрологического статуса, иммунореактивности организма, структурно-функционального состояния гиппокампа и заднего гипоталамического поля белых крыс с лечением и без лечения даларгином после тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы определить влияние препарата на исход отдаленного посттравматического периода. ^ Выявлены особенности патогенеза тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы у животных с высоким и низким типом высшей нервной деятельности. Установлена зависимость иммунопатогенеза в посттравматическом периоде от типа нервной деятельности. Впервые в течение 9 месяцев после тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы в эксперименте с использованием комплексного методологического подхода и сравнительного анализа выявлены закономерности изменения психоневрологического статуса, иммунного ответа и особенности реорганизации нейронных популяций высших отделов (гиппокамп, заднее гипоталамическое поле) регуляции системы иммунитета белых крыс с высоким и низким типом высшей нервной деятельности. Установлена зависимость динамики иммунного ответа и структурно-функциональных изменений ЦНС в посттравматическом периоде от типа высшей нервной деятельности. У животных с высоким типом высшей нервной деятельности отмечается менее значительное нарушение поведенческой деятельности, повреждение нейронов высших отделов регуляции системы иммунитета и сохранение на высоком уровне иммунного ответа. Выявлено, что даларгин предотвращает развитие посттравматического иммунодефицита, изменения ориентировочно-исследовательской деятельности и структурно-функционального состояния высших отделов регуляции системы иммунитета экспериментальных животных в отдаленном посттравматическом периоде. ^ Теоретическое значение имеет разработка проблемных аспектов патогенеза травматической болезни. С помощью комплекса нейрофизиологических, иммунологических и морфологических исследований удалось получить новые данные, обосновывающие специфику изменений нейроиммунного статуса у белых крыс с различным типом высшей нервной деятельности, перенесших тяжелую сочетанную черепно-мозговую травму. Установлено, что высокий тип высшей нервной деятельности сочетается с высоким типом иммунного ответа организма, с менее значительным повреждением нейронов высших отделов регуляции иммунной системы после травмы. Выявлена одна из причин неблагоприятного течения посттравматического периода у животных с низким типом высшей нервной деятельности – наличие иммунодефицита и морфологических изменений в гиппокампе и заднем гипоталамическом поле. Установлено, что значимую роль в прогрессировании иммунодефицита в отдаленном периоде травмы играет дизрегуляторная патология иммунной системы. Экспериментально обоснована эффективность использования даларгина для коррекции психонейроиммунных нарушений после тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы. Полученные данные послужат фундаментальной базой для дальнейшего изучения закономерностей функционирования психонейроиммунной системы организма после повреждений головного мозга, а также целенаправленного изыскания способов его защиты с помощью регуляторных пептидов. Фактические данные настоящего исследования и теоретические положения, разработанные на их основе, могут быть использованы в преподавании на кафедрах патологической физиологии, гистологии, цитологии и эмбриологии, неврологии высших медицинских учебных заведений при изучении вопросов функционирования центральной нервной и иммунной систем в условиях нормы и диффузно-очаговых повреждений головного мозга. ^ Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры патологической физиологии с курсом клинической патофизиологии, научно-исследовательской работе центральной научно-исследовательской лаборатории Омской государственной медицинской академии, в учебном процессе кафедры нормальной и патологической физиологии Ханты-Мансийского государственного медицинского института. ^ Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на международном симпозиуме «Закономерности эмбриофетальных морфогенезов у человека и позвоночных животных» (Ханты-Мансийск, 2004); IX Всероссийском научном Форуме с международным участием им. академика В.И.Иоффе «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге» (С.-Петербург, 2005); конференции «Новые лабораторные технологии в диагностике и лечении заболеваний человека» (Челябинск, 2006); 4-ой Российской конференции «Нейроиммунопатология» (Москва, 2006); XI Всероссийском научном Форуме с международным участием имени академика В.И. Иоффе «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге» (С.-Петербург, 2007); научно-практической конференции «Клинические и фундаментальные аспекты критических состояний (Омск, 2007); межрегиональной научно-практической конференции «Дни иммунологии в Сибири» (Омск, 2007); Объединенном иммунологическом форуме (С.-Петербург, 2008); Всероссийской научной конференции «Нейробиологические аспекты морфогенеза и регенерации» посвященной памяти члена-корреспондента АМН СССР проф. Ф.М.Лазаренко (Оренбург, 2008); научной конференции с международным участием «Дни иммунологии в Сибири - 2008» (Томск, 2008); совместном заседании центральной научно-исследовательской лаборатории и кафедры патофизиологии с курсом клинической патофизиологии ОмГМА (Протокол №1 от 05.10.09). Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 статей, в том числе 1 в журнале, рекомендованном ВАК Рособрнадзора. Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания методик исследования, 4 глав собственных исследований, заключения и выводов. Общий объем диссертации составляет 172 страницы, фактические данные иллюстрированы 14 рисунками, 27 таблицами. Указатель литературы включает 286 источников, из них иностранных – 66. Весь материал, представленный в диссертации, получен, обработан и проанализирован лично автором. ^ 1. Тип высшей нервной деятельности влияет на функционирование психонейроиммунной системы организма в посттравматическом периоде. Высокий тип высшей нервной деятельности сочетается с высоким типом иммунного ответа, способствует сохранению популяции нейронов гиппокампа и заднего гипоталамического поля, обеспечивает более быстрое и полное восстановление поведенческой деятельности и иммунореактивности животных в посттравматическом периоде. 2. Использование даларгина в посттравматическом периоде у животных с низким и высоким типом высшей нервной деятельности приводит к улучшению структурно-функционального состояния высших отделов регуляции системы иммунитета, содействует нормализации психоневрологического статуса и иммунореактивности организма. ^ Материал и методы исследования. Эксперименты выполнены на 362 белых беспородных крысах самцах массой 254±4,8г. Исследования проведены в Центральной научно-исследовательской лаборатории Омской государственной медицинской академии с соблюдением требований приказов МЗ СССР № 1179 от 10.10.1983 г и МЗ РФ № 267 от 19.06.2003 и Европейской конвенции (Страсбург, 1986) по содержанию, кормлению и уходу за подопытными животными, выводу их из эксперимента и последующей утилизации. Определение типа высшей нервной деятельности у крыс проводилось до нанесения травмы с последующим отбором животных с низким (группа I) и с высоким (группа II) типом ВНД. В каждой группе крыс проведено 2 серии экспериментов. В первой серии моделировалась тяжелая сочетанная черепно-мозговая травма по способу Нобла-Коллипа под нембуталовым наркозом (внутрибрюшинно, 30 мг/кг). В результате нанесения ТСЧМТ из 259 животных 123 погибло (47,5%). Исследования проводились через 1, 7, 14 суток и 1, 3, 9 месяцев с момента травмы. Вторую серию экспериментов составило 68 крыс, которым сразу после моделирования ТСЧМТ вводили даларгин (внутрибрюшинно, 15 мкг/кг массы тела) один раз в сутки в течение пяти дней. Моделирование ТСЧМТ сочеталось с иммунизацией животных (ЭБ 3х109 клеток за 5 суток до эвтаназии). Контрольные группы составили 35 крыс: в первую контрольную группу вошли крысы, обследованные в сроки аналогичные острому периоду травмы, во вторую – поздних осложнений. Эвтаназию животных и забор материала осуществляли под эфирным наркозом путем обескровливания. Исследованию подвергались головной мозг, кровь и селезенка. Оценка функционального состояния ЦНС включала комплекс поведенческих методов. Ориентировочно-исследовательское поведение и эмоционально-психические реакции крыс оценивали в тесте «открытое поле» (Я. Буреш и др., 1991). Регистрировали длительность латентного периода, горизонтальную и вертикальную активность, количество заглядываний в норки, продолжительность груминга, число дефекаций. Условный рефлекс пассивного избегания электроболевого раздражения вырабатывали по методике Я. Буреш и др. (1991). Реакции на тепловые раздражители исследовали в тестах горячей пластины и отдергивания хвоста (И.В. Назаренко и др., 1996). Гистологическое исследование головного мозга проведено с окраской гематоксилин-эозином и по Нисслю. В гиппокампе и задних ядрах гипоталамуса определяли общую численную плотность нейронов, относительное содержание нормохромных, гиперхромных несморщенных, гиперхромных сморщенных, гипохромных нейронов и клеток-теней. Силу иммунного ответа определяли по количеству IgM-антителообразующих клеток в селезенке (A. Cunningham, 1965) и титров антиэритроцитарных антител в крови, выявляемых в реакции гемагглютинации (В.В. Меньшиков, 1987). Экспрессию антигенов CD3, CD4, CD8, СD25, CD 95, HLA-DR на клетках крови выявляли методом непрямой иммунофлюоресценции с использованием моноклональных антител («BD Biosciences», США). Уровень цитокинов TNF-a, IL-1b, IL-2, IL-4 в крови оценивали методом твердофазного иммуноферментного анализ с применением наборов реагентов (ООО «Протеиновый контур», С.-Петербург). Одновременно проводили определение в гомогенатах головного мозга крыс уровня TNF, IL-1, IL-1ra, IL-4, IL-6, IL-8. Морфологическое изучение клеток крови включало определение на гематологическом анализаторе «Excell-22» (США) количества лейкоцитов, лимфоцитов, нейтрофилов, моноцитов, эозинофилов, базофилов, эритроцитов, концентрации гемоглобина, гематокрита, среднего объема эритроцита, средней концентрации гемоглобина в эритроцитах, количества тромбоцитов, тромбокрита, ширины распределения тромбоцитов по объему (С.А. Луговская и др., 2006). Для определения дизрегуляционных изменений в системе антиокислительной защиты лимфоцитов из крови и гомогенатов селезенки крыс на градиенте фиколл-верографин выделяли чистую популяцию лимфоцитов. В 109 лимфоцитов колориметрическим и кинетическим методами на автоматическом биохимическом анализаторе «Autolab» (США) с помощью коммерческих реактивов фирм «Randox» (Великобритания) и «Sentinel» (Италия) определяли активность супероксиддисмутазы, каталазы и уровень восстановленного глутатиона (В.В. Долгов, О.П. Шевченко, 2005). Статистическую обработку результатов исследования выполняли на персональном компьютере с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0 StatSoft. Inc. (В.П. Боровиков., 2001; О.Ю. Реброва, 2002). Расчету статистических показателей предшествовало определение характера распределения. При нормальном характере распределения проводили параметрический анализ, при распределении, отличном от нормального – непараметрический анализ. Материал в таблицах и графиках представлен как среднее ± стандартная ошибка среднего (M ± m). Проведен корреляционный анализ показателей с определением коэффициента корреляции Спирмена. Достоверность полученных результатов оценивали по критерию Стьюдента. Различия считали статистически значимыми при р<0,05 (Ю.Н. Тюрин, 1998; С. Гланц, 1998). ^ Особенности функционирования центральной нервной системы у крыс с разным типом высшей нервной деятельности после тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы. После моделировании ТСЧМТ дисфункция ЦНС у крыс была представлена угнетением сознания вплоть до глубокой комы. Через 1 сутки после травмы животные были заторможены, малоподвижны, у них преобладали эмоции страха и напряжения. Число пробежек и вертикальных стоек в I и II группах крыс уменьшилось почти в 2 и 1,5 раза по сравнению с соответствующими контролями. При этом более значимое снижение показателей регистрировалось в группе с низким типом ВНД. Доминирующим актом поведения являлся груминг, продолжительность которого превышала контрольные значения у крыс группы I в 1,5 раза, группе II – в 3 раза (табл. 1, 2). Через 7 и 14 суток после травмы произошло частичное восстановление поведенческой деятельности, более интенсивное у крыс с высоким типом ВНД. Так, через 7 суток в группе I снизилась продолжительность латентного периода, увеличилось число локомоций, показатели груминга (табл.1). В группе II большинство элементов исследовательского поведения в этот срок начало приближаться к контрольным показателям. Количество локомоций по сравнению с первыми сутками увеличилось и превышало аналогичные показатели в группе I. Число вертикальных стоек нормализовалось. При этом уровень «тревожности» крыс оставался высоким. Ориентировочно-исследовательские реакции в 3,7 раза чаще, чем в контроле сменялись таким видом деятельности, как чистка (табл.2). Через 14 суток после травмы поведение крыс группы II по основным показателям не отличалось от контрольных, а крысы из группы I оставались пассивными: число пробежек и вертикальных стоек у них было ниже, чем в контроле, эти животные дольше находились в состоянии неподвижности. Таблица 1 Ориентировочно-исследовательская деятельность у крыс с низким типом ВНД в период ранних проявлений ТСЧМТ (М ± m)
Примечание: достоверность различий с контролем: * - р<0,05 Таблица 2 Ориентировочно-исследовательская деятельность у крыс с высоким типом ВНД в период ранних проявлений ТСЧМТ (М ± m)
Примечание: достоверность различий с контролем: * - р <0,05 Через 1 месяц после травмы у крыс с низким типом ВНД горизонтальная активность составляла 50,8% от контроля, вертикальная – 77%, длительность латентного периода была увеличена в 1,7 раза. Расстройства в эмоциональной сфере сохранялись на прежнем уровне, превышая контрольные значения в 2,6 раза (табл.3,4). Показатели ориентировочно-исследовательского поведения у крыс с высоким типом ВНД в это время приближались к соответствующим контрольным значениям. Показатели горизонтальной и вертикальной активности, норкового рефлекса, в группе II превышали аналогичные в группе I. Нарушения в эмоциональной составляющей поведения у крыс группы II сохранялись, но были менее значимы, чем в группе I. Через 3 месяца после ТСЧМТ в обеих группах животных психоневрологические нарушения усилились и затрагивали не только эмоциональную сферу, но и ориентировочно-исследовательскую деятельность. В группе I снижение исследовательской деятельности было более значимо, чем в группе II (табл.3,4). При этом в группе II отмечалась умеренно выраженная эмоциональная лабильность, в то время как в группе I нарушения эмоционального поведения и его вегетативной составляющей были значительны. Через 9 месяцев после травмы расстройства в поведенческой деятельности прогрессировали у животных обеих групп, более значимо в группе с низким типом ВНД. Так, длительность латентного периода в группе I превышала показатели контроля, горизонтальная активность была снижена, уменьшено число стоек (табл.3,4). Таблица 3 Ориентировочно-исследовательская деятельность у крыс с низким (I) типом ВНД в период отдаленных последствий ТСЧМТ (М ± m)
Примечание: достоверность различий с контролем: * - р<0,05 Таблица 4 Ориентировочно-исследовательская деятельность у крыс с высоким (II) типом ВНД в период отдаленных последствий ТСЧМТ (М ± m)
Примечание: достоверность различий с контролем: * - р<0,05 У животных преобладали отрицательные эмоции тревожности, страха, напряжения и агрессии. Доминирующим актом поведения являлся груминг, сопровождающийся изменениями вегетативного компонента эмоций. В группе II нарушения были менее выражены (табл.3,4). Проверка сохранения УРПИ у крыс, перенесших ТСЧМТ показала, что способность к хранению информации была снижена в обеих группах животных с первых суток болезни, но более значимо в группе I: крысы слабо воспроизводили сформированный накануне навык, время их пребывания в безопасном отсеке камеры составляло в группе I - 14,7%, в группе II - 20,0% от соответствующих контролей. На 7-14 сутки наблюдалось частичное восстановление объема памяти, более значимое в группе II. Время пребывания крыс группы I в светлом отсеке камеры увеличилось на 14,3 секунды, в группе II – на 24,1 секунду в сравнении с первыми сутками посттравматического периода. Не смотря на это крысы, перенесшие травму, в 3 раза (группа I) и 4 раза (группа II) чаще забывали о грозящей им опасности, чем контрольные животные (табл.5). Таблица 5 Время угасания УРПИ у крыс в контроле и после ТСЧМТ (М±m)
между группами I и II с ТСЧМТ, контролями групп I и II: ^ - р<0,05Через 1 месяц после травмы крысы группы I полностью утратили УРПИ, животные группы II частично сохраняли память. Показатели УРПИ в данной группе в 2 раза превысили аналогичные в группе сравнения. К 3 месяцам после травмы животные группы II полностью утратили память. При исследовании болевой чувствительности в тесте горячая пластина выявлено, что ТСЧМТ приводила к замедлению реакций на болевое раздражение лап. В 1-е сутки после травмы время от первого контакта с нагретой до 530 С пластиной до облизывания задней лапы у крыс группы I превышало контрольное в 2,4 раза (р <0,05), в группе II - в 1,8 раз (р <0,05). К 14 суткам показатели приблизились к уровню контроля у грызунов группы I и нормализовались в группе II. Через 3 и через 9 месяцев после травмы время реагирования на тепловой фактор увеличилось и превышало контрольные показатели в обеих группах (р <0,05). Наиболее значимые изменения наблюдались в группе крыс с низким типом ВНД. Превышение уровня контроля через 3 месяца составили 151% (группа I, р <0,01) и 126% (группа II, р <0,05), через 9 месяца -248% (группа I, р <0,001) и 142% (группа II, р <0,05). Иная динамика прослеживалась при определении порога болевой чувствительности на более сильное тепловое раздражение (560 С) в тесте отдергивания хвоста. В период ранних проявлений ТСЧМТ с 1 по 14 сутки показатели теста отдергивания хвоста у травмированных и контрольных крыс значимо не разнились. В период отдаленных последствий время реагирования на более интенсивный раздражитель было уменьшено. Порог болевой чувствительности у крыс группы I был повышен через 1 месяц после травмы в 2 раза (р <0,05), через 3месяца в 1,9 раз (р <0,05), через 9 месяцев в 2,6 раза (р <0,05). Нарушения восприятия болевых раздражителей у животных группы II были менее выражены: через 1 и 3 месяца после травмы в 0,8 раза, через 9 месяцев в 1,3 раза (р <0,05). ТСЧМТ приводила к существенным изменениям нейронов поля СА1 гиппокампа белых крыс. На протяжении всего периода наблюдения выявлялись нейроны с обратимыми дистрофическими изменениями цитоплазмы (острое набухание нейронов, гидропическая дистрофия нервных клеток с умеренной вакуолизацией цитоплазмы, очаговый и субтотальный хроматолиз, гиперхроматоз и гомогенизация цитоплазмы). Через 1 и 3 месяца после травмы наблюдались различные комбинации нормохромных и гиперхромных несморщенных и сморщенных нейронов. Для необратимо измененных нейронов была характерна гидропическая дистрофия с выраженной вакуолизацией цитоплазмы, распад ядра и ядрышка (клетки-тени, гиперхромные сморщенные клетки с вакуолизацией и без таковой) и нейронофагия. На протяжении всего посттравматического периода среди необратимо измененных нейронов преобладали гиперхромные сморщенные. Особенно это было характерно для первого месяца после травмы. Активная (фагоцитоз) элиминация необратимо измененных нейронов продолжалась на протяжении всего срока наблюдения (9 месяцев), что приводило к прогрессирующему уменьшению общей численной плотности нейронов поля СА1 гиппокампа. Процесс носил очаговый и диффузный характер. В результате в слое пирамидных нейронов СА1 формировались очаги выпадения клеток. В сравнении с контролем общая численная плотность нейронов через 9 месяцев после травмы снижалась на 45,9% (р<0,05), при этом 23,6% (р<0,05) нейронов подвергались деструкции и элиминации в течение 1-го месяца, 22,3% (р<0,05) – в течение последующих 8 месяцев. Уменьшение общей численной плотности пирамидных нейронов сопровождалось увеличением количества крупных гипертрофированных нейронов, что свидетельствует о компенсаторном увеличении объема цитоплазмы функционирующих нейронов. Через 9 месяцев содержание нормохромных нейронов составило 86,7% (р<0,05) от общего количества нейронов. Результаты исследования заднего гипоталамического поля животных, перенесших ТСЧМТ, свидетельствовали о развитии в отдаленном периоде травмы деструктивных, реактивных и компенсаторных изменений нейронов, несвойственных животным контрольной группы. Однако, после ТСЧМТ, в отличие от гиппокампа, в заднем гипоталамическом поле не выявлялись мелкие очаги некробиотических изменений, клетки-тени, а только проявления отека-набухания, вакуолизации, дистрофических изменений, умеренного хроматолиза и дегидратации клеток. Снижение общей численной плотности нейронов на 12,4% (р<0,05) отмечалось через 1 месяц после травмы. Через 3 месяца преобладали нейроны с гиперхромными изменениями ядра и цитоплазмы клетки без признаков их сморщивания, вакуолизации и деструктивных изменений. В гиперхромных нейронах без признаков сморщивания определялись более крупные гранулы хроматофильного вещества и возрастала степень базофилии цитоплазмы. В отдаленном периоде после травмы уменьшение общей численной плотности нейронов заднего гипоталамического поля сочеталось с компенсаторной гипертрофией сохранившихся функционирующих нейронов. При сравнении морфометрических данных животных с низким и высоким типом ВНД было установлено, что через 1 месяц после травмы общая численная плотность нейронов была на 15,7% (р<0,05) выше у животных с высоким типом ВНД. Через 9 месяцев у животных с высоким типом ВНД дефицит нейронов в поле СА1 гиппокампа в сравнении с контролем составил 36,1% (р<0,05), а у животных с низким типом – 55,9% (р<0,05), в заднем гипоталамическом поле соответственно – 27,9% (р<0,05) и 37,2% (р<0,05). Следовательно, в большей степени повреждались нейроны поля СА1 гиппокампа животных с низким типом ВНД. ^ При изучении влияния ТСЧМТ на иммунный ответ к ЭБ обнаружен иммуносупрессивный эффект, имевший место в период ранних проявлений и отдалённых последствий травма (табл. 6). Через 1 сутки после ТСЧМТ титры антител в крови крыс были ниже уровней контролей в группе I на 40% и в группе II на 30%. Количество АОК было снижено в обеих группах крыс. При этом степень посттравматической иммунодепрессии у животных с низким типом ВНД была в 1,5-2,0 раза более выражена, чем в группе крыс с высоким типом ВНД. К 7 суткам посттравматического периода произошло дальнейшее уменьшение количества АОК и антител, которые и в течение следующей недели оставались практически на том же уровне. Наиболее резкое снижение показателей отмечалось у крыс с низким типом ВНД. Через 1 месяц после нанесения ТСЧМТ у крыс группы II появилась и сохранялась до 3 месяцев посттравматического периода тенденция к нормализации показателей, чего не наблюдалось у крыс группы I. Через 9 месяцев после травмы иммунодефицит усугубился, и степень нарушения была более выражена у животных с низким типом ВНД. Количество АОК и уровень антител в группе I составляли 31% и 42% от контроля, в группе II 70% и 71% (табл. 6). При этом количество АОК имело прямую корреляцию с горизонтальной (в группе I r=0,52, p<0,05; II - r=0,69 p<0,05) и вертикальной активностью (в группе I - r=0,57, p<0,05; II - r=0,62 p<0,05), числом дефекаций (в группе I - r=0,66, p<0,05; II - r=0,61 p<0,05), а титры антител– прямую связь с вертикальной активностью (в группе I - r=0,71, p<0,05; II - r=0,55 p<0,05) и обратную с грумингом (в группе I - r=-0,59, p<0,05, II - r=-0,74 p<0,05). Таблица 6 Иммунный ответ у крыс с низким и высоким типом ВНД, перенесших ТСЧМТ (М ± m)
Примечание: достоверность различий с контролем; между группами I и II: *^ - p<0,05 Исследование популяционного состава лимфоцитов крови у крыс, перенесших травму выявило снижение количества зрелых Т-лимфоцитов с фенотипом CD3+ и дисбаланс СD4+ и CD8+ клеток в группах с низким и высоким типом ВНД. Через 1 сутки после травмы количество Т-лимфоцитов в группе I было в 1,8 раз ниже, чем в группе II и составлял 43% от уровня контроля (p<0,05). В дальнейшем на протяжении всего периода наблюдения выраженность Т-дефицита у животных с низким типом ВНД оставалась более значимой, чем у крыс группы II (p<0,05). В крови крыс группы I в раннем посттравматическом периоде выявлялось меньшее количество CD4+ лимфоцитов по сравнению с контролем и показателями травмированных крыс группы II (p<0,05), Через 1 месяц и 9 месяцев после травмы количество CD4+ лимфоцитов у крыс группы II соответствовало контролю, у крыс группы II прослеживалась тенденция к нормализации. Количество CD8+ клеток в группе I в первую неделю после травмы было в 2 раза ниже, чем в группе II (p<0,05), через 1 месяц показатели в обеих группах соответствовали контрольным, а через 9 месяцев количество CD8+ клеток превышало норму в 1,9 раз у животных с низким типом ВНД (p<0,05) и в 1,5 раз в группе сравнения (II, p<0,05). При этом статистически значимо в 3-4 раза увеличилось количество CD25+, CD95+, HLA-DR+ клеток. Как показали исследования крови, у крыс через 9 месяцев после ТСЧМТ количество лейкоцитов было ниже уровня контроля почти в 2 раза (р<0,05). При этом количество нейтрофилов в опытной и контрольной группах было одинаково вследствие 2-кратного увеличения их относительной величины у травмированных крыс (р<0,05). Лейкопения, имевшая место у крыс в отдаленном посттравматическом периоде была обусловлена, прежде всего, 2-кратным снижением количества лимфоцитов (р<0,05). Относительное количество лимфоцитов также было уменьшено. В развитие отдаленной посттравматической лейкопении наряду с лимфоцитами внесли свой вклад моноциты, эозинофилы, базофилы, абсолютное количество которых было ниже контрольных величин и составляло 50,0-66,7% от их значений (p<0,05). Оценка эритроцитарного и тромбоцитарного звена гемограммы выявила, что количество эритроцитов и тромбоцитов соответствовало показателям контроля. Морфология эритроцитов – форма, размер, объем, насыщение гемоглобином практически не менялось. Соответствовали норме и характеристики тромбоцитов. Таблица 7 Содержание цитокинов в сыворотке крови у крыс с низким (I) и высоким (II) типом ВНД в норме и период отдаленных последствий ТСЧМТ (М ± m)
Примечание: достоверность различий с контролем; между группами I и II: *^ - p<0,05 Таблица 8 Содержание цитокинов в ткани головного мозга у крыс с низким (I) и высоким (II) типом ВНД в норме и период отдаленных последствий ТСЧМТ (М ± m)
Примечание: достоверность различий с контролем; между группами I и II: *^ - p<0,05 Через 9 месяцев после травмы количество цитокинов в крови и в головном мозге в обеих группах крыс было увеличено (табл.7). Так, в крови животных группы I, уровни провоспалительных цитокинов TNFa и IL-1b превосходили контрольные в 1,9 раза и в 2 раза, противовоспалительного цитокина IL-4 в 2,3 раза, в то время как у крыс группы II уровни цитокинов были увеличены - TNFa в 1,5 раза, IL-1b в 1,7 раза, IL-4 в 3,4 раз. Уровень IL-2 в 2 раза превышал норму в группе II и изменялся незначительно в группе I. При сравнении степени увеличения цитокинов в головном мозге травмированных животных выявлено, что содержание провоспалительных цитокинов в мозге крыс с низким типом ВНД превышало соответствующую норму более значимо, чем в группе с высоким типом ВНД, а уровень противовоспалительного цитокина IL-4 и рецепторного антагониста интерлейкина 1 (IL-1ra) был выше у животных группы II(табл.8). Исследование антиокислительного энзиматического статуса лимфоцитов у крыс, перенесших ТСЧМТ, выявило, что в раннем периоде ТСЧМТ в циркулирующих лимфоцитах отмечено статистически значимое снижение активности каталазы, которая в 1-е сутки после травмы составила 9% и 10%, на 7-е сутки – 13% и 10%, на 14-е сутки – 2% и 19% соответственно, в группах I и II от уровня контроля (р<0,05). Выявленная при этом тенденция к увеличению фонда естественного антиоксиданта глутатиона не компенсировало дефицита каталазной активности. В спленоцитах крыс как I, так и II групп, в первые две недели после травмы снижения активности каталазы не наблюдалось. Реципрокность динамики изменений ферментов в лимфоцитах крови и селезенки крыс в раннем посттравматическом периоде прослеживается и при исследовании СОД. Так, если активность данного энзима в лимфоцитах крови была снижена незначительно в 1-е сутки ТСЧМТ (на 28% в группе I и 21% в группе II) и с 7-х суток наблюдения имела тенденцию к повышению, то в лимфоцитах селезенки она была низкая с 1-х по 14-е сутки (p<0,05). Наибольший дефицит данного энзима в спленоцитах наблюдался на 1-е сутки (p<0,05). В период поздних осложнений ТСЧМТ, через 1 и 9 месяцев после нанесения травмы, активность СОД и каталазы в лимфоцитах крови не отличалось от контрольных значений, в лимфоцитах селезенки отмечено падение активности вышеуказанных ферментов, наиболее значимое у крыс с низким типом ВНД (р<0,05). ^ Исследование интегративной деятельности мозга крыс с низким и высоким типом ВНД, получавшим даларгин через 9 месяцев после ТСЧМТ выявило, что раннее введение препарата изменяло поведенческие реакции крыс в отдаленном периоде травмы. Защитное действие даларгина в группе II реализовалось восстановлением горизонтальной и вертикальной активности, продолжительности латентного периода (табл. 9). В группе I функции ЦНС восстановились в меньшей степени: показатели горизонтальной активности были выше, чем у крыс с ТСЧМТ без лечения, но ниже контрольных, продолжительность латентного периода стала ниже, но также не достигла исходного уровня. В данной группе животных сохранились нарушения в эмоциональной сфере, которые характеризовались двукратным увеличением продолжительности груминга, изменениями вегетативного компонента. При этом следует отметить присутствие положительного эффекта от введения препарата, который предотвращал чрезмерную активацию эмоциональной составляющей поведения, наблюдающуюся у крыс без лечения. Таблица 8 Влияние даларгина на ориентировочно-исследовательское поведение крыс с низким и высоким типом ВНД, через 9 месяцев после ТСЧМТ (М ± m)
Примечание: ГА – горизонтальная, ВА – вертикальная активность, ЛП – латентный период; достоверность различий с контролем; между группами I и II: *^ - р<0,05 Использование даларгина в посттравматическом периоде оказывало влияние на динамику структурно-функциональных изменений нейронов поля СА1 гиппокампа. Через 9 месяцев после травмы различие по общей численной плотности нейронов достигало 32,2% (p<0,05). Даларгин значительно нивелировал активацию деструктивных изменений нейронов, содержание гиперхромных сморщенных нейронов и клеток-теней было в два раза меньше, чем в группах без лечения. В ядрах заднего гипоталамуса травмированных животных нейропротекторный эффект даларгина проявлялся более высокой общей численной плотностью нейронов, большим относительным и абсолютным содержанием нормохромных нейронов и меньшим содержанием гиперхромных сморщенных нейронов. Исследования иммуномодулирующих свойств даларгина у белых крыс с ТСЧМТ выявили положительный эффект действия препарата, который проявлялся частичным восстановлением функциональной активности системы иммунитета через 9 месяцев после травмы (табл. 10). Таблица 10 Влияние даларгина на иммунный ответ у крыс с разным типом ВНД после ТСЧМТ (М ± m)
Примечание: достоверность различий с контролем; между группами I и II: *^ - p<0,05 Количество АОК в группе I в 2 раза, антител в 1,5 раза превысило показатели группы без лечения, но контрольного уровня, не достигло. У крыс группы II, получавших препарат, через 9 месяцев после травмы количество АОК и титры антител соответствовали значениям контроля в то время как у крыс, перенесших травму без лечения, составляли лишь 69,3% и 70,6% от контрольных значений. Введение даларгина способствует установлению сильной прямой корреляционной связи между числом АОК и продуцируемых ими антиэритроцитарных антител (r=0,67 p<0,05). Каждый из данных показателей имел прямую корреляцию с горизонтальной активностью (r=0,58, p<0,05 в группе I и r=0,62 p<0,05 в группе II), а количество АОК – обратную связь с длительностью латентного периода (r=-0,58, p<0,05, в группе I и r=-0,72 p<0,05 в группе II). Сравнение результатов действия даларгина на центральную нервную и иммунную системы выявляло однонаправленность изменений их интегративных функций, приводящих к восстановлению деятельности обобщенной функциональной системы, её центральной архитектоники и исполнительных элементов. Это реализовалось через 9 месяцев после травмы улучшением функционирования центральной нервной и иммунной систем у крыс с низким типом ВНД и достижением полезного для организма приспособительного результата у животных с высоким типом ВНД, соответствующего аналогичному у здоровых особей и является еще одним из имеющихся доказательств общности пептидной регуляции нейронов и иммунокомпетентных клеток. ВЫВОДЫ 1. Высокий тип высшей нервной деятельности сочетается с высоким типом иммунного ответа организма, с большей устойчивостью к повреждению нейронов высших отделов регуляции психонейроиммунной системы и с более высокой способностью к сохранению объема памяти, ориентировочно-исследовательской деятельности и эмоционального состояния в раннем и отдаленном посттравматическом периодах. 2. Важное патогенетическое значение в развитии иммунодефицита в раннем посттравматическом периоде (1-14 суток) и его выраженности в отдаленном периоде травмы (1-9 месяцев) имеют расстройства нервных регуляторных механизмов, реализующиеся угнетением ориентировочно-исследовательского и болевого поведения, нарушениями в эмоциональной сфере, ускорением угасания рефлекса пассивного избегания и зависящие от типа высшей нервной деятельности. 3. В отдаленном периоде (1-9 месяцев) после тяжелой черепно-мозговой травмы в поле СА1 гиппокампа общая численная плотность нейронов уменьшается на 22,3%, а в заднем гипоталамическом поле на 17,1%, что несвойственно для неповрежденного головного мозга животных того же возраста. В большей степени (в 1,2 в гипоталамусе и в 1,5 раза в гиппокампе) нейроны высших отделов регуляции иммунной системы повреждаются у животных с низким типом высшей нервной деятельности. 4. Выраженность депрессии иммунного ответа в период ранних проявлений и отдаленных последствий тяжелой черепно-мозговой травмы зависит от типа высшей нервной деятельности. Снижение показателей системы иммунитета в посттравматическом периоде у животных с низким типом высшей нервной деятельности в 2-3 раза глубже, чем у крыс с высоким типом высшей нервной деятельности. 5. Нарушения функций системы иммунитета при тяжелой черепно-мозговой травме проявляются снижением количества CD3+, CD4+, CD8+ лимфоцитов, уменьшением активности их антиокислительной защиты в раннем периоде травмы и повышением CD8+ CD25+, CD95+, HLA-DR+ клеток на фоне CD3+ иммунодефицита, лейко-, лимфо- и моноцитопении, увеличением количества цитокинов: TNFα, IL-1β, IL-1ra, IL-2, IL-4, IL-6, IL-8 в крови и ткани головного мозга в отдаленном посттравматическом периоде. 6. Даларгин предотвращает расстройства ориентировочно-исследовательского поведения в отдаленном периоде тяжелой черепно-мозговой травмы у крыс с высоким типом высшей нервной деятельности и уменьшает ее выраженность у животных с низким типом высшей нервной деятельности, положительно влияет на изменение цитоархитектоники гиппокампа и заднего гипоталамического поля, снижая вероятность повреждения нейронов и дефицит общей численной плотности нейронов через 9 месяцев после травмы на 10-12%. 7. Даларгин оказывает иммуномодулирующее действие при травматическом повреждении головного мозга, предупреждая развитие посттравматической иммунодепрессии в период отдаленных последствий травмы в группе крыс с высоким типом высшей нервной деятельности и снижает ее выраженность у крыс с низким типом высшей нервной деятельности за счет увеличения количества антителообразующих клеток в селезенке (в 2 раза) и уровня антиэритроцитарных антител (в 1,5 раза). ^
^ АОК – антителообразующие клетки ВНД – высшая нервная деятельность СОД – супероксиддисмутаза ТСЧМТ – тяжелая сочетанная черепно-мозговая травма УРПИ – условный рефлекс пассивного избегания ЦНС – центральная нервная система ЭБ – эритроциты барана На правах рукописиЕМЕЛЬЯНОВ Юрий Валерьевич НАРУШЕНИЯ ПСИХОНЕЙРОИММУННЫХ ВЗАИМООТНОШЕНИЙ У БЕЛЫХ КРЫС ПОСЛЕ ТЯЖЕЛОЙ СОЧЕТАННОЙ ЧЕРЕПНО-МОЗГОВОЙ ТРАВМЫ 14.00.16 – патологическая физиология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Омск – 2009 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям