Изолированное и комплексное влияние транскраниальной низкочастотной электростимуляции совместно с фармакологическими и биологическими методами нейропротекции на состояние перифокальных зон очагов экспериментальной деструкции головного мозга после их хирур

Изолированное и комплексное влияние транскраниальной низкочастотной электростимуляции совместно с <a href=фармакологическими и биологическими методами нейропротекции на состояние перифокальных зон очагов экспериментальной деструкции головного мозга после их хирургической обработки (морфологические аспекты)">

В ряде работ показано, что при электрическом возбуждении возникает изменение вязко-эластических свойств не только сократимых тканей, но и других возбудимых тканей, в частности нервной [1-3]. В современной медицинской практике электротерапия занимает одно из основных мест в физической медицине [4, 5]. В модельных экспериментах нами показано, что переменный электрический ток низкой частоты изменяет степень гидратации глобулярного белка [6]. В эксперименте нами также показано, что низкочастотные переменные электрические токи в зависимости от частоты обладают нейропротекторным действием, снижая степень накопления кальция и повышая степень накопления магния травмированной нервной ткани [7]. Кроме этого возникает изменение степени дистрофизации нейронов перифокальной зоны очага, происходит уплотнение их цитоплазмы. Нейропроткекоторный эффект тока усиливает энтерально введенный животным сульфат магния [8]. Показано, что переменный электрический ток и трансплантация эмбриональной нервной ткани (ТЭНТ) обладает нейропротекторным эффектом [9].

Целью нашей работы было исследование изолированного и комбинированного с фармакологическими и биологическими факторами нейропротекции влияния низкочастотного переменного электрического тока на состояние перифокальной зоны после хирургической отработки очагов экспериментальной деструкции головного мозга.

Материал и методы

В нашей работе было использовано 80 белых лабораторных крыс. Контрольные группы – интактные животные – по 5 животных, животные с открытой дозированной ЧМТ – по 15 животных. Опытные группы: 1) совместное применение хирургической обработки и низкочастотной электростимуляции в динамике ЧМТ- 15 животных; 2) совместное применение ХО, СМ и низкочастотной электростимуляции в динамике ЧМТ- 15 животных; 3) совместное применение ХО, ТЭНТ и низкочастотной электростимуляции – 15 животных; 4) совместное применение ХО, трофина и низкочастотной электростимуляции — 15 животных. Вышеприведенные группы разделяли на три подгруппы (по 5 животных) в зависимости от экспериментальных сроков – 7, 14 и 30 суток.

Методика нанесения открытой дозированной травмы и хирургической обработки путем отмывания мозгового детрита и сгустков крови описаны в работе [10]. В качестве экспериментальной нейропротекторной терапии использовался кальциевый блокатор – сульфат магния (10 % р-р энтерально), пирацетам (2% р-р 0,1 мл парентерально), альфа-липоевая кислота (парентерально в дозе 60 мг). После нанесения травмы по вышеописанной методике производили ХО с последующей трансплантацией ЭНТ. Беременным самкам на последней неделе беременности под эфирным наркозом производили кесарево сечение, выделяли эмбрионы. Последним производили краниотомию, а затем извлекли головной мозг. Выделяли участки сенсомоторной коры размером 1х1 мм, которые помещались в стерильный физиологический раствор. Выделенный эмбриональный материал помещался в мозговую рану после удаления первичного травматического субстрата.

После создания открытой дозированной проникающей ЧМТ и ХО методом отмывания мозгового детрита и сгустков крови опытным животным вводили в послеоперационном периоде внутрибрюшинно один раз в трое суток препарат «Трофин» в дозе 0,16 мл. Животных на седьмые, четырнадцатые и тридцатые сутки после операции выводили из эксперимента, вскрывали полость черепа и извлекали головной мозг.

Источником транскраниальной электростимуляции служил генератор низкой частоты Г 6-28. Генератор давал возможность регулировать силу тока (10 мА) и его частоту (45 Гц), при этом электрический ток пропускали через очаг и поврежденное полушарие транскраниально. Игольчатые электроды вводили поднадкостнично в теменно-височных областях с двух сторон. Время электростимуляции 10 минут.

Для электронно-микроскопического исследования брались участки мозгового вещества из корково-подкорковой области на стороне поражения. Материал фиксировался в 1%-ном растворе осмиевой кислоты и 2,5%-ном растворе глютаральдегида на фосфатном буфере с последующей дофиксацией в 1%-ном растворе осмиевой кислоты. Дегидратация в спиртах по нарастающей концентрации с дальнейшим заключением в эпон-аралдит. Контрастирование проводили раствором уранил-ацетатом. Из эпоксидных бликов изготавливали ультратонкие срезы при помощи микротома Райхерд (Германия) и ЛКБ (Швеция). Анализировали полутонкие и ультратонкие срезы. Срезы просматривали в электронном микроскопе ЕМ – 400 Т Фирмы Philips (Голландия). Полутонкие срезы из эпоксидных блоков толщиной до 1 мкм окрашивали метиленовым синим и просматривали в микроскопе «Оптон» Германия. Производили изготовление микрофотографий и морфометрические исследования. Идентификацию процессов в ткани головного мозга проводили путем морфометрической обработки полутонких срезов (гистологическое исследование) и электронограмм с использованием системы анализатора изображений ИБАС-2000 фирмы «Оптон». Проводился морфометрический анализ. Подсчитывали абсолютное количество или процентное соотношение в 100 клетках, наблюдаемое в 10 полях зрения микроскопа интактных, патологически измененных нейронов и глиальных клеток. Индекс нейрон – глия подсчитывали как отношение общего количества нейронов к количеству глиальных клеток. Диаметр микрососудов определяли на тех же участках, где подсчитывали клетки. Электронограммы обрабатывали по следующей схеме:

- процентное содержание хроматина в ядрах нейронов определялись из расчета на 10 ядер на 1 наблюдение в каждой исследуемой группе животных;

— соотношение площади митохондрий к площади участка цитоплазмы определяли из расчета 10 произвольно выбранных участков цитоплазмы в 10 нервных клетках в каждой исследуемой группе животных;

— в синапсах определяли соотношение длины активной зоны синапса к общей длине контакта. Для расчета брали 10 синаптических контактов у животных каждой группы. Аналогичным способом исследовали количество синаптических везикул в пресинапсе.

Для оценки морфофункционального состояния ткани головного мозга мы проводили морфологические и морфометрические исследования.

Все полученные в работе материалы обработаны методами вариационной статистики в пакете Microsoft Excel.

Результаты и обсуждение

Как видно из таблиц 1 и 2, при изолированном применении тока количество интактных нейронов практически не отличается по сравнению с контролем ЧМТ. При добавлении в экспериментальную схему лекарственных веществ только на четвертую неделю послеоперационного периода имеет место их рост по сравнению с контролем ЧМТ в 1,37 раза. При совместном использовании тока и НТФ или ТЭНТ отмечено увеличение количества интактных нейронов с первой недели послеоперационного периода и в дальнейшем в ходе эксперимента по сравнению с контролем ЧМТ в 1,37 раза. Количество измененных нейронов при изолированном применении тока снижается по сравнению с контролем ЧМТ на 30%. Однако на вторую неделю отмечено повышение их количества по сравнению с обоими контролями в 1,2 раза. Имеет место снижение количества дистрофически измененных нейронов на четвертую неделю эксперимента (на 20%). При введении в экспериментальную схему лекарственных веществ отмечен рост измененных нейронов с первой по четвертую неделю эксперимента в 1,2 раза в остром послеоперационном периоде. Затем их количество возросло в 1,5-1,8 раза. На тридцатые сутки ТЭНТ IА приводит к снижению количества измененных нейронов на 20% по сравнению с контролем ХО. Нейротрофины IА приводят к росту количества измененных нейронов в 1,2 раза в течение первой-второй недели эксперимента, затем происходит их снижение на 30 — 40%.

Что касается глиальной реакции, то при изолированном применении IА отмечается ее снижение на 20% по сравнению с обоими контролями на вторую и четвертую недели экспериментов. При введении в экспериментальную схему лекарственных веществ имеет место снижение количества глиальных клеток во все экспериментальные сроки на 20-30%, максимальное их снижение отмечено в группе животных, где ток применялся совместно с нейротрофическим фактором (НТФ). В данном случае происходило снижение глиальной реакции по сравнению с обоими контролями на 30-40% на протяжении всего послеоперационного периода. Соответственно этому индексы нейрон – глия были минимальными при изолированном применении тока – 1,5–1,8, максимальное его значение имело место при совместном применении тока и биологических факторов нейропротекции – 1,8–3.

При изолированном применении IА отмечено, что диаметр внутримозговых капилляров не отличался от контрольных значений – сохранялась посттравматическая вазодилятация. При введении в экспериментальную схему лекарственных веществ и ТЭНТ отмечалось уменьшение диаметра микрососудов по сравнению с контролем «Травма» на 22-28%. Нейротрофины и ток снижал диаметр капилляров в поврежденной нервной ткани на 27-44% по сравнению с контролем «Травма». Электростимуляция и совместное применение IА и СМ приводит к росту соотношения ядерного хроматина к площади нуклеоплазмы со второй недели эксперимента в 1,2 раза по сравнению с контролем «Травма». При введении в схему ТЭНТ отмечается рост данного показателя в 1,25-1,27 раза, а при введении в схему НТФ – в 1,36 раза по сравнению с контролем «Травма».

Изолированное применение IА и совместное применение с СМ практически не приводит к увеличению площади, занимаемой митохондриями в цитоплазме нейронов. При применении тока и ТЭНТ отмечено увеличение этого показателя в ранний послеоперационный период в 1,38 раза на первую неделю эксперимента по сравнению с контролем «Травма». Нейротрофины и ток приводят к активации энергообразующей функции нейронов на протяжении всего послеоперационного периода (в 1,38-1,2 раза по сравнению с контролем «Травма»). Что касается синаптического аппарата, то в коре головного мозга при IА воздействии не отмечается снижение степени выраженности его дистрофических изменений в раннем послеоперационном периоде, только через месяц эксперимента имеет место увеличение синаптических везикул в пресинапсе в 1,25 раза по сравнению с контролем «Травма». При совместном применении IА и СМ по сравнению с контролем «Травма» отмечен рост длины активной зоны синапса к площади синаптического контакта в 1,25 раза на первую и вторую неделю эксперимента. При совместном применении тока и ТЭНТ по сравнению с контролем «Травма» имеет место рост этого показателя в 1,48-1,5 раза на протяжении всего экспериментального срока. При совместном применении нейротрофинов и тока отмечена значительная активация синаптической функции — рост длины активной зоны синапса к площади синаптического контакта на протяжении всего экспериментального срока в 1,5-1,6 раза.

Таким образом, при изолированном применении транскраниальной электростимуляции в течение первой недели послеоперационного периода в перифокальной зоне имеют место преимущественно деструктивные процессы, так как действие его направлено на изменение физико- химического состояния некротических масс и степени их демаркации. При введении в экспериментальную схему медикаментов отмечены деструктивно-реактивные изменения нейронов и глии перифокальной зоны, явления незначительной активации их энергообразующей функции. Отмечены явления глиоза и вазопареза в перифокальной зоне. Основные морфофункциональные показатели нейронов перифокальной зоны снижены и составляют 47-55% от значений интактного мозга. При применении тока и биологических факторов имеют место реактивные изменения нейронов и глии с признаками активации энергообразующей и белковосинтетической функции нейронов, а также синаптической функции нейронов. Причем при применении ТЭНТ и тока отмечен рост количества интактных нейронов в 1,33 раза, площадь, занимаемая хроматином в нуклеоплазме, возрастает в 1,27 раза, а площадь, занимаемая митохондриями, в 1,38 раза. Повышается соотношение длины активной зоны синапса к общей длине контакта в 1,42 раза. Достоверно растет синаптическая функция. Основные морфофункциональные показатели нейронов перифокальной зоны составляют 53-60% от значений интактного мозга. На вторую неделю эксперимента при изолированном токовом влиянии деструктивные изменения в перифокальной зоне сохраняются. Значения энергообразующей, белковосинтетической и синаптической функции не отличаются от контроля «Травма» или находится ниже последнего, однако имеет место рост количества интактных нейронов и снижение диаметра микрососудов по сравнению с контролем «Травма». При введении в эксперимент фармакологических факторов отмечена незначительная активация белковосинтетической, энергообразующей и синаптической функции. Основные морфофункциональные показатели нейронов перифокальной зоны снижены и составляют 63-74% от значений интактного мозга. При применении тока и биологических факторов на вторую неделю отмечены реактивные изменения нейронов и глии, дистонические явления в микроциркуляторном русле, преимущественное восстановление синаптической функции.

На четвертую неделю эксперимента при изолированном применении электростимуляции сохраняются преимущественно деструктивно – реактивные изменения в перифокальной зоне. При введении в эксперимент медикаментозной схемы отмечены явления незначительной активации белковосинтетической функции, энергообразующей и синаптической функции. Основные морфофункциональные показатели нейронов перифокальной зоны снижены и составляют 63-74% от значений интактного мозга. Использование биологических факторов и тока приводит к восстановлению гисто- и ангоархитектоники перифокальной зоны.

Основные морфо функциональные показатели нейронов перифокальной зоны составляют 73-85% от значений интактного мозга.

Выводы

1. Изолированное применение электростимуляции вызывает преимущественно деструктивные и реактивно-деструктивные изменения в перифокальной зоне очага деструкции головного мозга после его хирургической обработки.

2. Сочетанное применение электростимуляции и фармакологических факторов приводит к незначительной активации белковосинтетической функции, энергообразующей и синаптической функции нейронов перифокальной зоны.

3. Применение транскраниальной электростимуляции с биологическими факторами приводят к ранней активации метаболической функции нейронов перифокальной зоны с восстановлением ее гисто- и ангоархитектоники к четвертой неделе.


Источник: “http://www.mif-ua.com/archive/article/20237”

ТОП новости

Вход

Меню пользователя