Способ коррекции морфологических изменений при травматическом повреждении головного мозга

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной фармакологии, и может быть использовано для коррекции структурных повреждений головного мозга при травматическом повреждении головного мозга. Способ коррекции морфологических изменений головного мозга при травматическом повреждении головного мозга включает воспроизведение травматического повреждения головного мозга у крыс мужского пола с массой тела 270±20 г. Для коррекции морфологических изменений триметазидин вводят внутрижелудочно в дозе 6,6 мг/кг в сутки, разделенной на 2 приема с интервалом 12 ч с 1 по 7 день эксперимента включительно. Причем триметазидин начинают вводить за 2 ч до моделирования экспериментального травматического повреждения головного мозга. Изобретение обеспечивает создание эффективного способа коррекции морфологических изменений головного мозга при экспериментальной модели травматического повреждения головного мозга. 13 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной фармакологии.

Прототипом заявленного решения является способ коррекции структурных повреждений головного мозга производным пиримидин-4-1(Н)-она под лабораторным шифром PDMGLY при моделировании травматического повреждения головного мозга у крыс (Хури, Е.И. Изучение церебропротекторной активности производных пиримидин-4-1(Н)-она при черепно-мозговой травме у экспериментальных животных: дис. … к-та фарм. наук : 14.03.06 / Е.И. – Хури. – Пятигорск, 2019. – 137 с. (80-83). Механизм их действия производного пиримидин-4-1(Н)-она под лабораторным шифром PDMGLY заключается в том, что оно восстанавливает функцию эндотелия, улучшает вазомоторный и антитромботический потенциал эндотелия сосудов, увеличивает утилизацию глюкозы головным мозгом, препятствует апоптозу и обладает антиоксидаными свойствами (Хури, Е.И. Изучение церебропротекторной активности производных пиримидин-4-1(Н)-она при черепно-мозговой травме у экспериментальных животных: дис. … к-та фарм. наук : 14.03.06 / Е.И. – Хури. – Пятигорск, 2019. – 137 с. (110-115).

Вторичные повреждения головного мозга при травматическом повреждении могут достигать 2/3 от общей зоны поражения [Zhang X., Satchell M.A., Clark R.S.B., Nathaniel P.D., Kochanek P.M., Graham S.H. Apoptosis // In: Clark R.S.B, Kochanek P.M., editor. In Brain Injury. Boston: Kluwer Academic Publishers. – 2001. – Р. 199–230.] и [Robertson G., Crocker S., Nicholson D. Neuroprotection by the inhibition of apoptosis.// Brain Pathol. – 2000. – Vol. 10, № 2. – P. 283-292.]. Основными факторами определяющие степень вторичного повреждения нервной ткани при травматическом повреждении головного мозга являются эксайтотоксичность (токсическое влияние высокого содержания «возбуждающих» аминокислот), воспаление, образование реактивных свободных радикалов кислорода, активация перекисного окисления липидов и запуск механизмов “программируемой” гибели клеток (апоптоза):

1. Кабанов А.А. Нейропротекция при травмах центральной нервной системы // Лечебное дело. – 2011. – №2. – С.59-68.

2. Крылов В.В., Пурас Ю.В. Патофизиологические механизмы вторичного повреждения мозга при черепно-мозговой травме // Неврологический журнал. – 2013. – № 4. – С.4-7.

3. Мороз В.В., Кармен Н.Б., Маевский Е.И. Механизмы вторичного повреждения нейронов при тяжелой черепно-мозговой травме (часть 2) // Общая реаниматология. – 2011. – VII, 5. – С.42-45.

Неотъемлемой частью эксайтотоксичности является перегрузка клетки кальцием, образование свободных радикалов, открытие метахондриальной макропоры через которые выходят протеолитические ферменты апоптоза.

Соответственно, другим путем коррекции способ коррекции структурных повреждений головного мозга при травматическом повреждении головного мозга может являться снижение перекисного окисления липидов за счет снижения активности 3-кетоацил КоА-тиолазы, препятствие перегрузке клетки Са²⁺; уменьшении явлений местного воспаления.

Поэтому способ коррекции способ коррекции структурных повреждений головного мозга производным пиримидин-4-1(Н)-она под лабораторным шифром PDMGLY при моделировании травматического повреждения головного мозга у крыс является не удовлетворительным.

Задачей изобретения является создание эффективного способа коррекции морфологических изменений головного мозга при экспериментальной модели травматического повреждения головного мозга, включающего использование триметазидина.

Задача решается способом коррекции морфологических изменений головного мозга при экспериментальной модели травматического повреждения головного мозга с использованием триметазидна.

Это приводит к выраженной коррекции морфологических изменений головного мозга при моделируемой патологии.

Положительные эффекты триметазидина можно связать со следующими свойствами:

1. Тримезидин блокируя 3-кетоацил КоА-тиолазы предотвращает β-окисление жирных кислот [Lopaschuk G.D., Barr R., Thomas P.D., Dyck J.R. Beneficial effects of trimetazidine in ex vivo working ischemic hearts are due to a stimulation of glucose oxidation secondary to inhibition of longchain 3-ketoacyl coenzyme a thiolase // Circ. Res. – 2003. – Vol. 93 (3). – P. 33–37.] и [Belardinelli R., Solenghi M., Volpe L., Purcaro A. Trimetazidine improves endothelial dysfunction in chronic heart failure: an antioxidant effect // Europ. Heart J. – 2007. – Vol. 28, N 9. – Р. 1102–1108]. Это приводит к снижению образования свободных радикалов.

2. Препятствует перегрузке клетки Са²⁺ [Cruz C, Zaoui A, Ayoub S et al. Alterations des myoxites isoles des ventricules de Coeur de rat adulte: protection par la trimetazidine. Concours Medical 1987; 36 (Suppl.): 3470–5.] и [Renaud JF. Internal pH, Na and Ca regulation by trimetazidine during cardiac cell acidosis. Cardiovasc Drugs Ther 1988; 1: 677–86.].

3. Уменьшает явления воспаления за счет снижения активации и миграции нейтрофилов [Tritto I., Wang P., Kuppusamy P. et al. The anti-anginal drug trimetazidine reduces neutrophil-mediated cardiac reperfusion injury // J. Cardiovasc. Pharmacol. – 2005. – Vol. 46 (1). – P. 89–98.].

СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ

Травматическое повреждение головного мозга вызвали (ЧМТ) у крыс мужского пола с массой тела 270±20 г. [Соколова Т.Ф., Редькин Ю.В. Способ нанесения дозированной закрытой черепно-мозговой травмы у белых крыс // Вопросы нейрохирургии. –1986. – № 2. – С. 68–6]). Воспроизводилась травма, соответствующая средней степени тяжести (по шкале оценки McGraW в модификации И.В. Ганнушкиной, 2,5-5,5 балла). Триметазидин (Предуктал МВ – ЗАО Сервье, Россия) начинали вводить за 2 часа до моделирования экспериментального травматического повреждения головного мозга, внутрижелудочно в дозе 6,6 мг/кг в сутки, доза была разделена на 2 приема, с интервалом 12 часов, терапия проводилась на протяжении всего периода эксперимента (7 суток).

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ.

При микроскопическом изучении гистологических срезов коры больших полушарий на поверхности извилин определяются участки мягкой или сосудистой оболочки, плотно прилегающей к веществу мозга, заходящей во все борозды и покрывающей все извилины. Сосудистая оболочка образована рыхлой волокнистой соединительной тканью, содержащей большое количество кровеносных сосудов. От сосудистой оболочки отходят тонкие волокна соединительной ткани в вещество мозга. Сосудистая оболочка участвует в образовании сосудистых сплетений, которые образованы рыхлой соединительной тканью содержащей расширенные капилляры фенестрированного типа и покрыты однослойным кубическим эпителием (Фиг. 1). На Фиг. 1 представлена микрофотография сосудистого сплетения интактного животного. Примечания: Строма ворсин образована рыхлой соединительной тканью, содержащей мелкие кровеносные сосуды. Снаружи ворсины окружены однослойным кубическим эпителием. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х400.

В области борозд, между сосудистой и паутинной оболочками находятся подпаутинные цистерны, заполненные спинномозговой жидкостью. По периферии извилин визуализируется более темный слой, соответствующий серому веществу, а в глубине извилин - более светлый слой соответствующий белому веществу (Фиг. 2А).

В сером веществе хорошо визуализируются все слои коры полушарий головного мозга. Непосредственно под мягкой мозговой оболочкой – молекулярный слой, содержащий преимущественно ядра клеток глии, далее определяется наружный зернистый слой, состоящий из очень мелких клеток пирамидальной формы, пирамидный слой содержит пирамидные нейроны средних размеров, внутренний зернистый слой содержит мелкие пирамидные и звездчатые клетки. В ганглиозном слое визуализируются гигантские пирамидные нейроны – клетки Беца (Фиг. 2Б). На Фиг. 2 представлена микрофотография коры полушарий головного мозга интактного животного. Примечания: Цитоархитектонические слои коры (А). Гигантские пирамидные нейроны – клетки Беца (Б). Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х200 (А). Ув. х400 (Б).

Форма клеток треугольная, их ядра округлые, темно базофильные, расположены в базальной части клетки. От апикальной части отходит апикальный дендрит, постепенно суживающийся и доходящий до молекулярного слоя. От латеральных углов тела гигантского нейрона отходят латеральные дендриты, ветвящиеся в пределах своего слоя. В некоторых клетках визуализируется базальный аксон, отходящий от середины основания тела и направляющийся вниз в белое вещество.

Между пирамидными нейронами в данном слое определяются еще крупные мультиполярные нейроны, округлой формы, сферическое ядро которых, светло базофильное и расположено в центре клетки. Ядрышко мелкое, темно базофильное, чаще расположено эксцентрично. Так же, визуализируются мелкие округлые глиоциты, базофильной окраски. И наконец, последний слой коры – слой полиморфных клеток, состоит из очень мелких разнообразной формы клеток.

Следует отметить наличие в веществе мозга, в области серого вещества, большого количества кровеносных сосудов, расположенных вертикально, по отношению к слоям (Фиг. 3), на котором представлена микрофотография коры полушарий головного мозга интактного животного. Примечания: Кровенаполненные кровеносные сосуды, в сером веществе, расположенные вертикально. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х400.

Белое вещество состоит только из нервных волокон, между которыми визуализируется большое количество мелких клеток глии и кровеносных сосудов (Фиг.4), на котором представлена микрофотография коры полушарий головного мозга интактного животного. Примечания: Белое вещество образовано нервными волокнами, расположенными под разными углами по отношению друг к другу. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х400.

В условиях эксперимента на 3 сутки на микрофотографиях визуализируются выраженные структурные изменения в веществе мозга, заключающиеся в наличии участков локального отека вещества мозга в сочетании с субарахноидальными и корковыми кровоизлияниями (Фиг. 5А). Под большим увеличением визуализируется пропитывание тканей мозга эритроцитами и определяется большое количество макрофагов (Фиг. 5Б). Фиг. 5 - микрофотография коры полушарий головного мозга на 3-и сутки после ЧМТ. Примечания: В веществе мозга визуализируются участки отека вещества мозга и кровоизлияний. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х200 (А). Ув. х400 (Б).

В непосредственной близости к зоне травмы и кровоизлияний сосудистая оболочка отечная, ее кровеносные сосуды расширены. На значительном протяжении наблюдается ее отслоение от вещества мозга. При этом в области извилин происходит сращение волокон рыхлой соединительной ткани сосудистой оболочки с веществом мозга, она отечная и инфильтрированная клетками (Фиг. 6) - Микрофотография коры полушарий головного мозга на 3-и сутки после ЧМТ. Примечания: Сосудистая оболочка, расположенная между извилин плотно сращена с веществом мозга. Она инфильтрированная, отечная, ее сосуды полнокровные. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х200.

В области серого вещества мозга, в непосредственной близости к зоне деструктивных изменений, наблюдаются локальные очаги скоплений глиальных клеток с хорошо выраженными границами (Фиг. 7 А, Б) - Микрофотография коры полушарий головного мозга на 3-и сутки эксперимента. Примечания: В сером веществе мозга визуализируются участки локальных скоплений глиоцитов с хорошо выраженными границами. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х200 (А). Ув. х400 (Б).

Вокруг кровеносных сосудов серого вещества выражены явления периваскулярного отека, а в кровеносных сосудах, локализованных между серым и белым веществом наблюдается кровенаполнение и расширение их просвета (Фиг. 8) - микрофотография коры полушарий головного мозга на 3-и сутки эксперимента. Примечания: На границе между серым и белым веществом кровеносные сосуды расширены и кровенаполнены. Выражены явления периваскулярного отека. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х200.

Относительно цитоархитектоники коры больших полушарий нарушений в расположении слоев не выявлено. Однако, в ганглиозном слое вокруг пирамидных нейронов наблюдается перицеллюлярный отек. Сами нейроциты, в сравнении с группой интактных животных, несколько уменьшены в размерах, их цитоплазма гомогенная, темнобазофильная. На Фиг. 9 представлена микрофотография коры полушарий головного мозга на 3-и сутки эксперимента. Примечания: В сером веществе мозга вокруг нейронов и глиоцитов выражены явления перицеллюлярного отека. Пирамидные нейроны сморщенные, гиперхромные. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х400.

На 7-е сутки эксперимента на всем протяжении поверхности полушарий головного мозга сосудистая оболочка плотно сращена с веществом мозга, утолщена, ее сосуды полнокровные и расширенные (Фиг. 10) - микрофотография коры полушарий головного мозга на 7-и сутки эксперимента. Примечания: Сосудистая оболочка, утолщена, плотно сращена с веществом мозга. Кровеносные сосуды расширенные и кровенаполненные. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х200 (А). Ув. х400 (Б).

Вокруг всех нейроцитов наблюдается перицеллюлярный отек. Визуализируются сморщенные и гиперхромные нейроны, преимущественно в пирамидных слоях серого вещества. Плотность клеток на единице площади значительно выше, чем на 3-и сутки эксперимента (Фиг. 11) - микрофотография коры полушарий головного мозга на 7-и сутки эксперимента. Примечания: В сером веществе мозга вокруг нейронов и глиоцитов явления перицеллюлярного отека. Пирамидные нейроны сморщенные, гиперхромные. Плотность клеток высокая. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х200 (А). Ув. х400 (Б).

В группе наблюдений с лечением препаратом ПРЕДУКТАЛ на 3 сутки в зоне травмы наблюдается кровоизлияние в вещество мозга на ширину 1/3 толщины серого вещества коры (Фиг. 12) - микрофотография коры полушарий головного мозга на 3-и сутки после ЧМТ в условиях лечения предукталом. Примечания: В сером веществе мозга определяется очаг кровоизлияния. Отек ткани мозга и инфильтрация мягкой мозговой оболочки. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х200.

Следует отметить наличие хорошо визуализируемой границы между зоной деструкции и здоровой тканью мозга. В поврежденной ткани наблюдается отек, наличие кистозоподобных полостей, низкая плотность клеток в сравнении со здоровой тканью. Визуализируется большое количество новообразованных кровеносных сосудов. В большинстве выражены явления периваскулярного отека и расширение просвета. Нейроны единичные, их тела сморщены, ядра пикнотичные. В поле зрения преобладают глиальные клетки и макрофаги. В непосредственной близости к зоне повреждения нейроциты округлые с хорошо выраженным ядром и ядрышком, на фоне перицеллюлярного отека. Сосудистая оболочка утолщена, инфильтрирована, отечна, ее сосуды расширены и кровенаполнены (Фиг. 13) - микрофотография коры полушарий головного мозга на 3-и сутки после ЧМТ в условиях лечения предукталом. Примечания: Хорошо выражена граница между зоной деструкции и здоровой тканью мозга. В поврежденной ткани наблюдается отек, наличие кистозоподобных полостей, низкая плотность клеток. В здоровой ткани мозга нейроциты округлые с хорошо выраженным ядром и ядрышком. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х200 (А). Ув. х400 (Б).

В группе наблюдений с лечением препаратом ПРЕДУКТАЛ на 7-и сутки в зоне травмы полного восстановления архитектоники мозга не наблюдается. При этом, диапедезных кровоизлияний нет, признаки перицеллюлярного и периваскулярного отека слабо выражены. Граница между зоной повреждения и здоровой тканью мозга слабо выражена за счет снижения воспалительный явлений и преобладания регенераторных процессов (Фиг. 13.1 А). При оценке клеточного состава, в поле зрения преобладают глиальные элементы, формирующие широкую зону так называемого глиального рубца (Фиг. 13.1 Б,В). В сравнении с предыдущими сутками плотность клеток возрастает. Визуализируемые мелкие кровеносные сосуды кровенаполнены (Фиг. 13.1 В) - микрофотография коры полушарий головного мозга на 7-е сутки после ЧМТ в условиях лечения предукталом. Примечания: Ув. х200 (А), Ув. х200 (Б), Ув. х400 (В). Окрашено гематоксилином и эозином (Б), по Маллори (В), По методу Ван Гизонн (А).

На некотором расстоянии от зоны контакта поврежденной ткани мозга и неповрежденной визуализируется полностью сохранная архитектоника, нейроциты классической формы и размеров, в единичных случаях определяются гиперхромные нейроны с перицеллюлярным отеком и локальные скопления глиальных клеток (Фиг. 13.1 Е). При этом степень выраженности реактивных изменений незначительна (Фиг. 13.1 Г, Д) - микрофотография коры полушарий головного мозга на 3-и сутки после ЧМТ в условиях лечения предукталом. Примечания: Ув. х200 (Г), Ув. х400 (Д), Ув. х400 (Е). Окрашено гематоксилином и эозином (Е), По методу Ван Гизонн (Г, Д).

Таким образом, происходит выраженная коррекция морфологических изменений при травматическом повреждении головного мозга под действием при использовании триметазидина.

Способ коррекции морфологических изменений головного мозга при травматическом повреждении головного мозга, включающий воспроизведение травматического повреждения головного мозга у крыс мужского пола с массой тела 270±20 г, отличающийся тем, что для коррекции морфологических изменений триметазидин вводят внутрижелудочно в дозе 6,6 мг/кг в сутки, разделенной на 2 приема с интервалом 12 ч с 1 по 7 день эксперимента включительно, причем триметазидин начинают вводить за 2 ч до моделирования экспериментального травматического повреждения головного мозга.