nmpЖурнал им. Н.В. Склифосовского «Неотложная медицинская помощь»Russian Sklifosovsky Journal "Emergency Medical Care"2223-90222541-8017“N.V. Sklifosovsky Research Institute for Emergency Medicine”10.23934/2223-9022-2020-9-2-251-258nmp-938Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESМорфофункциональная характеристика отека-набухания коры головного мозга белых крыс после тяжелой черепно-мозговой травмы без и на фоне применения L-лизина эсцинатаMorphofunctional Characteristic of Edema-Swelling of the Cerebral Cortex of White Rats After Severe Traumatic Brain Injury Without the Use of L-Lysine Escinate and Against the Background of Its Usehttps://orcid.org/0000-0002-9763-2981КошманИ. П.KoshmanI. P.

Кошман Игорь Петрович, очный аспирант кафедры неврологии и нейрохирургии

644099, Омск, ул. Ленина, д. 12

Full-time graduate student of the Department of Neurology and Neurosurgery

12 Lenina St., Omsk 644099

koshman.ip@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-0741-3337СтепановС. С.StepanovS. S.

Степанов Сергей Степанович, доктор медицинских наук, старший научный сотрудник кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии

644099, Омск, ул. Ленина, д. 12

 

Doctor of Medical Sciences, Senior Researcher, Department of Histology, Cytology and Embryology, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education

12 Lenina St., Omsk 644099

serg_stepanov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0936-3137ШороноваА. Ю.ShoronovaA. Y.

Шоронова Анастасия Юрьевна, ассистент кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии

644099, Омск, ул. Ленина, д. 12

Assistant, Department of Histology, Cytology and Embryology, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education

12 Lenina St., Omsk 644099

nastasya1994@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2534-6329КалиничевА. Г.KalinichevA. G.

Калиничев Алексей Геннадьевич, доктор медицинских наук, профессор кафедры неврологии и нейрохирургии

644099, Омск, ул. Ленина, д. 12

Doctor of Medical Sciences, Professor of the Department of Neurology and Neurosurgery

12 Lenina St., Omsk 644099

akalinichev59@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-6097-7970АкулининВ. А.AkulininV. A.

Акулинин Виктор Александрович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой гистологии, цитологии и эмбриологии

644099, Омск, ул. Ленина, д. 12

Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Department of Histology, Cytology and Embryology

12 Lenina St., Omsk 644099

akulinin@omsk-osma.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4976-7539АвдеевД. Б.AvdeyevD. B.

Авдеев Дмитрий Борисович, кандидат ветеринарных наук, старший преподаватель кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии

644099, Омск, ул. Ленина, д. 12

Candidate of Veterinary Sciences, Senior Lecturer, Department of Histology, Cytology and Embryology, Federal StateBudgetary Educational Institution of Higher Education

12 Lenina St., Omsk 644099

avdeev86@inbox.ruСергеевВ. И.SergeyevV. I.

Сергеев Владислав Игоревич, студент 3-го курса стоматологического факультета

644099, Омск, ул. Ленина, д. 12

3rd year student of the Faculty of Dentistry, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education

12 Lenina St., Omsk 644099

vlad300399@mail.ruФГБОУ ВО «Омский государственный медицинский университет» МЗ РФРоссияOmsk State Medical UniversityRussian Federation20202110202092251258Copyright © Кошман И.П., Степанов С.С., Шоронова А.Ю., Калиничев А.Г., Акулинин В.А., Авдеев Д.Б., Сергеев В.И., 20202020Кошман И.П., Степанов С.С., Шоронова А.Ю., Калиничев А.Г., Акулинин В.А., Авдеев Д.Б., Сергеев В.И.Koshman I.P., Stepanov S.S., Shoronova A.Y., Kalinichev A.G., Akulinin V.A., Avdeyev D.B., Sergeyev V.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.jnmp.ru/jour/article/view/938

Цель Исследование посвящено морфометрической оценке проявлений отека-набухания соматосенсорной коры (ССК) головного мозга белых крыс после тяжелой черепно-мозговой травмы (ТЧМТ) на фоне использования в качестве лечебного воздействия L-лизина эсцината.

Методы исследования Использована окраска срезов гематоксилином-иозином и методы морфометрии. На тонких (4 мкм) серийных фронтальных срезах ССК изучены нейроны и микрососуды в контроле (интактные животные, n=5), через 1 (n=5), 3 (n=5), 5 (n=5), 7 (n=5) и 14 (n=5) суток после травмы без лечения (n=25, группа сравнения) и с лечением (n=25, основная группа). На цветных растровых изображениях (объектив х100) с помощью плагин-фильтра “Find Maxima” определяли зоны максимальной яркости, которые затем анализировали с помощью “Analyze Particles” из программы ImageJ 1.52s. Зоны соответствовали участкам ССК с высокой степенью гидратации нервной ткани - отек-набухание. Статистические гипотезы проверяли с помощью непараметрических критериев.

Результаты и обсуждение У контрольных животных отмечена низкая степень гидратации нервной ткани ССК (относительная площадь 3−8%). В группе сравнения через 1 и 3 суток после ТЧМТ очаги отека-набухания охватывали до 30% ССК, через 5 суток - до 15%, через 7 суток - до 20%, через 15 - до 18%. Отмечалась значительная гетероморфность и гетерогенность изменений в нейропиле, вокруг нейронов и сосудов. В динамике посттравматического периода доля крупных очагов отека-набухания (интра- и перинейрональных, периваскулярных) снижалась. В основной группе через одни сутки после ТЧМТ было статистически значимо меньшее количество очагов отека-набухания и их общая относительная площадь была меньше, чем в группе сравнения. Значительно уменьшался разброс значений данных переменных. Наиболее эффективно L-лизина эсцинат действовал на водный баланс в остром посттравматическом периоде (1-е и 3-и сутки). Препарат «сглаживал»  пики проявлений (количество, площадь очагов) отека-набухания: значения изученных морфометрических показателей статистически значимо отличались. Следовательно, морфометрическиепризнаки гидропической дистрофии после ТЧМТ выявлялись в обеих изученных группах на протяжении 15 суток наблюдения.

Заключение После ТЧМТ увеличивалась степень гидратации нервной ткани ССК. L-лизин эсцинат статистически значимо уменьшал проявления гидропической дистрофии. Особенно выраженное влияние препарата на степень гидратации нервной ткани отмечено в раннем посттравматическом периоде.

Aim of study The study is devoted to a morphometric assessment of the manifestations of edema-swelling of the somatosensory cortex (SSC) of the brain of white rats after severe traumatic brain injury (TBI) without using L-lysine escinate and when using it as a therapeutic effect.

Material and methods We stained sections with hematoxylin-eosin and performed morphometric methods. On thin (4 μm) serial frontal sections of SSC, neurons and microvessels in the control (intact animals, n=5) were examined in 1 (n= 5), 3 (n=5), 5 (n=5), 7 (n=5) and 14 (n=5) days after injury without treatment (n=25, comparison group) and with treatment (n=25, main group). In color raster images (lens x100), using the plug-in filter “Find Maxima”, maximum brightness areas (MBA) were determined , which were then analyzed using the “Analyze Particles” program from ImageJ 1.52 s. MBA corresponded to SSC sites with a high degree of hydration of nerve tissue - edema-swelling. Statistical hypotheses were tested using nonparametric criteria.

Results and discussion In control animals, a low degree of hydration of SSC tissue was noted (relative area 3-8%). In the comparison group, 1 and 3 days after STBI, foci of edema-swelling covered up to 30% of SSC, in 5 days - up to 15%, in 7 days - up to 20%, in 15 - up to 18%. Significant heteromorphism and heterogeneity of changes in the neuropil around neurons and blood vessels was noted. In the dynamics of the post-traumatic period, the proportion of large foci of edema-swelling (intra- and perineuronal, perivascular) decreased. In the main group, one day after STBI, there was a statistically significantly smaller number of foci of edema-swelling and their total relative area. The values range of these variables significantly decreased. L-lysine escinat affected the water balance most effectively in the acute post-traumatic period (day 1 and 3). The drug “smoothed out” the manifestation peaks (number, focal area) of edema-swelling: the values of the studied morphometric indicators were statistically significantly different. Consequently, morphometric signs of hydropic dystrophy after STBI were detected in both studied groups during the 15 days of observation.

Conclusion The degree of SSC nervous tissue hydration increased after STBI. L-lysine escinate statistically significantly reduced manifestations of hydropic dystrophy. The drug significantly affected the degree of hydration of neural tissue observed in the early post-traumatic period.

черепно-мозговая травманеокортексотек-набуханиеморфометриякрысы WistarL-лизина эсцинатtraumatic brain injuryneocortexedema-swellingmorphometryWistar ratsL-lysine escinateДанная работа выполнена при поддержке Фонда содействия инновациям по программе «УМНИК» №14 от 15.12.2017 г. и внутреннего гранта ФГБОУ ВО Омского государственного медицинского университета № 574 от 24.11.2017 г.This work was supported by the Foundation for the Promotion of Innovation under the «UMNIK» program No. 14 dated December 15, 2017 and the internal grant No. 574 of the Omsk State Medical University dated November 24, 2017ReferencesАханов Г.Ж., Дюсембеков Е.К., Нурбакыт А.Н. Клинико-эпидемиологические аспекты черепно-мозговой травмы. Нейрохирургия и неврология Казахстана. 2017;2(47):65–71.Akhanov GZh, Dyusembekov EK, Nurbakyt AN. Clinical and epidemiological aspects of an isolated craniocerebral trauma. Neurosurgery and Neurology of Kazakhstan. 2017;2(47):65–71. (In Russ).Лихтерман Л.Б. Черепно-мозговая травма. Диагностика и лечение. Москва; ГЭОТАР-Медиа; 2014.Likhterman LB. Cherepno-mozgovaya travma. Diagnostika i lechenie. Moscow; GEOTAR-Media Publ., 2014. (In Russ).Крылов В.В., Коновалов А.Н., Дашьян В.Г., Кондаков Е.Н., Таняшин С.В., Горелышев С.К. и др. Состояние нейрохирургической службы Российской Федерации. Журнал Вопросы нейрохирургии имени Н.Н. Бурденко. 2017;1(81):5–12.Krylov VV, Konovalov AN, Dash’yan VG, Kondakov EN, Tanyashin SV, Gorelyshev SK, et al. Neurosurgery in Russian Federation. Burdenko’s Journal of Neurosurgery. 2017; 1(81):5–12. (In Russ).Hackenberg K, Unterberg A. Schädel-Hirn-Trauma [Traumatic brain injury]. Nervenarzt. 2016; 87(2):203–216. [in German] PMID: 26810405. PMID: 26810405 https://doi.org/10.1007/s00115-015-0051-3Hackenberg K, Unterberg A. Schädel-Hirn-Trauma [Traumatic brain injury]. Nervenarzt. 2016; 87(2):203–216. (in German). PMID: 26810405. PMID: 26810405 https://doi.org/10.1007/s00115-015-0051-3Задворнов А.А., Голомидов А.В., Григорьев Е.В. Клиническая патофизиология отека головного мозга (часть 2). Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2017;14(4):52–60. https://doi.org/10.21292/2078-5658-2017-14-4-52-60Zadvornov AA, Golomidov AV, Grigor’ev EV. Clinical pathophysiology of cerebral edema (part 2). Messenger of Anesthesiology and Resuscitation. 2017;14(4):52–60. (In Russ).Крылов В.В., Петриков С.С., Солодов А.А. Внутричерепная гипертензия. Москва; БИНОМ; 2016.Krylov VV, Petrikov SS, Solodov AA. Vnutricherepnaya gipertenziya. Moscow: BINOM Publ.; 2016. (In Russ).Латышева В.Я., Курман В.И., Цуканов А.Н., Усова Н.Н., Галиновская Н.В., Олизарович М.В. Отек головного мозга: этиопатогенез, клиника, диагностика, лечение: практическое пособие для врачей. Гомель; 2016.Latysheva VY, Kurman VI, Tsukanov AN, Usova NN, Galinovskaya NV, Olizarovich MV. Otek golovnogo mozga: etiopatogenez, klinika, diagnostika, lechenie. Gomel’; 2016. (In Russ).Петриков С.С., Солодов А.А., Бадыгов С.А., Мехиа Мехиа Э.Д., Крылов В.В. Влияние L-лизина эсцината на внутричерепное давление у пострадавших с тяжелой черепно-мозговой травмой, находящихся в критическом состоянии. Журнал им. Н.В. Склифосовского Неотложная медицинская помощь. 2016;2:31–36.Petrikov SS, Solodov AA, Badygov SA, Mekhia Mekhia ED, Krylov VV. The effect of L-lysine of escinate on intracranial pressure in patients with severe traumatic brain injury who are in critical condition. Russian Sklifosovsky Journal Emergency Medical Care. 2016; 2:31–36. (In Russ).Мирзабаев М.Ж., Дюсембеков Е.К., Алиев М.А. Динамика и пути коррекции внутричерепного давления у пациентов с тяжелой черепно-мозговой травмой. Вестник алматинского государственного института усовершенствования врачей. 2017;3:42–27.Mirzabaev MZh, Djusembekov EK, Aliev MA. Dynamics and correction ways of intracranial pressure in patients with heavy brain injury. Herald of Almaty State Institute of Advanced Education. 2017;3:42–27. (In Russ).Schwarzmaier SM, Gallozzi M, Plesnila N. Identification of the Vascular Source of Vasogenic Brain Edema following Traumatic Brain Injury Using In Vivo 2-Photon Microscopy in Mice. J Neurotrauma. 2015;32(13):990–1000. PMID: 25585052 https://doi.org/10.1089/neu.2014.3775Schwarzmaier SM, Gallozzi M, Plesnila N. Identification of the Vascular Source of Vasogenic Brain Edema following Traumatic Brain Injury Using In Vivo 2-Photon Microscopy in Mice. J Neurotrauma. 2015;32(13):990–1000. PMID: 25585052 https://doi.org/10.1089/neu.2014.3775Задворнов А.А., Голомидов А.В., Григорьев Е.В. Клиническая патофизиология отека головного мозга (часть 1). Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2017;14(3):44–50. https://doi.org/10.21292/2078-5658-2017-14-3-44-50Zadvornov AA, Golomidov AV, Grigor’ev EV. Clinical pathophysiology of cerebral edema (Part 1). Messenger of Anesthesiology and Resuscitation. 2017;14(3):44–50. (In Russ). https://doi.org/10.21292/2078-5658-2017-14-3-44-50Stokum JA, Gerzanich V, Simard JM. Molecular pathophysiology of cerebral edema. J Cereb Blood Flow Metab. 2016;36(3):513–538. PMID:26661240 https://doi.org/10.1177/0271678x15617172Stokum JA, Gerzanich V, Simard JM. Molecular pathophysiology of cerebral edema. J Cereb Blood Flow Metab. 2016;36(3):513–538. PMID: 26661240 https://doi.org/10.1177/0271678x15617172Ng SY, Lee AYW. Traumatic Brain Injuries: Pathophysiology and Potential Therapeutic Targets. Front Cell Neurosci. 2019;13:528. PMID: 31827423 https://doi.org/10.3389/fncel.2019.00528Ng SY, Lee AYW. Traumatic Brain Injuries: Pathophysiology and Potential Therapeutic Targets. Front Cell Neurosci. 2019;13:528. PMID: 31827423. https://doi.org/10.3389/fncel.2019.00528Парфенов В.А. Использование L-лизина эсцината при заболеваниях центральной нервной системы. Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2011;3(4):99–104.Parfenov VA. The use of L-lysine of escinate in diseases of the central nervous system. Neurology, Neuropsychiatry, Psychosomatics. 2011;3(4):99–104. (In Russ).Бадалов В.И., Шевелев П.Ю., Рева В.А., Семенов Е.А., Аджиева З.Н., Михайловская Е.М. и др. Разработка экспериментальной модели тяжелой черепно-мозговой травмы. Военно-медицинский журнал. 2018;339(7):15–21.Badalov VI, Shevelev PYu, Reva VA, Semenov EA, Adzhieva ZN, Mikhailovskaya EM, et al. Development of an experimental model of severe traumatic brain injury. Voenno-medicinskij zhurnal. 2018; 339(7):15–21. (In Russ).Paxinos G, Watson C. The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. The New coronal set. 5th ed. San Diego: Elsevier Academic Press; 2005.Paxinos G, Watson C. The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. The New coronal set. 5th ed. San Diego: Elsevier Academic Press; 2005.Боровиков В. Statistica. Искусство анализа данных на компьютере. 2-е изд. Санкт-Петербург: Издательство Питер; 2003.Borovikov V. Statistica. Iskusstvo analiza dannykh na komp’yutere. 2nd ed. Saint Petersburg: Piter Publ.; 2003. (In Russ).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.