Е.Е. Генрихс, Е.В. Стельмашук, И.В. Барсков, М.В. Оборина, С.В. Новикова, П.М. Крупенин, Л.Г. Хаспеков, Н.К. Исаев ФОКАЛЬНАЯ ТРАВМА ЛЕВОГО ПОЛУШАРИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС ВЫЗЫВАЕТ ЧАСТИЧНОЕ НАРУШЕНИЕ ФУНКЦИЙ ЛЕВЫХ КОНЕЧНОСТЕЙ (C. 4-9)

Е.Е. Генрихс *, Е.В. Стельмашук *, И.В. Барсков *, М.В. Оборина*, С.В. Новикова *, П.М. Крупенин *, Л.Г. Хаспеков *, Н.К. Исаев *,**

ФОКАЛЬНАЯ ТРАВМА ЛЕВОГО ПОЛУШАРИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС ВЫЗЫВАЕТ ЧАСТИЧНОЕ НАРУШЕНИЕ ФУНКЦИЙ ЛЕВЫХ КОНЕЧНОСТЕЙ

*ФГБНУ «Научный центр неврологии», Москва, Россия;

** МГУ им. М.В. Ломоносова, НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского

*Research Center of Neurology, Moscow, Russia;

**Lomonosov Moscow State University, Belozersky Institute of Physico-Chemical Biology, Moscow, Russia

 

ФОКАЛЬНАЯ ТРАВМА ЛЕВОГО ПОЛУШАРИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС ВЫЗЫВАЕТ ЧАСТИЧНОЕ НАРУШЕНИЕ ФУНКЦИЙ ЛЕВЫХ КОНЕЧНОСТЕЙ
Е.Е. Генрихс, Е.В. Стельмашук, И.В.Барсков, М.В. Оборина, С.В. Новикова, П.М. Крупенин, Л.Г.Хаспеков, Н.К. Исаев
Открытую черепно-мозговую травму (ЧМТ) сенсоромоторной коры вызывали у крыс в левом полушарии головного мозга. Результаты теста «стимулирования конечностей» показали выраженный дефицит функционирования конечностей после ЧМТ.Интактные крысы перед травмой набирали в этом тесте 12 баллов для правых и левых конечностей. На 7-й день после ЧМТ правыеконечности животных набирали 5,8±0,2 баллов, а у 26% крыс функция левых конечностей была снижена до 10±0,2 баллов. Полученные данные указывают на то, что односторонняя травма сенсомоторной коры головного мозга может вызывать нарушение функций не только контралатеральных, но и ипсилатеральных конечностей.
Ключевые слова: черепно-мозговая травма, контралатеральные, ипсилатеральные конечности
 
 
THE OPEN FOCAL TRAUMA OF RAT LEFT CEREBRAL HEMISPHERE INDUCES PARTIAL FUNCTIONAL DEFICIT IN THE LEFT LIMBS
E.E. Genrikhs, E.V. Stelmashook, I.V. Barskov, M.B. Oborina, S.V. Novikova, P.M. Krupenin,  L.G. Khaspekov, N.K. Isaev
The open focal trauma of the rat brain sensorimotor cortex was induced in left cerebral hemisphere. The results of the limb-placing test revealed the development of a functional deficit in the limbs after the traumatic brain injury (TBI). By the intact rats before the trauma, the test gave 12 points for both the right and left limbs. This score for the right limbs was 5.8±0.2 points and 26% of rats had 10±0.2 points for the left limbs 7 day after the TBI . This data demonstrated, that unilateral TBI can lead to the dysfunction not only contralateral, but ipsilateral limbs too.
Key words: traumatic brain injury, contralateral, ipsilateral limb.

http://dx.doi.org/10.18454/ASY.2016.26.1114  

Введение

Черепно-мозговая травма (ЧМТ) головного мозга является важнейшей медико-социальной проблемой ввиду значительной распространенности и тяжести медицинских, социальных и экономических последствий. В России, как и во всем мире, отмечается продолжающийся рост как частоты ЧМТ, так и смертности от нее среди трудоспособного населения. По данным ВОЗ, распространенность ЧМТ в мире характеризуется ежегодным ростом на 2%. Начальные этапы развития ЧМТ сопровождаются ухудшением мозгового кровотока и метаболизма, снижением поглощения кислорода и истощением высокоэнергетических фосфатов. В настоящее время не разработано достаточно эффективного фармацевтического лечения последствий ЧМТ. Поэтому необходим комплексный подход к изучению на различных моделях механизмов патогенеза ЧМТ, особенно в сопоставлении степени повреждения головного мозга с развитием неврологических нарушений, что и явилось целью данной работы.

Материалы и методы

В работе использована предложенная ранее (Feeney, Boyeson, Linnetal., 1981) и модифицированная нами модель фокальной открытой ЧМТ у крыс. Исследование выполнено на крысах-самцах линии Вистар весом от 180 до 250 г. Перед операцией животных наркотизировали внутрибрюшинным введением 3%-ного раствора хлоралгидрата в дозе 330 мг/кг. Для создания травмы в трепанационное отверстие, высверленное в левой лобной части черепа над зоной сенсомоторной коры, помещали подвижный тефлоновый поршень диаметром 4 мм и ходом 2,5 мм, по которому с высоты 10 см ударял скользящий по направляющему рельсу груз весом 50 г. Локализацию зоны сенсомоторной коры определяли по данным, представленным в работе Hicks, D’Amato (Hicks, D’Amato, 1977).

Поведенческие тесты стимулирования конечностей проводили за сутки до операции и затем на 7 сутки после нанесения ЧМТ. Для оценки неврологических нарушений, вызванных ЧМТ, использовали 12-балльную шкалу (DeRyck, VanReempts, Borgersetal., 1989) в модификации Jolkkonenetal. (Jolkkonen, Puurunen, Rantakцmi et al., 2000). Итоговая оценка в ней – сумма баллов в шести тестах, определяющих ответ задних и передних конечностей на тактильную и проприоцептивную стимуляцию при наличии определенных рефлексов. Для оценки нарушений в работе конечностей использовали следующую систему подсчета: 2 балла – полное выполнение испытания, 1 балл – выполнение испытания с задержкой более 2 с или не полностью, 0 баллов – отсутствие ответа на стимулирование конечности. Результаты выражались как среднее ± стандартная ошибка измерения.

Гистологическое исследование выполняли  на седьмые сутки после травмы. Для этого мозг животных фиксировали погружением в смесь формалин–этиловый спирт–уксусная кислота в пропорции 2:7:1 на 24 ч, после чего переносили на сутки в 70%  этиловый спирт для последующей гистологической обработки по общепринятым гистологическим методикам. Срезы окрашивали гематоксилином и ванадиевым кислым фуксином, что позволяет специфически идентифицировать поврежденные, еще не погибшие нейроны (Викторов, Барсков, 1993).

Обращение с животными и экспериментальные процедуры с ними были выполнены в соответствии с директивами Совета Европейского сообщества 86/609/ЕЕС об использовании животных для экспериментальных исследований.

Результаты и обсуждение

Использованная нами модель ЧМТ позволила получать стандартный по размерам и локализации корковый очаг повреждения, который сопровождается выраженным неврологическим дефицитом, соответствующим клиническим проявлениям травмы головного мозга.

Перед индукцией ЧМТ у всех крыс оценивали ответ задних и передних конечностей на тактильную и проприоцептивную стимуляцию (см. методы). Интактные здоровые крысы выполняли этот тест без отклонений и набирали в нем максимально возможное число баллов (12), как для левых, так и для правых конечностей. Через неделю после нанесения травмы в левом полушарии в зоне сенсомоторной коры оценка функции правых конечностей, подчиненных этому полушарию, показала значительные функциональные нарушения. В тесте животные набирали в среднем 5,8±0,2 баллов (n=82, n — число животных). Аналогичная оценка функции левых конечностей, не подчиненных поврежденному полушарию, выявила у 26% животных функциональные нарушения, которые выражались в отклонении от нормального результата (12 баллов) более чем на 1,5 балла. В среднем эти животные набирали в тесте 10±0,2 баллов (n=21, n — число животных). Прослеживалось некоторая зависимость выраженности нарушений функций левых лап от степени повреждения правых. Так, снижение функции на 1,5 балла левых лап наблюдалось только у животных, у которых правые лапы набирали в тесте не более 7,5 баллов.

Известно, что симметричные области моторной коры двух полушарий связаны между собой через мозолистое тело. Стимулы, нанесенные на поверхность первичной моторной коры, приводят к дискретным движениям групп мышц на противоположной (контралатеральной) стороне, а удаление части первичной моторной коры (пирамидной области) вызывает различные степени паралича представленных в этой области коры мышц.

Различие в доминантности полушарий головного мозга у крыс, выраженное в «леворукости» и «праворукости», было впервые обнаружено в 1930 году (Tsai, Maurer, 1930). Оказалось, что немногим более половины крыс (52%) использовали только правую лапу для добычи корма. Эту группу животных назвали правшами. Около трети крыс (31%) предпочитали пользоваться левой лапой для добычи корма, а 17% животных не показало особых предпочтений, одинаково пользуясь как левой так и правой лапами. По другим данным, процент правшей у крыс составляет 55, а левшей – 45%  (Под ред. Боголепова, Фокина, 2004). Мы показали, что при левостороннем фокальном повреждении коры головного мозга у 26% крыс наблюдалось значительное функциональное повреждение не только правых, но и левых лап. Можно предположить, что у крыс с такими нарушениями доминантным является левое полушарие, так как известно, что повреждение премоторной коры головного мозга у человека проявляется в работе контралатеральной очагу руки, а при повреждении левого (доминантного) полушария – в работе обеих рук.

Кроме того, нарушение функций левой лапы при травмировании левого полушария, вероятно, может происходить из-за формирования очага повреждения и в правом полушарии, вследствие распространения ударной волны в ткани мозга при нанесении травмы. Это предположение подтверждают предварительные результаты, полученные нами при гистологическом исследовании головного мозга крысы с сильными нарушениями функций правых и левых лап при левостороннем повреждении головного мозга. Данные показали, на 7 день после левосторонней травмы очаг повреждения развивается не только в левом (Рис. 1, А-Б), но и в правом полушарии (Рис. 1, В-Г). Следует отметить, что правый очаг меньше по размеру, но в нем присутствуют поврежденные нейроны, выявленные окрашиванием гематоксилином/ванадиевым кислым фуксином (Рис. 1, В-Г). Подобных нейронов в левом очаге обнаружить не удалось. Наличие этих нейронов указывает на различие механизмов развития очагов в левом и правом полушариях.

Genrihs_1_2016

Рис. 1.Очаги повреждения в головном мозге крысы, инициированные фокальной открытой травмой левого полушария головного мозга. А, Б – очаг в левом полушарии, В, Г – очаг в правом полушарии. Н – зона некроза. Стрелки указывают на поврежденные нейроны. Окраска гематоксилином и ванадиевым кислым фуксином. Масштаб: А, В — 300 мкм, Б, Г — 50 мкм.

Заключение

Полученные данные указывают на то, что односторонняя травма сенсомоторной коры головного мозга может вызывать нарушение функций не только контралатеральных, но и ипсилатеральных очагу конечностей, вероятно, вследствие развития вторичного очага поражения в нетравмированном полушарии головного мозга.

Работа поддержана грантом РФФИ 12-04-00025-а.

Список литературы:
 
  1. Викторов И.В., Барсков И.В. Методика окрашивания ишемических нейронов головного и спинного мозга. // Патологическая физиология и экспериментальная медицина. — 1993. — № 2. — С. 53.
  2. Функциональная межполушарная асимметрия. Хрестоматия. Под ред. Н.Н. Боголепова, В.Ф. Фокина. — М: Научный мир. — 2004. — 728 с.
  3. De Ryck M., Van Reempts J., Borgers M. et al. Photochemical stroke model: flunarizine prevents sensorimotor deficits after neocortical infarcts in rats. // Stroke. — 1989. — V.20. — P. 1383-1390.
  4. Feeney D.M., Boyeson M.G., Linn R.T. et al. Responses to cortical injury: I. Methodology and local effects of contusions in the rat. // Brain Res. — 1981. — V.211. — P. 67-77.
  5. Hicks S.P., D’Amato C.J. Locating corticospinal neurons by retrograde axonal transport of horseradish peroxidase. // Exp. Neurol. — 1977. — V.56. — P. 410-420.
  6. Jolkkonen J., Puurunen K., Rantakцmi S. et al. Behavioral effects of the alpha(2)-adrenoceptor antagonist, atipamezole, after focal cerebral ischemia in rats. // Eur. J. Pharmacol. — 2000. — V.400. — P. 211-219.
7.          Tsai L.S., Maurer S. «Right-handedness» in white rats. // Science. — 1930. — V.72. — № 1869. — P. 436-438.
Комментарии и пинги к записи запрещены.

Комментарии закрыты.

Дизайн: Polepin