НЕЙРОПРОТЕКТИВНЫЙ ЭФФЕКТ ДИБОРНОЛА НА МОДЕЛИ ФОКАЛЬНОЙ ИШЕМИИ-РЕПЕРФУЗИИ ГОЛОВНОГО МОЗГА У КРЫС

Аннотация:

Исследована нейропротективная активность 4-метил-2,6-диизоборнилфенола (диборнола) в условиях модели фокальной ишемии—реперфузии головного мозга крыс, вызванной интралюминальной окклюзией левой среднемозговой артерии в течение 1 ч с последующей рециркуляцией. Диборнол в дозе 10 мг/кг внутрижелудочно за 24 ч и 30 мин до и через 24 ч после моделирования фокальной ишемии уменьшал на 52% размер очага некроза мозга (через 48 ч после рециркуляции) и уменьшал в 1.7-2.4 раза степень неврологического дефицита по сравнению с показателями контрольных нелеченых животных. Ключевые слова: 4-метил-2,6-диизоборнилфенол, фокальная ишемия—реперфузия головного мозга, выживаемость, неврологический дефицит, крысы Вистар. Диборнол (4-метил-2,6-диизоборнилфенол) — антиоксидант из группы терпенофенолов, содержащий объемные заместители в ортоположении относительно фенольной гидроксильной группы, представляет интерес в качестве нейропротективного средства, поскольку обеспечивает мультитаргетный подход к лечению церебральной ишемии—реперфузии, обладая антиоксидантным, гемореологическим, антитромбогенным и антитромбоцитарным действием и способностью восстанавливать функциональную активность эндотелия. Высокая нейропротективная активность диборнола была продемонстрирована ранее в условиях модели тотальной транзиторной ишемии головного мозга у крыс. Применение диборнола снижало гибель животных и ускоряло восстановление неврологического статуса у выживших животных. Клиническими эквивалентами используемой в этой работе модели являются остановка сердца, глубокая системная гипотензия, кардиопульмональная шунтирующая хирургия. В соответствии с обновленными доклиническими рекомендациями (STAIR) экспериментальные доказательства эффективности нейропротектора должны быть получены на модели фокальной ишемии головного мозга с оценкой как зоны инфаркта, так и динамики неврологического статуса животных. При этом считается, что адекватной экспериментальной моделью ишемического инсульта, воспроизводящей патогенез ишемического повреждения головного мозга, является окклюзия средней мозговой артерии у крыс. Целью данного исследования являлось изучение нейропротективной активности диборнола в условиях модели фокальной ишемии—реперфузии у крыс. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ. Эксперименты проведены на крысах-самцах Вистар (n=29) массой 250-280 г, полученных из вивария отдела экспериментальных биологических моделей НИИФиРМ им. Е.Д.Гольдберга. Условия проведения экспериментов соответствовали Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (Страсбург, 1986 г.), принципам надлежащей лабораторной практики (ГОСТ Р 53434-2009) и протоколу, утвержденному комиссией по контролю за содержанием и использованием лабораторных животных НИИФиРМ им. Е.Д.Гольдберга (протокол № 72052014). В экспериментах использовали субстанцию 4-метил-2,6-диизоборнилфенола, синтезированную в Институте химии Коми НЦ УрО РАН. Модель фокальной ишемии—реперфузии головного мозга (ФИРГМ) воспроизводили на крысах по методу. Животным имплантировали катетер для введения пропофола (10 мг/кг/н) в правую бедренную вену, используя для этого кратковременную анестезию диэтиловым эфиром. ФИРГМ моделировали с использованием филамента "Doccol Corporation". У животного выделяли слева общую, внутреннюю и наружную сонные артерии. Перевязывали дистальный конец наружной сонной артерии и через нее во внутреннюю сонную артерию вводили филамент для окклюзии средней мозговой артерии. Окклюзия продолжалась 1 ч, затем филамент извлекали, перевязывали наружную сонную артерию и возобновляли кровоток по левой внутренней сонной артерии. После ушивания операционной раны и выхода из наркоза животных возвращали в клетки со свободным доступом к воде и пище. В группе ложнооперированных (ЛО) животных проводилось аналогичное оперативное вмешательство, но без введения филамента. Животных делили на 3 группы. Группа ЛО включала 5 крыс. Крысам опытной группы (n=9) внутрижелудочно вводили диборнол в дозе 10 мг/кг в виде взвеси в 1% крахмальной слизи (2 мл) за 24 ч и 30 мин до и через 24 ч после моделирования ФИРГМ. Крысам контрольной (n=9) и ЛО группы (n=5) внутрижелудочно вводили 2 мл 1% крахмальной слизи в том же режиме. Оценка неврологического статуса животных проводилась экспериментатором, не осведомленным о групповой принадлежности животных, через 4,24 и 48 ч после моделирования ФИРГМ. Степень неврологических нарушений оценивали по методу, по тестам подвешивания за хвост, сохранения позы, рефлекса горизонтальной устойчивости и вращения, с максимальным неврологическим дефицитом по всем тестам 11 баллов. Неврологический дефицит выражали суммой баллов по указанным тестам. Для определения размеров очага некроза головной мозг замораживали при -12°С в течение 2-3 ч, после чего с помощью блока гистологических ножей готовили серию фронтальных срезов. После оттаивания при комнатной температуре срезы мозга окрашивали 0.5% раствором красителя 2,3,5-трифенилтетразолия хлорида ("Sigma-Aldrich") при 37°С в течение 15 мин, после чего проводили фиксацию в 10% формалине в течение 15 мин, помещали на предметное стекло и сканировали на HP Scanjet 3770 ("Hewlett-Packard") с использованием программного обеспечения "Директор HP" v. 43.1.6.000 при разрешении 600 dpi. Изображения обрабатывали с использованием программы "Adobe Photoshop 6.0". На срезах подсчитывали площадь очага некроза (неокрашенную) и общую площадь среза в пикселах. Площадь очага некроза выражали в процентах от общей площади срезов. Статистическую обработку полученных результатов проводили в программе "Statistica 6.0". Рассчитывали среднее значение, стандартную ошибку. Достоверность различий (при р<0.05) между сериями определяли с помощью U критерия Манна—Уитни и точного критерия Фишера. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. В группе ЛО после оперативного вмешательства во все сроки исследования изменений неврологического статуса не отмечалось (рис. 1). При окрашивании срезов головного мозга признаки некротических изменений отсутствовали. В контрольной группе смертность достигала 22%: 1 животное погибло в 1-е сутки и 1 животное — на 2-е сутки. Средний балл неврологического дефицита в контрольной группе составил 5.7±0.9,5.4±0.6 и 5.0±0.5 соответственно через 4, 24 и 48 ч после ФИРГМ (рис. 1). Через 48 ч после ФИРГМ у всех животных контрольной группы сформировался крупноочаговый инфаркт мозга, площадь которого составила 24.1 ±1.4% от общей площади срезов (рис. 2). В опытной группе с лечебно-профилактическим введением диборнола в дозе 10 мг/кг смертности животных в течение эксперимента не отмечено. Через 4 ч после ФИРГМ средний балл неврологического дефицита составил 4.3±0.5. Через 24 и 48 ч средний балл неврологического дефицита снижался до 3.2±0.7 и 2.1±0.6 соответственно и был достоверно ниже контрольных значений (рис. 1). Размер инфаркта мозга составил 12.6±2.2% от общей площади срезов и был достоверно ниже показателя контрольной группы (рис. 2). При моделировании ФИРГМ происходит интралюминальная окклюзия устья левой средней мозговой артерии, что приводит к резкому снижению и прекращению кровотока в бассейне артерии. Спецификой модели ФИРГМ является формирование при реперфузии зоны некроза, объем которой может быть определен морфологически. Моделирование ФИРГМ у крыс вызывает развитие отчетливых неврологических нарушений, характерных для очагового поражения головного мозга при ишемическом инсульте. Непосредственно после восстановления кровотока в очаге у животных развивалось спастическое напряжение правой передней конечности, демонстрирующее нарушение тонуса центрального генеза. После полного выхода из наркоза и восстановления позы у животных отмечались искривление тела в контралатеральную очагу поражения сторону, кружение на месте, неспособность к выпрямлению контралатеральной конечности в тесте подвешивания за хвост и выраженное снижение горизонтальной устойчивости, что было связано со снижением мышечного тонуса на контралатеральной очагу поражения стороне и развитием асимметрии мышечной силы справа и слева. Развивающиеся у крыс моторные нарушения схожи с очаговой симптоматикой у больных ишемическим инсультом, но отличаются от подобных нарушений при моделировании тотальной транзиторной ишемии головного мозга. Через 24 и 48 ч у крыс происходило некоторое спонтанное снижение тяжести неврологических расстройств. Так, у большинства животных при движении отмечалось только отклонение в контралатеральную сторону, горизонтальная устойчивость, первоначально существенно сниженная, имела тенденцию к восстановлению при повторениях теста, однако в тесте подвешивания за хвост, как правило, способность к выпрямлению контралатеральной передней конечности не восстанавливалась. Лечебно-профилактическое введение диборнола животным с ФИРГМ достоверно ускоряло редукцию неврологических нарушений по сравнению с контрольными животными, что может быть обусловлено формированием меньшей зоны некроза за счет восстановления жизнеспособности ишемизированных нейронов в перифокальной зоне. При окклюзии сосуда ишемическое ядро окружает функционально нарушенная, но структурно неповрежденная ткань ("ишемическая полутень", "пенумбра"), которая и является целью фармакологического воздействия, так как ее спасение связано с лучшим неврологическим исходом. В целом выявленные на модели ФИРГМ нейропротективные эффекты диборнола согласуются с полученными ранее на модели глобальной ишемии. Антиоксидантная активность занимает ведущее место в механизме действия диборнола. Одним из недостатков, обусловливающих низкую эффективность антиоксидантов как нейропротекторов, является их низкая проницаемость через гематоэнцефалический барьер. При внутрижелудочном введении диборнола его концентрация в ткани головного мозга достигала 1.43 мкг/кг и была сопоставима с концентрацией, проявляющей антирадикальную активность. Вероятно, способность диборнола предупреждать окклюзию микроваскулярной сети агрегатами клеток крови за счет его антитромбоцитарных и реологических эффектов также может способствовать большей сохранности ткани в очаге поражения. Таким образом, диборнол при внутрижелудочном введении в лечебно-профилактическом режиме крысам с моделью фокальной ишемии головного мозга проявлял выраженные нейропротективные свойства, что выражалось в достоверном снижении площади некроза в мозге на 52% и уменьшении степени неврологического дефицита в 1.7-2.4 раза.

Авторы:

Издание: Бюллетень экспериментальной биологии и медицины
Год издания: 2018
Объем: 4с.
Дополнительная информация: 2018.-N 7.-С.18-21. Библ. 15 назв.
Просмотров: 103