СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ПЕРЕСТРОЙКА НЕЙРОНОВ ГИППОКАМПА ПОСЛЕ ОПЕРАЦИИ ПОД АНЕСТЕЗИЕЙ СЕВОФЛУРАНОМ (экспериментальное исследование)

Гиппокамп играет важную роль в реализации когнитивно-мнестических функций. Он координирует эмоциональные процессы, определяет величину и специфику поведенческих, нейрональных и гормональных реакций. Структурные изменения нейронов гиппокампа могут приводить к нарушениям процессов обучения и памяти. Цель: изучение морфометрических показателей полей гиппокампа крыс после операции на органах брюшной полости на фоне экспозиции севофлурана. Материал и методы. Проведено экспериментальное исследование на крысах стока Вистар (n = 15). Крысы экспериментальной группы (n = 7) подвергались операции на органах брюшной полости на фоне анестезии севофлураном с последующей его длительной экспозицией (6 ч, 2 об. % севофлурана, поток воздуха 1 л/мин). В течение 21 сут у крыс обеих групп выполняли ряд поведенческих тестов. Через 12 ч после проведения последнего поведенческого теста (22-е сут после начала эксперимента) крыс декапитировали и извлекали головной мозг. Материал фиксировали в 10%-ном нейтральном формалине на фосфатном буфере (рН 7,4) не менее 24 ч. Препараты полей СА1, СА2, СА3 и СА4 изучали под световым микроскопом ДМ-750 (Leica, Германия) с помощью компьютерной программы анализа изображений ImageScope M при увеличении в 400 раз. Результаты. В контроле цитоархитектоника полей гиппокампа не нарушена, пирамидные нейроны имели крупное округлое ядро с одним, двумя и более четкими ядрышками. Перицеллюлярного и периваскулярного отека не выявлено. В экспериментальной группе структурно-функциональная перестройка затронула все поля гиппокампа. Это проявилось появлением как количественных, так и качественных признаков повреждения нейронов, в особенности в поле СА1. Отмечена дезорганизация слоев пирамидных нейронов, определены морфологически измененные нейроны: гиперхромные сморщенные без ядер или с плохо различимым ядром неправильной формы. Появление морфологически измененных нейронов и дезорганизация слоев гиппокампа приводили к изменению ширины слоя пирамидных нейронов. Вывод. Морфологическая перестройка гиппокампальных структур крыс после операции и анестезии может лежать в основе ухудшения когнитивных функций в послеоперационном периоде.

1. Белова А. Н., Прусакова Ж. Б., Загреков В. И., Ежевская А. А. Болезнь Альцгеймера и анестезия // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 8. – С. 7–13.

2. Белозерцева И. В., Драволина О. А., Кривов В. О., Тур М. А., Мус Л. В., Полушин Ю. С. Послеоперационные изменения поведения крыс, получавших анестезию севофлураном // Вестн. анестезиологии и реаниматологии. – 2017. – Т. 1, № 2. – С. 55–62.

3. Белозерцева И. В., Драволина О. А., Тур М. А. Руководство по использованию лабораторных животных для научных и учебных целей в ПСПбГМУ им. И. П. Павлова / под ред. Э. Э. Звартау. – 2-е изд. – СПб.: Изд-во СПбГМУ, 2014. – 79 с.

4. Козловский С. А. Роль областей цингулярной коры в функционировании памяти человека // Экспериментальная психология. – 2012. – Т. 5, № 1. – С. 12–22.

5. Лобзин В. Ю. Сосудисто-нейродегенеративные когнитивные нарушения (патогенез, клинические проявления, ранняя и дифференциальная диагностика): Дис. … д-ра мед. наук. – ВМедА, 2016. – 44 с.

6. Лобов М. А., Овезов А. М., Пантелеева М. В. и др. Патофизиологические и морфологические основы церебропротекции в периоперационном периоде // Сб. материалов научно-практической конференции «Современные аспекты лечения заболеваний нервной системы». – Тверь, 2010. – С. 28–34.

7. Овезов А. М. Послеоперационная когнитивная дисфункция и принципы церебропротекции в современной анестезиологии: Учебное пособие для врачей / под ред. А. М. Овезова. – М.: Тактик-Студио, 2013. – 56 с.

8. Овезов А. М., Князев А. В., Пантелеева М. В. и др. Послеоперационная энцефалопатия: патофизиологические и морфологические основы профилактики при общем обезболивании // Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. – 2015. – Т. 7, № 2. – С. 61–66.

9. Овезов А. М., Пантелеева М. В., Князев А. и др. Нейротоксичность общих анестетиков: современный взгляд на проблему // Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. – 2015. –Т. 7, № 4. – С. 78–82.

10. Поваров И. С. Пептидергическая модуляция синаптической передачи в гиппокампе: Дис. … канд. биол. наук. – М., 2015. – 145 с.

11. Bianchi S. L., Tran Т., Liu C. et al. Brain and behavior changes in 12-month-old Tg2576 and nontransgenic mice exposed to anesthetics // Neurobiol. Aging. – 2007. – № 29. – P. 1002–1010.

12. Brambrink A. М., Evers A. S., Avidan M. S. et al. Isoflurane-induced Neuroapoptosis in the Neonatal Rhesus Macaque Brain // Anesthesiology. – 2010. – № 112. – P. 834–841.

13. Dietrich J., Monje M., Wefel J. et al. Clinical patterns and biological correlates of cognitive dysfunction associated with cancer therapy // Oncologist. – 2008. – № 13. – P. 1285–1295.

14. Gauthier S. et al. Management of behavioral problems in Alzheimer’s disease // Int. psychogeriatr. – 2010. – № 22. – P. 346–372.

15. Gutierrez A. N. et al. Whole brain radiotherapy with hippocampal avoidance and simultaneously integrated brain metastases boost: a planning study // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. – 2007. – Vol. 69 (2). – P. 589–597.

16. Hofacer R. D., Deng M., Ward C. G. et al. Cell age-specific vulnerability of neurons to anesthetic toxicity // Ann. Neurol. – 2013. – № 73 (6). – Р. 695–704. doi: 10.1002/ana.23892.

17. Hovens I. B., van Leeuwen B. L., Nyakas C. et al. Postoperative cognitive dysfunction and microglial activation in associated brain regions in old rats // Neurobiol. Learn. Mem. – 2015. – № 118. – Р. 74–79. doi: 10.1016/j.nlm.2014.11.009.

18. Jevtovic-Todorovic V., Hartman R. E., Izumi Y. et al. Early exposure to common anesthetic agents causes widespread neurodegeneration in the developing rat brain and persistent learning deficits// Neurosci. – 2003. – № 23. – P. 876–882.

19. Johnson S. A., Young C., Olney J. W. Isoflurane-induced neuroapoptosis in the developing brain of non-hypoglycemic mice // J. Neurosurg. Anesth. – 2008. – № 20. – P. 21–28.

20. Kawano T., Eguchi S., Iwata H. et al. Impact of preoperative environmental enrichment on prevention of development of cognitive impairment following abdominal surgery in a rat model // Anesthesiology. – 2015. – Vol. 123 (1). – P. 160–170.

21. Krzisch M., Sultan S., Sandell J. et al. Propofol anesthesia impairs the maturation and survival of adult-born hippocampal neurons// Anesthesiology. – 2013. – Vol. 118 (3). – P. 602–610.

22. Lin E. P., Soriano S. G., Loepke A. W. Anesthetic neurotoxicity // Anesthesiol Clin. – 2014. – Vol. 32 (1). – Р. 133–155. doi: 10.1016/j.anclin.2013.10.003.

23. Monk T. G., Weldon В. C., Garvan C. W. et al. Predictors of cognitive dysfunction after major noncardiac surgery // Anesthesiology. – 2008. – № 108. – P. 18–30.

24. Motulsky H. J. Common misconceptions about data analysis and statistics // Naunyn-Schmiedeberg's Arch Pharmacol. – 2014. – № 387. – Р. 1017–1023. doi 10.1007/s00210-014-1037-6.

25. Paxinos G., Watson C. The rat Brain in Stereotaxic Coordinates – 6thedition. – Academic Press. – 2007. – № 6. – Р. 456.

26. Perry A., Schmidt R. E. Cancer therapy-associated CNS neuropathology: An update and review of the literature // Acta Neuropathol. – 2006. – № 111. – P. 197–212.

27. Soussain C., Ricard D., Fike J. R. et al. CNS complications of radiotherapy and chemotherapy // Lancet. – 2009. – Vol. 7, 374 (9701). – P. 1639–1651.

28. Tangpong J., Cole M. P., Sultana R. et al. Adriamycin-mediated nitration of manganese superoxide dismutase in the central nervous system: insight into the mechanism of chemobrain // J. Neurochem. – 2007. – Vol. 100 (1). – P. 191–201.

29. Van De Werd H. J. J. M., Rajkowska G., Evers P., Harry B. M. Uylings. Cytoarchitectonic and chemoarchitectonic characterization of the prefrontal cortical areas in the mouse // Brain Structure and Function. – 2010. – P. 339–353.

30. Xie H., She G.-M., Wang C., Zhang L.-Y., Liu C.-F. The gender difference in effect of sevoflurane exposure on cognitive function and hippocampus neuronal apoptosis in rats // European Review for Medical and Pharmacological Sciences. – 2015. – № 19. – P. 647–657.

31. Xie W., Yang Y., Gu X., Zheng Y., Sun Y. et al. Senegenin attenuates hepatic ischemia-reperfusion induced cognitive dysfunction by increasing hippocampal NR2B expression in rats // PLoS ONE. – 2012. – Vol. 7 (9). – P. 45575.

32. Zhao C., Deng W., Gage F. H. Mechanisms and functional implications of adult neurogenesis. // Cell. – 2008. – Vol. 132. – P. 645–660.

33. Zou X., Patterson T. A., Divine R. L. et al. Prolonged exposure to ketamine increases neurodegeneration in the developing monkey brain // Int. J. Dev. Neurosci. – 2009. – Vol. 27. – P. 727–731.