В зависимости от степени интоксикации этиловым алкоголем отравление сопровождается как ранними, обратимыми, так и отсроченными, необратимыми нарушениями в работе центральной нервной системы. Особого внимания заслуживает энцефалопатия, проявления которой имеется у большинства лиц, злоупотребляющих алкоголем [1]. Одной из основных причин деменции является алкогольная энцефалопатия, которая диагностируется у 10–30% пациентов с клиническими признаками слабоумия [4]. Лидирующими признаками алкогольной энцефалопатии являются расстройства памяти и эмоциональной сферы, которые свидетельствуют о вовлечении в патологический процесс лимбической системы, в частности, образований старой и древней коры головного мозга [3]. Структурно-функциональные и нейрохимические изменения, возникающие в архео- и палеокортексе при действии высоких доз этилового спирта освящены в доступной литературе недостаточно полно.
Материал и методы исследования. Эксперимент выполнен на 168 белых беспородных крысах-самцах массой 180–200 г. Работу с лабораторными животными осуществляли в соответствии с принципами биоэтики, правилами лабораторных исследований и этическими нормами, руководствуясь приказом Минздрава СССР №755 от 12.08.1977 г. и Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, которые используются для экспериментальных и других научных целей (Страсбург, Франция, 1985). Моделирование острой алкогольной интоксикации осуществляли путем внутрибрюшинной инъекции животным 15%-ного раствора этилового спирта в дозе 2,25 г/кг в асептических условиях. В качестве биологического контроля были использованы крысы, которым вместо алкоголя внутрибрюшинно вводили физиологический раствор в аналогичном с экспериментальной группой объеме. Животных выводили из эксперимента путем декапитации через 3, 10, 60, 150, 300 и 600 мин после инъекции. Из фрагментов мозга, фиксированных в 10%-ном растворе нейтрального формалина, изготавливали фронтальные парафиновые срезы толщиной 6 мкм, которые окрашивали гематоксилином Караци – эозином и толуидиновым синим по Нисслю. На нефиксированных криостатных срезах толщиной 10 мкм выявляли следующие ферменты: сукцинатдегидрогеназу (СДГ; KФ 1.3.99.1), лактатдегидрогеназу (ЛДГ; КФ 1.1.1.27) и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназу (Г-6-ФДГ; КФ 1.1.1.49). Выявление СДГ и ЛДГ проводили тетразолийредуктазными методиками с использованием соответствующего субстрата и соли «нитро-СТ» в модификации Нахласа [2]; активность Г-6-ФДГ выявляли по методике [5]. Активность ферментов измерялась в единицах экстинции (е. э.), которая выражалась в процентах к контролю, принимаемому за 100%. Объектом исследования служили цитоархитекто-ническое поле СА3 гиппокампа и пириформная зона древней коры головного мозга.
Результаты и их обсуждение. Изучая изменения структурно-функциональной организации пириформной зоны древней коры и цитоархитектонического поля СА3 гиппокампа у животных контрольной группы, были установлены следующие процентные соотношения различных форм морфологической изменчивости нервных клеток (табл.).
Таблица
Содержание различных форм морфологической изменчивости нервных клеток в изучаемых отделах головного мозга животных контрольной группы, (%)
| Структура головного мозга |
Типы нейроцитов |
||||
| нормо-хром-ные | гипо-хромные | гипер-хромные | пикно-морфные | клетки-тени | |
| Пириформная кора | 54,3 | 10,9 | 19,9 | 2,2 | 12,7 |
| Поле СА3 гиппокампа | 52,0 | 10,25 | 22,6 | 8,25 | 13,25 |
Под влиянием этанола в дозе 2,25 г/кг у белых крыс в различные сроки развивающейся алкогольной интоксикации наблюдалось перераспределение количества клеточных форм нейроцитов, которое носило фазный характер и приводило к изменению их соотношения. При этом на протяжении всех сроков наблюдения происходило увеличение содержания гипохромных, пикноморфных нейроцитов и клеток-теней на фоне сокращения числа нормохромных и гиперхромных нервных клеток. Однако под влиянием алкоголя отмечались особенности в динамике численности нормохромных и гипохромных нейроцитов на этапах исследования. При алкогольной интоксикации была в большей степени выражена цикличность в изменении количества нормохромных нервных клеток; наиболее высокое их содержание отмечалось через 5 ч (46,0%; p<0,001) и 10 ч (31,0%; p<0,01) после введения этанола. Напротив, фазность в изменении численности гипохромных нейронов была менее выражена; существенно повышаясь через 1 ч (51,0%; p<0,01), количество гипохромных клеток понижалось и к 10 ч приближалось к уровню 21,0% (p<0,05). Кроме этого, под влиянием этанола в дозе 2,25 г/кг на протяжении от одного до 10 ч отмечалось значительно меньшее содержание клеток-теней при существенном повышении количества пикноморфных нейроцитов к концу срока наблюдения (21%; p<0,01).
При действии этанола на протяжении исследованного периода алкогольной интоксикации в нормо- и гиперхромных нейронах преобладали реактивные изменения. Не исключено, что компенсаторно-приспособительные реакции проявлялись не только в возрастании числа многоядрышковых нoрмо- и гиперхромных нейроцитов, но и в виде гиперплазии ядрышка, наблюдавшейся в ранние сроки алкогольной интoксикации.
Алкоголь достоверно вызывал в нервных клетках древней коры, спустя 3 мин после введения, снижение активности СДГ, сменявшееся через 60 мин тенденцией к ее повышению. Кроме того, выраженное увеличение активности ЛДГ через 60 мин после введения алкоголя сочеталось с возрастанием активности Г-6-ФДГ значительно превышавшей исходный уровень во все сроки наблюдения. Таким образом, этанол в дозе 2,25 г/кг вызывал активизацию анаэробного энергообеспечения нейроцитов древней коры как за счет интенсификации гликолиза, так и вследствие раннего повышенного вовлечения в биоэнергетический метаболизм пентозофосфатного пути превращения глюкозы.
При действии этилового алкоголя на нейроциты поля СА3 гиппокампа было выделено три стадии наблюдаемых изменений: начальных, умеренных деструктивных и выраженных деструктивных изменений.
В стадию начальных изменений, на протяжении 3-х мин после воздействия изучаемого фактора, среди нейроцитов гиппокампа преобладали нормо-, гипо- и гиперхромные нервные клетки, процентное содержание которых составляло 45,2, 28,2 и 13,3% (p<0,01) соответственно. Численность пикноморфных нейронов не превышала 4,4% (p<0,001), а клеток-теней – 17,7% (p<0,05). Снижение уровня активности СДГ на данном этапе эксперимента сопровождалось его увеличением для ЛДГ и Г-6-ФДГ, что свидетельствовало об угнетении аэробного метаболизма в цикле трикарбоновых кислот на фоне активации процессов анаэробного гликолиза и пентозофосфатного пути превращения глюкозы.
Вторая стадия умеренных деструктивных изменений объединяла 10-, 35- и 60-ю мин наблюдения после воздействия алкоголя. В этот период в нейроцитах гиппокампа преобладали дистрофические изменения. В поле СА3 численность нормохромных клеток равнялась 31,2% (p<0,001). Изменение количества гипохромных нейронов в указанные сроки носило фазный характер и в целом не превышало показателя на предыдущем этапе исследования, приближаясь к нему на 60-й мин наблюдения (17,0%; p<0,01). Содержание гиперхромных нервных клеток было выше как по сравнению с контролем, так и с предыдущим сроком наблюдения. К 10-й мин число гиперхромных нейронов достигало 15,4% (p<0,05). Количество пикноморфных нейроцитов и клеток-теней возрастало с 8,1 (p<0,001) до 8,8 (p<0,001) и с 24,2 (p<0,01) до 28,5% (p<0,01) соответственно. Активность СДГ к 60-й мин несколько возрастала, не превышая контрольного значения. Уровень активности ЛДГ и АДГ увеличивался, а Г-6-ФДГ – убывал, оставаясь выше контроля. Таким образом, умеренное увеличение аэробного метаболизма в цикле лимонной кислоты, не превышающее контрольный уровень, сопровождалось существенным увеличением интенсивности анаэробного гликолиза и пентозофосфатного пути превращения углеводов.
Третья стадия выраженных деструктивных изменений соответствовала интервалу от 150-й до 600-й мин эксперимента и характеризовалась развитием деструктивных изменений в нейронах гиппокампа. Количество нормохромных нейроцитов варьировало от 27,4 (p<0,01) на 150-й мин до 32,2% (p<0,01) на 300-й мин. Численность гипохромных клеток колебалась в пределах 19,5 (p<0,001) через 150 мин – 14,8% (p<0,01) через 300 мин, количество гиперхромных нейронов изменялось от 17,7 (p<0,001) через 150 мин до 15,3% (p<0,001) через 300 мин. Содержание пикноморфных нейроцитов увеличивалось, достигая к 600-й мин наблюдения 14,2% (p<0,01). Число клеток-теней к указанному сроку уменьшалось до 24,6% (p<0,05). В изучаемых отделах гиппокампа среди деструктивно измененных клеток преобладали нейроны с признаками колликвационного нейрононекроза.
Выводы. Острая алкогольная интоксикация, наступающая после внутрибрюшинного введения этанола в дозе 2,25 г/кг, вызывает в нейроцитах пириформной зоны древней коры и цитоархитектонического поля СА3 гиппокампа головного мозга крыс комплекс неспецифических морфофункциональных изменений, которые заключаются в перераспределении процентного содержания нервных клеток с различными формами морфологической изменчивости, увеличении содержания нейроцитов с пограничными изменениями по гипо- и гиперхромному типам, а также нейронов с альтеративными изменениями, соответствующими коагуляционному и колликвационному нейрононекрозам. Кроме того, воздействие алкоголя приводит к угнетению энергопродукции в цикле Кребса и активации ферментов, катализирующих анаэробные пути превращения глюкозы. Альтеративные изменения наряду с нарушениями метаболизма нервных клеток более выражены в поле СА3 гиппокампа как относительно молодом в филогенетическом плане образовании коры головного мозга. Регистрируемые к концу сроков наблюдения необратимые альтеративные изменения, сопровождающиеся угнетением аэробного метаболизма глюкозы в нейроцитах изучаемых отделов мозга можно рассматривать в качестве морфологической основы развивающейся алкогольной энцефалопатии.
Список литературы
- Разводовский Ю. Е. Алкогольное поражение мозга / Ю. Е. Разводовский // Медицинские новости. – 2006. – № 1. – С. 13–17.
- Пирс Э. Гистохимия теоретическая и прикладная / Э. Пирс. – М.: Мир, 1962. – 962 с.
- Соколов Д. А. Некоторые морфогенетические механизмы восприятия времени / Д. А. Соколов, В. П. Федоров // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. – 2006. – Т. 5, № 4. – С. 681–686.
- Jargin S. V. Social vulnerability of alcoholics and patients with alcohol-related dementia: a view from Russia / S. V. Jargin // Alcohol. – 2010. – Vol. 45, № 3. – P. 293–294.
- Karnovsky M. J. A «direct-coloring» thiocholine method for dehydrogenase / M. J. Karnovsky, L. Roots // J. Histochem. Cytochem. – 1964. – Vol. 12. – Р. 219–221.[schema type=»book» name=»ВЛИЯНИЕ ОСТРОЙ АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ НА СТАРУЮ И ДРЕВНЮЮ КОРУ ГОЛОВНОГО МОЗГА » description=»В эксперименте изучали морфологические изменения нервных клеток и активность ферментов энергетического метаболизма в старой и древней коре головного мозга белых крыс, развивающиеся при алкогольной интоксикации. Полученные данные являются нейроморфологической и нейрохимической основой развития алкогольной энцефалопатии.» author=»Соколов Дмитрий Александрович, Ильичева Вера Николаевна, Минасян Вартан Вачаганович, Спицин Василий Владимирович» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-04-04″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.04.2015_4(13)» ebook=»yes» ]