Ультраструктурні зміни в мікросудинах і периваскулярному просторі при інфаркті головного мозку в експерименті.

Abstract

Ішемічний інсульт являє собою другу глобальну причину смерті після ішемічної хвороби серця і найбільш часту причину інвалідності в усьому світі. Значна частина фундаментальних досліджень останніх років з проблеми інсульту присвячена вивченню механізмів, які лежать в основі дисфункції і адаптації нервово-судинного блоку, який включає структури гематоенцефалічного бар'єру, мікроглію, нейрони і позаклітинний матрикс базальної мембрани. Питанням морфології і зокрема ультраструктурі мозку при ішемічному пошкодженні присвячені поодинокі дослідження останніх років. Тим часом тільки морфологічні дослідження можуть розкрити особливості реакції клітинних структур на вплив різних несприятливих факторів. Мета – дослідити ультраструктурні зміни в судинах головного мозку і периваскулярному просторі при експериментальному ішемічному інфаркту. Методи. Експериментальний інфаркт мозку відтворювався на 15 білих щурах лінії Вістар шляхом ін'єкції суспензії сульфату барію в стерильному фізіологічному розчині в пропорції 1:3 в кількості 0,1 -0,3 мл. Три тварини склали групу контроля. Забір матеріалу здійснювався в терміни: до 3, 9, 12 діб і понад 12 діб від початку експериментальної дії з подальшою стандартною обробкою матеріалу для проведення електронної мікроскопії. Результати. В ранні терміни ішемічного ушкодження головного мозку реєструється периваскулярний набряк, деструктивні зміни капілярів з руйнуванням базальних мембран. Частина мікросудин піддається незворотнім змінам з деформацією просвіту судин, пікнозом і лізисом ядер ендотелію, руйнуванням і вакуолізацією цитоплазматичних структур, мікровакуолізацією і набряком мітохондрій з частковим руйнуванням крист і просвітлінням мітохондріального матриксу. В ендотелії з ознаками процесів коагуляції в цитоплазмі і ядрі спостерігалися зміни клітинних контактів. Структурні зміни судин поєднуються зі змінами периваскулярних відростків астроцитів. На 9 і 12 добу структура ендотелію, периваскулярних астроцитів і міжклітинних контактів відновлюється. Зазначається гіперплазія внутрішньоцитоплазматичних структур, збільшення мітохондрій і довжини цитоплазматичної мережі. В клітинах навколосудинного оточення і в цитоплазмі перицитів виявляється значна кількість фаголізосом, в віддалені терміни в перифокальних участках незворотніх ішемічних змін навколо судин виявляється репаративний астрогліоз. Висновки. Ультраструктурні зміни мікроциркуляторного русла в перифокальних зонах ішемічного ураження впродовж 3 діб характеризуються периваскулярним набряком і деструктивними змінами ендотелію капілярів і перицитів, ушкодженням базальних мембран, змін з боку клітинних контактів. Через 9-12 діб в ендотелії наростають процеси внутрішньоклітинної регенерації, відновлюється ультраструктура міжклітинних контактів. Ischemic stroke is the second most common cause of death after coronary heart disease and the most common cause of disability worldwide. Much of the recent basic research on stroke is concerned with the mechanisms underlying the dysfunction and adaptation of the neurovascular block, which includes the blood-brain barrier structures, microglia, neurons, and the extracellular matrix of the basement membrane. Isolated studies of recent years have been devoted to the issues of morphology and in particular the ultrastructure of the brain in ischemic injury. Meanwhile, only morphological studies can reveal the peculiarities of the response of cellular structures to the influence of various adverse factors. Objective – to investigate ultrastructural changes in the vessels of the brain and perivascular space in experimental ischemic heart attack. Methods. Experimental cerebral infarction was reproduced on 15 white Wistar rats by injection of a suspension of barium sulfate in sterile saline in a ratio of 1: 3 in the amount of 0.1 -0.3 ml. Three animals formed a control group. The material was collected in terms of: up to 3, 9, 12 days and more than 12 days from the beginning of the experimental action, followed by standard processing of the material for electron microscopy. Results. In the early stages of ischemic brain damage perivascular edema, destructive changes of capillaries with destruction of basement membranes are registered. Some microvessels undergo irreversible changes with deformation of the vascular lumen, pyknosis and lysis of endothelial nuclei, destruction and vacuolation of cytoplasmic structures, microvacuolation and edema of mitochondria with partial destruction of cristae and enlightenment of the mitochondrial matrix. In the endothelium with signs of coagulation processes in the cytoplasm and nucleus, changes in cell contacts were observed. Structural changes of vessels are combined with changes of perivascular processes of astrocytes. On days 9 and 12, the structure of the endothelium, perivascular astrocytes, and intercellular contacts are restored. Hyperplasia of intracytoplasmic structures, increase in mitochondria and length of cytoplasmic network are noted. In the cells of the perivascular environment and in the cytoplasm of pericytes a significant number of phagolysosomes is detected, in the long term in the perifocal areas of irreversible ischemic changes around the vessels is reparative astrogliosis. Conclusion. Ultrastructural changes of the microcirculatory part in the perifocal areas of ischemic lesions within 3 days are characterized by perivascular edema and destructive changes in the endothelium of capillaries and pericytes, damage to basement membranes, changes in cell contacts. After 9-12 days in the endothelium, the processes of intracellular regeneration increase, the ultrastructure of intercellular contacts is restored. A significant number of phagolysosomes is registered in the cells of the perivascular environment and in the cytoplasm of pericytes, and reparative astrogliosis is detected in the perifocal areas of irreversible ischemic changes around the vessels. Ишемический инсульт представляет собой вторую глобальную причину смерти после ишемической болезни сердца и наиболее частую причину инвалидности во всем мире. Значительная часть фундаментальных исследований последних лет по проблеме инсульта посвящена изучению механизмов, лежащих в основе дисфункции и адаптации нервно-сосудистого блока, который включает структуры гематоэнцефалического барьера, микроглию, нейроны и внеклеточный матрикс базальной мембраны. Вопросам морфологии и в частности ультраструктуре мозга при ишемическом повреждении посвящены единичные исследования последних лет. Между тем только морфологические исследования могут раскрыть особенности реакции клеточных структур на воздействие различных неблагоприятных факторов. Цель: исследовать ультраструктурные изменения в сосудах головного мозга и периваскулярном пространстве при экспериментальном ишемическом инфаркте. Методы. Экспериментальный инфаркт мозга воспроизводился на 15 белых крысах линии Вистар путем инъекции суспензии сульфата бария в стерильном физиологическом растворе в пропорции 1: 3 в количестве 0,1 -0,3 мл. Три животных составили группу контроля. Забор материала осуществлялся в сроки: до 3, 9, 12 суток и более 12 суток от начала экспериментальной действия с последующей стандартной обработкой материала для проведения электронной микроскопии. Результаты. В ранние сроки ишемического повреждения головного мозга регистрируется периваскулярный отек, деструктивные изменения капилляров с разрушением базальных мембран. Часть микрососудов подвергается необратимым изменениям с деформацией просвета сосудов, пикнозом и лизисом ядер эндотелия, разрушением и вакуолизацией цитоплазматических структур, микровакуолизацией и набуханием митохондрий с частичным разрушением крист и просветлением митохондриального матрикса. В эндотелии с признаками процессов коагуляции в цитоплазме и ядре наблюдались изменения клеточных контактов. Структурные изменения сосудов сочетаются с изменениями периваскулярных отростков астроцитов. На 9 и 12 сутки структура эндотелия, периваскулярных астроцитов и межклеточных контактов восстанавливается. Отмечается гиперплазия цитоплазматических структур, увеличение митохондрий и длины цитоплазматической сети. В клетках периваскулярного окружения и в цитоплазме перицитов появляется значительное количество фаголизосом, в отдаленные сроки в перифокальных участках необратимых ишемических изменений вокруг сосудов отмечается репаративный астроглиоз. Выводы. Ультраструктурные изменения микроциркуляторного русла в перифокальных зонах ишемического поражения в течение 3 суток характеризуются периваскулярным отеком и деструктивными изменениями эндотелия капилляров и перицитов, повреждением базальных мембран, изменений со стороны клеточных контактов. Через 9-12 суток в эндотелии нарастают процессы внутриклеточной регенерации, восстанавливается ультраструктура межклеточных контактов.