Автореферат и диссертация по медицине (14.00.23) на тему:Морфофункциональная характеристика капилляров коры головного мозга в условиях редуцированного кровотока

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ■ ВЛАДИВОСТОКСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи _ УДК 616.831-008.6:616.824.4

ДИРЛАМ ГАЛИНА ГЛЕБОВНА

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КАПИЛЛЯРОВ КОШ ГОЛОВНОГО МОЗГА В УСЛОВИЯХ РЕДУЦИРОВАННОГО КРОЕОТОКА

14.00.23 - гистология, цитология и эмбриология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Владивосток, 1994

РГ* оп

» СЕН

Работа выполнена во Владивостокском государственно?.! медицинском институте

Научны;"; руководитель:

лонсультзнт:

Официальные оппоненты:

Зедущее учреждение:

доктор медицинских наук, профессор, П.А.Мотавкин кандидат медицинских наук, доцент А.З.Ломакин

доктор медицинских наук, • старший научный сотрудник Л.ГЛ.Исачковэ

доктор медицинских наук, профессор Ю.И.Пиголкян

Российский государственный медицинский университет

Защита состоится "¿о"

1994 г. на засе-

дании специализированного совета Д.084.24.01 при Владивостокском государственном медицинском институте ( 690600, г.Владивосток, пр.Острякова, 2, тел. 25-17-06 ). С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Владивостокского государственного медицинского института ( г.Владивосток, пр.Острякова, 2 ).

Автореферат разослан " д..£-~усгь_ 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат биологических наук

Г.М.Холоденко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблем». Сосудистые нарушения мозга' являются одной из ведущих причин смерти, уступая только заболеваниям сердца и раку (Lust Н. Р. et al1985 ). Высокая скорость метаболизма, ограниченные резервы высокоэнергетических фосфатных соединений и карбогидратных субстратов делают мозг особенно чувствительным к изменению рекима кровоснабжения. До последнего времени остается дискутабельным вопрос, как долго нервные клетки способны сохранять жизнеспособность в условиях редукиии кровотока. Считается, что период толерантности измеряется минутами, в течение которых врач имеет возможность предотвратить появление неврологической симптоматики (Schurr А. et al» 1989 ). Усилия многих исследователей были направлены на пролонгирование этого периода толерантности путем воздействия на развивающийся инсульт, другим направлением изысканий стала профилактическая защита мозга от данного синдрома. Использование вазоактивных препаратов способствовало в части случаев (Papaccio G. et al.» 1986 ) углублению анемических нарушений, возникновению неврологических дефектов.

Понимание механизмов, вовлеченных в формирование ишемя-ческого повреждения мозга далеко от завершения ( Siejo , 1981,1986, Plum , 1983,Schurr A. etal., 1989,Schmidt-Kastner R., Freund T.F., 1991 ). Однако очевидным представляется, что именно микропиркуляторное русло, обеспечивая трзнс-капиллярный обмен, становится в условиях ишемии первым и одним из главных звеньев компенсаторно-приспособительной перестройки ( Куприянов 13.(3., 1970, 1984, Банин В.В. с соавт., 1992 ).

Достаточно подробно изучены ультраструктура капилляров з нормальной ткани мозга и в условиях ишемии и гипоксии, изменения биохимических параметров, показано усиненче проницаемости капиллярной стенки для ряда химических зещестл, которое находится в прямой зависимости от ектн.тюсти барьетю-трпнопортннх ферментов микрососудов ( ''от.-чзччн П.Л. с соа;гг., 1983 ). Тем не менее, несмотря нп высокую ч'-формятипность

гистохимических методов, их применончо птгл ^зучсчт.; пг.о-.;:-г:-

соз адаптации и реагирования капилляров голозного мозга на ишемическое воздействие остается крайне ограниченным.

Цель исследования: на модели неполной ишемии голозного мозга крысы установить закономерности реагирования капиллярного русла и нейронов коры.

Задачи исследования: I. Дать сравнительную опенку капиллярной сети лобной, теменной, затылочной областей коры больших полушарий и коры мозжечка белых крыс.

2. Изучить реакцию капиллярного русла указанных областей на ишемию, вызванную односторонней редукиией магистрального кровотока, в различные сроки переживания.

3. Исследовать активность барьерно-транспортных ферме! тов ( щелочная фосфатзза, бутирилхолинэстераза, магний-зависимая АТФаза ) стенки микрососудов в различные сроки переаивания.

4. Изучить реакцию пирамидных нейронов коры мозга на редукцию"кровотока"различной продолжительности.

Научная новизна: гистохимическими, морфометрическ? ми и иитофотометричесюши методами изучены изменения кс пилляров и пирамидных нейронов коры мозга крыс в услови ях редуцированного кровотока. В работе представлены новые данные о реагировании барьерных и транспортных ферментов стенки капилляров■на ишемическое воздействие раз личной .продолжительности. Определены показатели'активности мембран-связанных ферментов, длины, диаметра, пло щади обменной поверхности микрососудов, маркированных методами на указанные энзимы.

Впервые получены материалы о зависимости мевду величиной гистохимических показателей капилляров и уровнем активности ферментов тканевого дыхания. Представлен; данные о количественной и качественной перестройке г.гак-роииркуляторного русла в различные сроки переяивания. Установлено', что адаптация нейронов коры к новым условиям в значительной степени зависит от активности барьерно-транспортных энзимов'стенки капилляров.

Практическая ценность работы: сведения о динамике изменения барьерно-трэнспортной функции капилляров пред-

ставляют интерес для специалистов экспериментально?: и практической медицины при подборе адекватной этиопзтогенетичес-кой терапии ишемических инсультов. Результаты исследования най.дут применение в преподавательской деятельности на кафедрах физиологии, биохимии, гистологии, неврологии медицинских- институтов и медицинских факультетов университетов.

Апробация диссертации: основные положения диссертации докладывались на УН, У1П, IX, XI научных конференциях молодых ученых Владивостокского государственного медицинского института ( Владивосток, 1990, 1991, 1992, 1994 ) , научно-практической конференции "Здоровье и болезни человека на Дальнем Востоке" ( Владивосток, 1993 ), XXXIX научной конференции Рийского медицинского института ( Рига, 1989 ), Зсесоюзнсм симпозиуме "Макро- и микроуровни организации мозга в норме и патологии" ( Москва, НИИ мозга РА'ЛЛ, 1992 ).

Публикации: по теме диссертации опубликовано 5 работ, из них 4'в центральной печати.

Объем и структура работы: диссертация состоит ;;з введения, обзора литературы, глав собственных данных, обсуждения , выводоз, указателя литературы, лрилокения. Работа изложена на 167 страницах машинописного текста. Иллюстративный материал представлен 7 таблицами, 28 рисуккагли, включающими 54 микрофотографии, 40 графиков. Указатель литературы содернит 107 работ отечественных и 131 - иностранных аз-торов. Диссертация излокеяз на русода языке.

МАТЕРИАЛ И ИЗГОДУ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучалось сосудисто-капиллярное русло мозга крыс з условиях редуцированного мозгового крозотокз. Объектом исследования слушали кора больших полушарий головного мозга -лобной, теменной, затылочной областей, кора мозжечка. 3 работе использованы гистохимические, морфометрические, фотометрические и экспериментальные методы.

В эксперименте использована модель неполной умеренной тякести ишемии головного мозга ( Билепко М.В., 1989 ), вызванная окклюзией общей сон:;он артерия. С целью исследования изменений метрических параметров сосудистого русла, показателей барьерно-транспортной активности капилляров-и сос-

тояиая озчслнтелздсьзосстьноаатед&шх ироиессоа s neiipoasx кори мозга, про-юдеч эксперимент, вклочавший изучение острого периода ( 30 ■•-;анут - 24 часа ) и отдаленных сроков Переживания.

210 половозрелых беспородных белых крыс-самок были везде лены и;5 контрольную и экспериментальную группы. Экспериментальные аивотные подвергались перевязке правой общей сонной артерии, особям контрольной группы выполнялась "ложная операция" без легирования сосуда.

Под эфирным или трихлорэтиленовым наркозом производился разрез коки по средней линии шеи,.тупым путем отделяли подковную хярозую клетчатку и фасиии, выделяли сосуднсто-нер-ный пучок. Отпрепарированная правая общая сонная артерия пересекалась меаду двумя шелковыми лигатурами. Рану ушивал:-: послойно. Особи контрольной группы содеркались в одинаковых с экспериментальными кизотннми условиях.

Для микроскопического исследования брали по 9 аивотнкх из экспериментальной и 3 - 5 из контрольной группы через 30 канут, 24 часа, 7, 20 и 30 суток после операции. С иельв изучения изменений контрлатерального полушария, у каждого экспериментального кизотного исследовали аналогичные участки мозга на стороне перевязки и в левом полушарии.

Гистоэнзимологические методы, используемые в работе для идентификации микроииркуляторного русла мозга, включали выявление щелочной фосфатазы, бутирилхолинэстеразы и магний-зависимой АТФазы. Щелочную фосфатазу ( КФ 3.1.3.1. ) выявляли методом Сошогу С. ( 1950 ), основанном на осгжцсниа ппс-дуктоз (Теп.леитатизного расщепления субстрата ( /3-глииеро-фосфат натрия ) фосфорной кислоты солями кобальта с образованием осадка, доступного визуальному наблюдению. Изготовленные криостатные срезы мозговой ткани инкубировали з рост-воре субстрата в течение 2 часов при 37° С. Контроль специфичности реакции проводили инкубацией в среде без субстрата и с добавлением L -фенилдлянина. Поскольку индикатор резкий:) ( осадок сульфида кобальтп ) растворим з спирте, препарат:; заключали з Ъ% гл:шерин-желатину.

..1агнм;:-зав!1сн:.:уэ АТОазу ( ¡Су 3.6.1.4. ) л стенке :,;::кпо-сосудоп определял:! методом Wachstein, Meise 1 ( 1956 ) в ;лодифН::;;ими Farquhar М.С.. Palade G.E.( IS66 ), в остнове .со-

voporo лежит свойство сгермента гидролизовать молекулы субстрата в присутствии ионов г.«?гния. Срезы выдеркивали в инкубационной среде, содержащей натриевую соль АТу в качестве субстрата, 40 минут при .17° О. Инкубация проводилась при pH 7,2, являющейся оптимумом АТшзной активности з мозге крысы ( Jorgensen Р. L. t 1982 ). Продукт реакции визуализировался добавлением сульфида аммония, полученные препараты заключали з глиперин-келатину. Специфичность реакпии проверяли инкубацией срезов в среде без субстрата и аоноз магния.

Метод, предложенный Koelle G.B. .Friedenwald I.S. ( 1949 ) отвечает всем требованиям, предъявляемым тс гистохимическим методам определения холинэстеряз. 3 качестве субстрата был использован бутирилтиохолинйодид, поскольку, по предположении Bergner A.D., Bayliss M.W. ( Г952 ), данное вещество расщепляется холинэстеразэ:ла быстрее, чем. се:-.: ;шет:)лхолии. Отщепленный в результате г:;дрсл:-!зз тиохолин реагяруе'г с cc.ii : 1еди с образованием почти ;;срг своримого, по беспвет:;ого осс-дка MejXKOii соли тмохоликг. И:: :убгиию срезов проводила з течение сутол при 37° С. Поело вндергззглия в суль$идсодер-кгацек пястаоре белый осадо.; :.-едчс:'- соя:-; тисхояина переходит и чорзчнезын аморфны Г- осадох сульфида кеда. Контроль спеак-фичностч проводила инкубацией срезов и среде без субстрата и с добавлением специфического инэк-тэзаторв - диязопропнл-¡Т?ор-ТоС'Хата.'Препараты высушивались и заключались а канадский блльзлм.

Цитохромоксидазу ( Kl> 1.9.3.1. ) з нервных клепссх определяли методом Нахласа, оспозанном на способности фермент?; катализировать перенос электронов с субстрата нл кислород с"образованием окисленного продукта, осандающегося в местах локализации энзима. Срезы инкубировали з среде, содераащей в качестве субстрата парасЗгенялендиамин и сочетающий агент -натпо-СТ, в течение 40 минут. Продукт реакции стабилизировали 2% раствором хлорида кобальта, препараты заключали з глииерин-келатйну.

Часть срезов окрашивали пс Ннссля 2% растзором метале-нозой сини с дальнейшим обезвоживание:.; и заключением з ка-н.':ДскиИ бальзам.

Количественное изучение сосудисто-капиллярного русла я клеточного состпна мозга позволяет опенять адекватность гемодинамики и транскапиллярпого обмен», перейти от количественной гиат-окаи к анализу условий функционирования мозговой ткан;).

В исследовании состояния кровосьгбаеиия ише:.'.изироаэн-ного мозга определялись следующие параметры:

1. средний диаметр капилляров ( мкм ),

2. длина капилляров ( количество, плотность располокения ) в I mj .ткани ( мгл ),

3. площадь обменной поверхности капилляров в 1.ш3 ткани ( мгл2 ),

4. активность фермента '( оптическая плотность продукта гистохимической реакции ) в стенке микрососуда и пирамидных нейронах III и У слоев коры,

5.. нейро-глиальный индекс.

Диаметр капилляров измеряли винтовым о ку лярм икр ом е т р ом M03-I-T5 на микроскопе МБИ-3 при увеличении объектива х 40. Для каздого случая определяли диаметр в 20 полях зрения.

Показатель длины капилляров вычисляли по методике^ пред-локенной С.М.Блинковым и Г.Д.Моисеевым ( 1961 ) с использованием формулы для неравномерного распределения капилляров в тканях.

Активность фермента оценивали по оптической плотности продукта гистохимической реакции, которую находили на основании данных сканирующего монохроматического микроденситометра М85А " Vickers" на срезах толщиной 20 мкм, изготовленных из блока с замороженным контрольным и экспериментальны;.! материалом. При этом длина волны устанавливалась соответственно максимуму поглощения продукта гистохимической реакции. Значения показателя определяли для кавдого случая отдельно, не менее чем на 5 срезах мозга в 10 - 15 полях зрения.

Нейро-глиальный индекс на препаратах, окрашенных по Няссл», вычисляли по методике С.М.Бланков ( 1963 ) с го-,.;оцьг.) соч.с'.; сл,т;1.''.:-,:;.]о:.;етро. Вз::ду того, что толщина срезг; ;.юкет оказаться рлзной, !:одсчи'шп.-:л!:с!» нейроны и яд:>г: :'л:!ала-ных клеток а 30 полях зрения но каждому случпм.

Полученные в результате морфометрического исследования данные обрабатывали методом вариационной статистики с определением средней арифметической, стандартной ошибки средней арифметической, критерия достоверности различий и уровня значимости различий. Разнипа глекду двумя • средними считалась достоверной при уровне значимости меньше 0,05.

РЕЗУЛЬТАТ И ОБСУЖДЕНИЕ

Работами И.В.Ганнушкиной с соавторами ( 1977 ) показано, что гемодинамику нарукной поверхности лобной и теменной области коры больших полушарий мозга крысы определяет средняя мозговая артерия, являющаяся непосредственным продолжением сонной артерии, затылочная область крозоснабка-ется задней мозговой артерией, кора мозкечкэ имеет источником кровоснабжения вертебрзльнне артерии. Особенности гемодинамики мозга крыс, з силу которых не происходит полного перемешивания крови в зилизиезом круге и кровосяабае-нае празого и левого полушарий осуществляется почти исключительно соименными артериями, предполагают при закрытии празой общей сонной артерии наличие выраженной менполушар-ной асимметрия реагирования сосудисто-капилляоной сети, с развитием наибольших изменений кровообращения в бассейне правой сведней мозговой артерии ( СМА ), т.е. в лобной и теменной областях коры."

Выклпчение сонной артерии вызывало как кз стороне перевязки, так и в контрлатеральном полушарии сужение микрососудов с последующей монотонной динамикой восстановления просвета капилляров в коре лезого полушария. Спраза отечен менее стабильный гемодинамический режим: в остром периоде в лобной и теменной областях не фоне увеличения плотности 'маркируемых БХЭ капилляров значительно сильнее, чем слева; уменьшается их средний диаметр.

Согласно" существующему мнениэ ( Ншткег 0. , 1974), густая сеть умеренно"суженных капилляров свидетельствует о высокой"метаболической активности данного отрезка г.такро-циркулятопкого русла. Одиэчо, наряду с узелячением обще!;

плотности к.чпяллярои, выявляемых методом на БХЗ, з бассейне СЛА на стороне окклюзии обнаруживается сокращение числа тианспоргно активных л!и:срососудоз. Показательно л этом 0'Г|:01!ю;;ии изменение площади обменной поверхности и длины капилляров, маркируемых методами на щелочную фос-фатазу ( Нр ) и магний-зависимую АТФазу, величина которых и первые сутки эксперимента существенно уменьшается. Таким образом, увеличение количества капилляров в коре правого полушария , происходящее, вероятно, за счет компенсаторного раскрытия резервных, сопровондается сокращением функционирующей части макроииркуляторного русла и установлением нового, более низкого уровня обменных процессов с нервной тканью, обеспечиваемых транспортными ферментами, о чем свидетельствует инактивация капиллярной и АТФазы ( Рис. 2,3 ).

3 отдаленные сроки в бассейне правой СМА наблюдается повторная вазоконстрикиия на сгоне уменьшения плотности капиллярной сети и, соответственно, резкого сокращения площади обменной поверхности. Сукение капилляров, очевидно, наступает вторично вследствие запустевания сосудистого русла ( Цзетноз Н., 1986, Мчедлишвили Г.И., 1986 ). Высокая активность барьерно-транспортных ферментов отракзет интенсификацию обменных процессов с окружающей тканью, как новый этап адаптации сосудистой стенки. ( Рис.1, -2, 3 ).

3 отличие от капилляров правой теменной области, общее количество которых в отрый период редукции увеличивается, макрососуда, принадленащие бассейну левой (2.1А, реагируют на окклюзию сонной артерии сникением плотности расположения. Наряду с уменьшением числа БХЭ-позитивных ка-пилляроз, сокращается количество АТФаз- и ШФ-содеркгщих сосудов, т.е. функциональная активность микроииркулятор-ного русла страдает и з контрлатеральном полушарии. При этом, есла количество капилляров, маркируемых БХЭ, слева значительно уступает контрольному и показателям правок лобной и теменной коры, то длина и площадь обменной поверхности ир-позитивннх микрососудоа левых отделов вы^е, чем на протизополоЕноП стороне ( Рис. 1, 2. 3 ). Кроме того, на стороне перевязки з первые 30 минут создаются условия

Знаком * здесь и далее отмечены средние величины, не имеющие статистически достоверных различий с уровнем интактного мозга, принятым за 100?.

150%г

39 мин itjr 7 tft 20 «fr 30 tft

|ал««очгопгш»РИ< Оконтроль gnp»ot nonnmpmj

диаметр

Пл»во»п*лрм»ри1 Оконтрслъ ■ пр>в»* полуш»ри%

длина 1сагтлл.яроэ в 1 K^.snr

29 ими 1 еуг 7 ejrr 70 ср У) tft

[оли«( лолуипрн* □ к»итрол»

I*?«■»• полуинря*]

площадь обменной поверхности

¿Они* i сп: 7 <7f 20ejr ЭО cjt

| Ш л leo t лолушэрм □ *«мтроль

Млр*«04 полушарм*)

активности фермента

T'itc. 1 McTf/ifftoaie параметры кгэлилляроо тгхсмнеП области wopu маркированных бутприлхолиюсгсраэой.

I апчо< пол^алрш □ контроль Шпрм«« о»пщир»«|

площадь обкскной поверхности •

I

V1 *»1 11 ' 11

»пи ^^r^ 30 «р

| Д||»|»| пчлтшарш Д>»итроя> Япр»«» п»л1шр»«|

мегианоегь фериекта

Рис.г Мстримес»*.с параметры капилляров теменной области югры маркированных щелочной фосфата^ой

7 «/г 20 «ут 30 (]ГТ

|Пл«ао< пол;ш>рм* □ (•ктрот.

I при«« пмушарн«!

длина капилляров в I >76.мы

1 еп 7 стт И СП 20 сп

| Влаяоа полушарм« Д коотуя» Впрам« полушарие!

площадь обнсяной поверхности

1 мг/. кг/, «о•/.

40*/.

го*/, г/.

И/т 7 СП госп »«р

I Плаяо» полушаря* ймктролъ

Впрааоа полушаря«!

активность фермента

Р> 1С. 3 Метрические параметры г»пнлл*уои теменной области коры маркированных Атфа-лн.

ЭТами

79 мяк

для большей инактивации транспортных фзрментоз сосудистой стенки. Очевидно, что в этот период транспортная система, контролируемая Щ1> и АТФазой, в микрососудах левых областей подвергается не столь значительному угнетению по сравнению с правым полушарием. Конец суток характеризуется симметричным повреждением механизмов транспорта кпк на стороне перевязки, так и в контрлатеральном полушарии, о чем свидетельствует отсутствие достоверных межполушарних различий метрических параметров капилляров, маркируемых Щ£> и АТОазол. Показатели первых суток экспепименти отражают последовательность развитая внутршлозгового .синдрома обкрадывания, в результате которого перераспределение крови по сосудам вилизиевого круга, предотвращая грубые изменения ткани мозга на стороне перевязки ( Ганнушкина И.В. 1977 ), ведет к ухудшению гемодинамического режима и условий тронскапиллярного обмена в противоположном полушарии.

Согласно динамике метрических показателей, признаки реабилитации ба'рьерно-транспортных функций сосудистой стенки , обеспечиваемых БХЭ и 1Ш>, в бассейне левой СМА обнаруживаются с 7-х суток. Справа в период с 7 по 20-е сутки при уменьшении количества и обменной поверхности капилляров, проявляющих БХЭ-актизность, т.е. выполняющих преимущественно барьерную функцию, относительно увеличивается процент ЩГмюзитивичх микрососудов. Усиление интенсивности транспортных процессов, контролируемых 1Р, слеза идет монотонно стечение всего последующего времени наблюдений, так что к 30-м суткам регистрируется практически полная нормализация показателей Щ5-лозитивных капилляров левой лобной области коры. 3 отдаленные сроки ( 20 - 30 суток ) резко возросшее количество ЕХЭ-содеркащих микрососудов в левой теменной коре свидетельствует о восстановлении нормального кровотока в лезых отделах, смягчении последствий феномена обкрадывания. В то ке время в бассейне правой СМА происходит запустезание капиллярной сети и уменьшение количества функционирующих капилляров, вазоспазы, как отзетная реакция на ослабление кровотока. Остаточный кровоток в капиллярах празых областей, по-видимому, оказывается достаточным для восстановления функционально активной формы ЕХЭ и Щ5,

что отражает высокая оптическая плотность осадка, маркирующего сохранившиеся сосуда.

Угнетение активности капиллярной АТОазн в острый период носит умеренную выраженность ив большей степени затрагивает ишемизированное полушарие, плотность ае АТФая-пози-тивных микрососудов страдает преимущественно в левых областях, где кровоток ослабевает, вероятно, вследствие компенсаторного перераспределения части крови через коллатеральные сосуды. Интерес представляет тот факт, что на седьмые сутки в капиллярах обоих полушарий создаются условия для максимальной инактиваиии магний-зависимой АТФазы. Т.к. сни-аение активности, вплоть до прекращения функционирования, мембран-связзнного фермента при ишемии связано с изменением фазико-химических свойств клеточных мембран, нарушением качественного и количественного состава липидного микроокружения ( Таганович Л.Д., 1980, Кагаво Я., 19В5, Билен-ко Ы.В., 1989 ), ухудшение режима работы АТОазы - одного из самых чувствительных к девиапида биослоя энзимов - монет служить надежным показателем повреждения клеточных мембпеп ( ?,снрез 0. о., Даниленко М.П., 1980 ).

Динамика показателей капилляров, маркированных иетодям" на БХЗ и Щ5 ( Рис. 1,2 ), подтверждает наибольшую выраженность дезорганизации мембранных структур на седьмые сутки, после чего начинают преобладать репаративные процессы в клеточных мембранах эндотелиопитоз, проявляющиеся реабилитапле:'; мембран-связанных ферментов ( Э. Р. МаЬасИУс е1 а1., 1992 ).

Изменения метрических параметров АТ5аз-позитявных микрососудов хронологически отстают от колебаний активности, и резкий спад показателей длины и обменной поверхности приходится в лобяой и теменной областях на 20-е сутки, которы:; соответствует значительно возросшая активность фермента. Пролонгированная редукция кровотока приводит к сокращению АТ'1>аз-позитизноц части сосудистого русла, и лишь к 30-м суткам в теменнол коре намечается тенденция к восстановлению числа копилллро». Лисокий уровень АТФэз.чо;'; активности, позволяет предположить, что трснсиортиая система з сох]);!.;:-:)-ш;;хся 1.г»;;:пососудох спосоС:;а осуществлять электролитный оС-

мен с окрукающей тканью, сочетается с крайней неравномерностью распределения фермента по ходу сосудов. По-видимому, сосудистое русло мозга не в состоянии обеспечить адекватность такого транспорта. Очевидно, что ферментные системы, связанные с клеточными мембранами, реагируют на редукцию кровотока одконаправленно, но (Ш> и БХЭ чувствительны к краткосрочной ишемии, магний-зависимая АТФаза оказывается более уязвимой при пролонгированном воздействии. Такой характер изменения активности АТФаз описан отдельными авторами С Демкин В.Ф., 1977 ), косвенно на возможность глубокой инактивации фермента при длительных сроках ишемии с сохранением остаточного кровотока указывают работы Н.В.Биленко ( 1989 ), В.В.МгБиШ с соавторами( 1984 ), I. К1а1го С 1997 ). >

Показатели активности П№ и БХЭ достаточно хорошо коррелируют с длиной и площадью обменной поверхности капилляров, в то время как изменения метрических параметров АТФаз-позитив-'"ных" микрососудов отличаются монотонностью, и реабилитация их явно запаздывает по сравнению с ростом активности фермента.

Снижение показателей капилляров, выявленных с помощью НЕ? и АТФазы, охватывает не только бассейн правой СМА, но и противоположную сторону, в тзкке затылочные области, в отдаленные сроки - кору мозкечка, очевидно, являясь следствием ослабления кровоснабкения указанных областей. Так как транспортные системы особенно чувствительны к факторам, проявляющимся при уменьшении кровотока - накоплению недоокисленных продуктов перекисного окисления яипидов мембран ( Семченко В.В., Т98Л ), изменению рН и концентрации биогенных аминов ( Коме-таани П.А., 1980, Ве1еу А. е1 а1, 194 ), ригидность метрических параметров АТйаз-содернащих капилляров на протякении длительного срока свидетельствует о неадекватности кровоснабкения. Полученные гистохимическими методами на Ш> и АТФазу факты указывают на неравномерность гемодинамических и метаболических условий в бассейне даке одной мозговой артерии, п результате чего транспортные процессы, контролируемые данными ферментами, возобновляются на отдельных участках сосудистого русла, тогда как соседние остаются долгое время неактивными.

Изменения микроцаркуляторного русла в бассейне задних мозговых артерий и крое мозкечка отличаются пядо:-.; особенностей., хгфггстеризущмх несколько иную нп:;рзш1с:-::;ссто сосудас-

тых реакций, чем в бассейне СМА. По данным, полученным с помощью гистохимического метода на БХЭ и АТОазу, плотность капилляров левого полушария мозжечка претерпевает значительное увеличение в первые сутки после перевязки правой сонной артерии и равномерно снижается в последующие сроки наблюдений, уступая к 30-м суткам контрольным показателям. Постепенное уменьшение длины АТФаз-позитивных капилляров сочетается с параллельным снижением активности фермента, тогда как уровень активности БХЭ в стенке сосудов практически не меняется вплоть до конпа наблюдений. Резкая инактивапия капиллярной к концу первых - седьмым суткам опережает монотонное снижение показателей длины и обменной поверхности Щ-позитивных капилляров, начавшееся с 7-х суток.

В правом полушарии мозжечка в первые сутки увеличивается плстоность капиллярной сети, функционально активной в отношении транспортных процессов, обеспечиваемых магний-зависи-иой АТФазой, сохраняя стабильность в течение последующих 30 суток. К 30-м суткам уровень АТФазной активности, а также плотность микрососудов на стороне перевязки достоверно выше, чем в левом полушарии.

Резкое увеличение количества Щ5-поэитизных капилляров з правом полушарии наблюдается к 7 - 20-м суткам, т.е. при нормализовавшихся показателях АТФаз-содержапшх. Плотность ш-крососудов правого полушария, маркированных ЕХЭ, на протяжении 20-и суток остается стабильно высокой и ее показатели лишь незначительно превосходят максимальные для ГО- и АТФаз-позитивных. Т.е. в различные сроки переживания при неизменно усиленном кровотоке через капиллярную сеть коры мозжечка активируются последовательно транспортные процессы, определяемые одним из ферментов: в острый период актуализируется электролитный обмен, микрососудов с тканью, в отдаленные сроки возрастает интенсивность ^-контролируемого транспорта глюкозы. Установление значительно более низкого уровня плотности БХЭ- и [¡^-позитивных микрососудов и площади их обменной поверхности происходит на 30-е сутки, со всей очевидностью свидетельствуя об ослаблении бэрьерно-транспортных функций капилляров коры мозжечка. Малое количество микрососудов, маркированных АТФазой, и низкая активность фермента в левом

полушарии заставляет предполагать деструктивные процессы в сосудистой стенке капилляров этой области, тогда как справа, судя по показателям активности, мембраны эндотелиопитов находятся в состоянии, близком к исходному.

Тип реакции микропиркуляторного русла затылочных областей представляется "промежуточным" между характером изменений в коре мозжечка и особенностями теменной области.

При сравнительном исследовании плотности расположения капилляров, маркированных БХЭ, на стороне перевязки первичное увеличение показателя выявляется в бассейне всех мозговых артерий, но продолжается в лобной коре —30 минут, в теменной - в течение суток, в затылочной области - на протяжении семи дней, в коре мозжечка - вплоть до 20-х суток. Слева снижением плотности располокения отвечают на редукиию кровотока мякрососуды лобной и теменной областей, при этом в первой низкие показатели фиксируются в течение всего срока наблюдений, в теменной коре уменьшение количества микрососудов к 20-м суткам сменяется ростом плотности. В затылочной области увеличение показателя выявляется к концу первых - на седьмые сутки, в левом полушарии мозаечка высокая плотность капилляров отмечена уне на 30-й минуте и сохраняется до 7-х суток. Снижение показателя, наступающее на 30-е сутки, выражено в исследуемых областях примерно в равной степени.

Изменения активности ЕХЭ имеют схожую закономерность: наиболее рано ( первые сутки ) минимума достигают показатели капилляров лобной и теменной области, к 7-м суткам - затылочная кора, на 7 -.¿0-е сутки - полушария мозжечка.

Полученная картина, по-видимому, отражает последовательность вовлечения областей в пропесс перераспределения крови, поступающей по лево;: общей сонной артерии и вертебральным артериям, в результате которого в острый период усиливается кровоток через клпи.тлрную сеть затылочных областей и кору мозжечка, но ослабевает кровенаполнение микрососудов левой лобной и теменной области. 3 наименее выгодных гемодинамичес-ких условиях оказывзется регион лезой средней мозговой артерии, т.е. левая лобная и теменная области коры больших полушарий, где и происходит наиболее выраженная инактивация капиллярной БХЭ.

Состояние транспортной функции сосудистой стенки страдает в первуг очередь в бассейне СНА: в течение первых 24 часов здесь происходит максимальная инактивация Щ1> и снижение плотности маркируемых данным энзимом капилляроз. Наиболее выраженное угнетение транспортных процессов претерпева вают сосуда на стороне перевязки. У<апилляры затылочных областей коры сохраняют высокий уровень транспортной активности значительно дольше: длина ЩЗ-позитизных микрососудов существенно уменьшается на 20-е сутки,-сниаение оптической плотности осадка происходит в конце первых - на седьмые сутки. Сосудистая сеть мозкечка в течение первых суток остается практически вятактной, в последущие 7-20 суток з правом полушарии поязляется большое числа капилляров, имеющих низкую активность Щ5, к 30-м суткам разреяение капиллярной сети захватывает оба полушария, и, таким образом, процессы, угнетающие функции клеточных мембран эндотеляоиитов, достяга?э? коры мозжечка.

Изменения плотности капилляроз, маркированных АК'езой, выявляются уке в первые 30 минут редукции кровотока, но з лобных и затылочных отделах касаются преимущественно левого полушария, где происходит значительное её сникение. Сокращение метрических показателей капилляров лобкых и затылочных областей происходит монотонно на протяжении всех срокоз наблюдения, причем мекполушарная асимметрия определяется только в первые сутки. Создается впечатление, что условия функционирования АТФаз-зависимого транспорта ухудшаются ранее всего ( первые сутки ) в бассейне левой СМА, затем инактивация транспортных процессов распространяется на соседние регионы ( затылочная кора ). Достоверное снижение показателей А1Фаз-позитивных капилляров мозяечка выявляется лишь к 30-м суткам, однако низкая активность фермента позволяет предполагать, что процессы дезорганизации клеточных мембран достигают и данную область мозга.

Результаты наших исследовании свидетельствуют о сопряженности изменений барьерно-транспортных свойств капилляроз и их способности участвовать в перераспределении локального кровотока. Саг.: факт сохранения кизпи яивотных и отсутствия видимой неврологической симптоматики отражает компенмирозан-пость неврологического статуса, несмотря на то, что л отдо-

ленные сроки переживания заинтересованные области мозга находятся на качественно ином уровне обмена веществ.

Выяснение состояния окислительного метаболизма нейронов коры и клеточных механизмов долгосрочной адаптации при угнетении барьерно-транспортной активности капиллярной стенки явилось целью наших последующих исследований.

Признанными "сенсорами" недостатка кислорода в клетке считаются окислительно-восстановительные ферменты митохондрий. Установлено, что сродство питохромоксидазы - конечной оксидазы дыхательной цепи митохондрий, к кислороду очень велико, а наиболее ранние изменения дыхательной цепи ( вплот) до полной блокады) локализуются на начальном НАД-зависимом участке, и, соответственно, усиливается доля окисления через СДГ-зависимый путь ( Биленко M.B., 1989 ).

Продукты гистохимической реакции, катализируемой иито-хромоксидазой ( ЦХО ), обнаруживаются в виде мелкогранулярного осадка диформазана, равномерно рассеянного в цитоплазме нейронов. Через 30 минут после редукции кровотока было отмечено снижение активности ЦХО в пирамидных нейронах III и У слоев теменной области коры: до 62,175? в правом и 90,2$ в левом полушарии. Подобное изменение активности энзимвв дыхательной пепи описано в работах Боголепова H.H. ( 1979 ), Лунеца Е.Ф. с соавторами ( 1983 ) и рассматривается как начальный этап компенсаторной перестройки метаболизма нервной ткани. Отдельными авторами указывается, однако, на активацию дыхательной цепи митохондрий ( Лукьянова Л.Д., 1973 ) и возрастание активности ЦХО при гипоксии ( Sugalo Т. с соавт., 1979 ). Такая противоречивость данных становится понятной из дальнейших наблюдений за состоянием активности ЦХО, выявляющих повышение показателей к концу первых суток. Через 24 часа после начала эксперимента активность ЦХО в нейронах обоих полушарий достоверно превышает контрольные величины, составляя 113,03$ на стороне перевязки и 118,81$ в контрлатеральной области кори. Двухфазный характер изменения ЦХО-актив-ности нерзных клеток отражает угнетение тканевого дыхания з первые минуты редукции кровотока с последующим компенсаторным усилением окислительно-восстановительных процессов в нейронах, приспосабливающихся к условиям ишемии. Рост активнос-

ти ЦХО в нервных клетках происходит на фоне углубляющейся к концу суток инактивации барьерко-транспортных систем ге-мато-эниефалического барьера, контролируемых капиллярны:.™ № и ЕХЭ. Очевидно, что изменения, происходящие в ткани мозга, корреллируют с колебаниями активности транспортных ферментов сосудистой стенки. Повторная инактивация ЦХО наблюдалась в нейронах правой теменной области на 7-е сутки, хронологически соответствуя периоду наибольшего угнетения активности капиллярной АТФазы. Признаки гибели нейронов, появляющиеся на 7-е сутки эксперимента, увеличение доли глиальных элементов, появление неравномерных очаговых про-лифератов глии дают основание считать транскапиллярный обмен неадекватным метаболическим потребностям нервной ткани. В сохранившихся пирамидных нейронах коры правого полушария на 20 - 30-е сутки отмечено повторное увеличение активности ЦХО ( 108,7% контрольного уровня ).'■ В условиях ограниченного функционирования капиллярной сети нейроны бассейна закрытой артерии претерпевают субстратное и кислородное голодание, результаты которого, по-зидимому, частично нззел;-:-руются активацией иитохромоксидазкой системы пирамидных клеток, наблюдавшейся в острый период. При длительной окклюзии сонной артерии ослабление крозотока кике определенного порога, сопровождающееся резким угнетением АТФаз-зззисимого транспорта, приводит к повторно;.^ уменьшению активности ЦаО и прогрессированию ишемических нарушений. Зероятно, актиза-пия внутриклеточных механизмов адаптации нерзкых клеток ев данном этапе проходит аналогично наблюдавшейся в острый период редукции интенсификации процессов тканевого дыхания.

Адаптация микроииркуляторного русла з бассейне средней мозговой артерии в отдаленные сроки редукции крозотока развивается, таким образом, на фоне значительного снижения уровня метаболических потребностей ткани мозга, что определяется замещением пирамидных нейронов низкоэнергоеглсой глией и усилением активности ЦХО в сохранившихся нервных клетках.

ЛЗОДЫ:

1. • Плотность капиллярной сети, выявляемой гистохимическим методаг.га, имеет локальные различия: относительно более высс кие показатели длины капилляров, содержащих транспортные фе рменты ( ЩФ и магний-зависимую АТФазу ) характерны для заты лочной области коры больших полушарий; максимальное кояичес тво микрососудов, маркируемых БХЭ, отмечено, в лобной и теменной областях. .Минимальной плотностью капиллярной сети обладает кора мозжечка.

2. 3 формирование ответной реакции микроиир^ляторного русла коры мозга на редукцию кровотока вовлечена капиллярная сеть всех исследуемых областей, что проявляется изменением метрических параметров капилляров и активности барьерно-транспортннх ферментов сосудистой стенки.

3. Реакция капиллярного русла бассейна средней мозговой артерии развивается в острый период в направлении снижения интенсивности процессов активного транспорта, что выражается в констрикпии капилляров, уменьшении их длины и площади обменной поверхности и снижении активности ферментов сосудистой стенки. Б отдаленные сроки проявляется тенденция к за-пустеванию части сосудистого русла на стороне перевязки и восстановлению нормальной плотности капиллярной сети в леви> областях с реабилитацией активности барьерно-трзнспортных ферментов в сохранившихся микрососудах.

4. 3 затылочных областях и коре мозжечка в острый период на фоне снижения показателей транспортно-активных капиллярог увеличиваются длина и обменная поверхность БХЭ-позитивных микрососудов. Пролонгированное воздействие приводит к угнете ним как барьерных, так транспортных функций капилляров, о чем свидетельствует сокращение длины и обменной поверхности

микрососудов, маркируемых БХЭ, 1Щ> и АТФазой.

5. Наиболее раннее угнетение барьерно-транспортннх свойств сосудистой стенки отмечается в бассейне средней мозговой артерии. Перераспределение остаточного кровотока в первые сутки затрагивает симметричные области коры, т.е. левую лобную

и теменную области, где регистрируется резкое снижение метрических параметров капилляров. В отдаленные сроки осуществляется приток крови из основной артерии, и, соответственно, синдром "обкрадывания" охватывает затылочные области больших полушарий и кору мозжечка, что отрэкает увеличение плотности сосудистой сети указанных регионов в острый период и последующий резкий спад показателей длины, обменной поверхности и активности мембран-связзнных энзимов капилляров.

6. 3 условиях редуцированного кровотока бэрьерно-транспорт-ная система эндотелиопитов поражается неравномерно, т.к. ферменты обладают различной чувствительностью к пиемии: в остры!* период ( 30 минут-- 24 часа ) наибольшей инактивации подвергается щелочная фосфатаза, к пролонгированному воздействию (7-20 суток ) чувствительнее АТФаза я бутирилхолинэстера-за капилляров.

7. Реакция нейронов на острую редукцию кровотока зыраЕзет-ся в изменении активности питохромоксидазы, хроматолизе ба-зофильного вещества, набухании тела и пикнозе ядра; з отдаленный период отмечается гибель отдельных нейронов и образование резидуальных узелков. 3 процессе адаптации нерзных клеток выделяется фаза первичной инактивации ЦХО и последующего усиления её активности, позднее наблюдается повторная инактивация

и восстановление ЦХО в сохранившихся нейронах.

8. Формирование ответной реакции нервной ткака на редукцию кровотока завершается к 20 - 30-м суткам: восстанавливается нормальная форма нервных клеток, усиливается активность ней-рональной ЦХО, увеличивается нейро-глиальный индекс, в редуцированной капиллярной сети увеличивается актизность и БХЭ.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Дирлам Г. Г. Активность щелочной фисфатазы и АТФазы к пилляров теменной корн крыс в условиях редуцированного кр вотока.// Физиол. журн. им. И.М.Сеченова, 1994, т.80, №4, с. 32 - 37.

2. Дирлам Г.Г. Изменение барьерно-транспортной активное! капилляров теменной области коры мозга крыс при острой ит< мии. Ц В сб.: Актуал. вопр. мед. морфол. Изд-во Удцуртскс го ун-та, 1993, с. 187 - 191.

3. Дирлам Г.Г. Морфофункциональная характеристика капилл ров коры головного мозга крыс в условиях редуцированного к вотока. Деп. в ВИНИТИ 27.09.93, * 2466-В93, 9 с.

4. Дирлам Г.Г., Носов С.А. Динамика барьерно-транспортно! активности сосудистой стенки в условиях редукции мозгового кровотока. Деп. в ВИНИТИ 10.01.94, № 64-В94, 10 с.

5. Дирлам Г.Г. Реактивность пираыидшх нейронов и капилл» ров теменной коры мозга крыс в условиях неполной ишемии.// В сб.: Макро- и микроуровни организации мозга. Москва, РАМУ НИИ мозга, 1992, с. 52.

6. Дирлам Г.Г. Гистохимическая характеристика микрососудс мозга крыс в условиях редуцированного кровотока.// В сб. на стат. XXXIX науч. конф. ГШ. Рига, НИИ, 1989, с. 41.

7. Дирлам Г.Г. Реактивность нейронов и капилляров кор* мо га крыс в условиях редукции кровотока.// Тез. докл. науч. конф. 22 апр. 1993. Владивосток, 1993, с. 5.

8. Дирлам Г.Г. Динамика активности барьерно-транспортшх ферментов капилляров мозга крыс в условиях редуцированного кровотока.// Матер, науч. конф. молодых ученых ВГЫИ и ДВО А1 СССР. Владивосток, 1990, с. 19.

9. Сухотеплая Н.Г., Дирлам Г.Г. Гистохимическая характера тика капилляров коры мозжечка в условиях редуцированного кре вотока.// Тез. докл. науч. конф. 21 апр. 1994, ВГМИ. Владивосток, 1994, с. 57.